RU2030648C1 - Method of evacuation and jet pump - Google Patents

Method of evacuation and jet pump Download PDF

Info

Publication number
RU2030648C1
RU2030648C1 RU92009224A RU92009224A RU2030648C1 RU 2030648 C1 RU2030648 C1 RU 2030648C1 RU 92009224 A RU92009224 A RU 92009224A RU 92009224 A RU92009224 A RU 92009224A RU 2030648 C1 RU2030648 C1 RU 2030648C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
working fluid
inlet
passive medium
fluid
chamber
Prior art date
Application number
RU92009224A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU92009224A (en
Inventor
Виктор Сергеевич Скачков
Original Assignee
Виктор Сергеевич Скачков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктор Сергеевич Скачков filed Critical Виктор Сергеевич Скачков
Priority to RU92009224A priority Critical patent/RU2030648C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2030648C1 publication Critical patent/RU2030648C1/en
Publication of RU92009224A publication Critical patent/RU92009224A/en

Links

Images

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: fluid jets are shaped inside the discharge passage due to preliminary compression of fluid in the delivery chamber. The fluid jets are mixed with passive fluid. The mixture flows through a hydraulic gate and is separated in the separation chamber at outlet atmospheric pressure. The mixing chamber is defined in the discharge passage and conjugated with the branch pipe for supplying passive fluid to form a vacuum space in the zone of the opening for supplying passive fluid. The hydraulic gate is made up as a ring fluid layer which rotates together with the delivery chamber and the discharge passage. Fluid is circulated in the hydraulic gate. The flow regime within the ring fluid layer is defined by a relationship available in the invention description. EFFECT: simplified method. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к способам и насосам для получения вакуума за счет кинетической энергии истекающей струи рабочей жидкости, в особенности при обтекании струей рабочей жидкости патрубка с отверстием ввода пассивной среды с образованием камеры смешения в гидравлическом затворе, и может быть использовано для откачки газа, пара и жидкости при наибольших впускном и выпускном атмосферном давлениях в химической, фармацевтической и пищевой промышленности. The invention relates to methods and pumps for producing a vacuum due to the kinetic energy of a flowing jet of a working fluid, in particular when a jet flows around a nozzle with an inlet of a passive medium to form a mixing chamber in a hydraulic shutter, and can be used to pump gas, steam, and liquid at the highest inlet and outlet atmospheric pressures in the chemical, pharmaceutical and food industries.

Известен способ вакуумирования и струйный насос для реализации указанного способа [1] . Способ вакуумирования заключается в формировании струи рабочей жидкости в канале истечения, смешении струи рабочей жидкости с пассивной средой, транспортировке смеси сред через гидравлический затвор и разделении сред в сепарационной камере с выпускным атмосферным давлением, при этом смешение сред проводят при наибольшем впускном атмосферном давлении в камере смешения, образованной в канале истечения и сопряженной с патрубком ввода пассивной среды с образованием вакуумной полости в зоне отверстия ввода пассивной среды патрубка, а гидравлический затвор образуют горизонтальным слоем рабочей жидкости со свободной поверхностью. A known method of evacuation and a jet pump for implementing this method [1]. The method of evacuation consists in the formation of a jet of working fluid in the flow channel, mixing the jet of working fluid with a passive medium, transporting the mixture of media through a hydraulic shutter and separating the media in a separation chamber with exhaust atmospheric pressure, while mixing the media is carried out at the highest atmospheric inlet pressure in the mixing chamber formed in the flow channel and associated with the inlet pipe of the passive medium with the formation of a vacuum cavity in the zone of the inlet of the inlet of the passive medium of the pipe, and ravlichesky gate form a horizontal layer of the working fluid with a free surface.

Для реализации указанного способа струйный насос содержит патрубок с отверстием ввода пассивной среды, сепарационную камеру, камеру нагнетания, канал истечения рабочей жидкости и камеру смешения с гидравлическим затвором, при этом патрубок ввода пассивной среды выполнен в виде изогнутой трубки, состоящей из верхнего звена и обтекаемого элемента. To implement this method, the jet pump comprises a nozzle with an inlet of a passive medium, a separation chamber, a discharge chamber, a channel for the expiration of the working fluid and a mixing chamber with a hydraulic shutter, while the inlet of the passive medium is made in the form of a curved tube consisting of a top link and a streamlined element .

Недостатком способа вакуумирования и струйного насоса для реализации указанного способа является повышенный расход рабочей жидкости через гидравлический затвор и сепарационную камеру, обусловленный их взаимосвязью единым каналом истечения и потоком высокоскоростной струи рабочей жидкости, что увеличивает мощность, потребляемую на транспортировку рабочей жидкости, и габариты сепарационной камеры. The disadvantage of the evacuation method and the jet pump for implementing this method is the increased flow rate of the working fluid through the hydraulic shutter and the separation chamber, due to their interconnection with a single flow channel and the flow of a high-speed working fluid stream, which increases the power consumed for transporting the working fluid and the dimensions of the separation chamber.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ вакуумирования и струйный насос для реализации указанного способа [2]. Способ вакуумирования заключается в формировании струи рабочей жидкости в канале истечения за счет ее предварительного сжатия в камере нагнетания, смешении струи рабочей жидкости с пассивной средой, транспортировке смеси сред через гидравлический затвоp и разделении сред в сепарационной камере с выпускным атмосферным давлением, при этом смешение сред проводят при наибольшем впускном атмосферном давлении в камере смешения, образованной в канале истечения и сопряженной с патрубком ввода пассивной среды с образованием вакуумной полости в зоне отверстия ввода пассивной среды патрубка, а гидравлический затвор образуют вращающимся вместе с камерой нагнетания и каналом истечения кольцевым слоем рабочей жидкости. The closest technical solution to the proposed is a method of evacuation and a jet pump for implementing this method [2]. The method of evacuation consists in the formation of a jet of working fluid in the discharge channel due to its preliminary compression in the discharge chamber, mixing the jet of working fluid with a passive medium, transporting the mixture of media through a hydraulic shutter and separating the media in the separation chamber with the outlet atmospheric pressure, while the media are mixed at the highest atmospheric inlet pressure in the mixing chamber formed in the outflow channel and conjugated with the passive medium inlet pipe to form a vacuum cavity and in the zone of the inlet of the passive fluid inlet of the nozzle, and the hydraulic shutter is formed by an annular layer of the working fluid rotating together with the discharge chamber and the expiration channel.

Для реализации указанного способа струйный насос содержит патрубок с отверстием ввода пассивной среды, сепарационную камеру и вращающуюся обечайку с крышкой с отверстием, камерой нагнетания, каналом истечения рабочей жидкости, камерой смешения с гидравлическим затвором и приводом вращения от вала с подшипниковой опорой, установленного с зазором относительно отверстия крышки, при этом патрубок ввода пассивной среды выполнен в виде изогнутой трубки, состоящей из верхнего звена, закрепленного на опоре и установленного с зазором относительно вала и крышки и выполненного в виде профилированного обтекаемого элемента. При вращении обечайки с кольцевым слоем рабочей жидкости в канале истечения рабочей жидкости в зоне отверстия ввода пассивной среды патрубка образуется сопряженная с ним вакуумная полость, в которую засасывается пассивная среда, смешиваясь со струей рабочей жидкости в камере смешения. Из образовавшейся смеси пассивная среда за счет разности плотностей всплывает в гидравлическом затворе - сепарационной камере на свободную поверхность кольцевого слоя рабочей жидкости и выводится из вращающейся обечайки наружу насоса. To implement this method, the jet pump contains a nozzle with an inlet for the passive medium, a separation chamber and a rotating shell with a cover with an opening, a discharge chamber, a fluid flow channel, a mixing chamber with a hydraulic shutter and a rotation drive from a shaft with a bearing support installed with a clearance relative to openings of the cover, while the inlet pipe of the passive medium is made in the form of a curved tube consisting of an upper link mounted on a support and installed with a gap flax shaft and the cover and constructed as a profiled aerodynamic element. When the shell rotates with an annular layer of the working fluid in the channel of the working fluid outflow in the area of the inlet of the passive fluid inlet, a conjugated vacuum cavity is formed in which the passive fluid is sucked in and mixed with the working fluid jet in the mixing chamber. Due to the difference in densities, the passive medium emerges from the resulting mixture in the hydraulic shutter - separation chamber onto the free surface of the annular layer of the working fluid and is discharged from the rotating shell to the outside of the pump.

Недостатком способа вакуумирования и струйного насоса для реализации указанного способа является большая величина остаточного давления и малая величина быстроты действия, связанные с уменьшением плотности смеси в струе рабочей жидкости с примесью пассивной среды в канале истечения и гидравлическом затворе, формирующей вакуумную полость в зоне отверстия ввода пассивной среды. The disadvantage of the vacuum method and the jet pump for implementing this method is the large value of the residual pressure and the small value of the speed of action associated with a decrease in the density of the mixture in the jet of working fluid with an admixture of a passive medium in the exhaust channel and a hydraulic shutter forming a vacuum cavity in the zone of the inlet of the passive medium .

Технический результат, достигаемый изобретением, - уменьшение остаточного давления и увеличение быстроты действия струйного насоса. The technical result achieved by the invention is to reduce the residual pressure and increase the speed of the jet pump.

Этот результат достигается в способе вакуумирования, заключающемся в формировании струи рабочей жидкости в канале истечения за счет ее предварительного сжатия в камере нагнетания, смешении струи рабочей жидкости с пассивной средой, транспортировке смеси сред через гидравлический затвор и разделении сред в сепарационной камере с выпускным атмосферным давлением, при этом смешение сред проводят при наибольшем впускном атмосферном давлении в камере смешения, образованной в канале истечения и сопряженной с патрубком ввода пассивной среды с образованием вакуумной полости в зоне отверстия ввода пассивной среды патрубка, а гидравлический затвор образуют вращающимся вместе с камерой нагнетания и каналом истечения кольцевым слоем рабочей жидкости, за счет того, что осуществляют циркуляцию рабочей жидкости в гидравлическом затворе, а режим обтекания кольцевым слоем рабочей жидкости патрубка с отверстием ввода пассивной среды в окружном направлении проводят при значении критерия Рейнольдса Re1>104 и при критерии Эйлера, исходя из соотношения

Figure 00000001
1-0,5
Figure 00000002
< Eu <
Figure 00000003
1-0,5
Figure 00000004
+
Figure 00000005
где r1 - радиус свободной поверхности кольцевого слоя рабочей жидкости, м;
r2 - радиус, на котором расположено отверстие ввода пассивной среды, м;
Ро - атмосферное давление, Па;
ρ - плотность рабочей жидкости, кг/м3;
ω - угловая скорость кольцевого слоя рабочей жидкости, рад/с.This result is achieved in the method of evacuation, which consists in the formation of a jet of working fluid in the discharge channel due to its preliminary compression in the discharge chamber, mixing the jet of working fluid with a passive medium, transporting the mixture of media through a hydraulic shutter and separating the media in a separation chamber with exhaust atmospheric pressure, in this case, the medium is mixed at the highest atmospheric inlet pressure in the mixing chamber formed in the outflow channel and associated with the passive medium inlet pipe s with the formation of a vacuum cavity in the zone of the inlet of the passive medium of the nozzle, and the hydraulic shutter is formed by rotating with the discharge chamber and the channel of the expiration of the annular layer of the working fluid, due to the circulation of the working fluid in the hydraulic shutter, and the flow around the annular layer of the working fluid a pipe with an inlet of the passive medium in the circumferential direction is carried out with the Reynolds criterion value Re 1 > 10 4 and with the Euler criterion, based on the ratio
Figure 00000001
1-0.5
Figure 00000002
<Eu <
Figure 00000003
1-0.5
Figure 00000004
+
Figure 00000005
where r 1 is the radius of the free surface of the annular layer of the working fluid, m;
r 2 is the radius at which the passive medium inlet hole is located, m;
P about - atmospheric pressure, Pa;
ρ is the density of the working fluid, kg / m 3 ;
ω is the angular velocity of the annular layer of the working fluid, rad / s.

Кроме того, циркуляцию рабочей жидкости осуществляют через гидравлический затвор в канале истечения в радиальном направлении от отверстия ввода пассивной среды патрубка к свободной поверхности кольцевого слоя рабочей жидкости, а обтекание патрубка ввода пассивной среды радиальным потоком рабочей жидкости проводят при критерии Рейнольдса Re2 < Re1 . 10-3.In addition, the circulation of the working fluid is carried out through a hydraulic shutter in the flow channel in the radial direction from the inlet of the passive fluid inlet to the free surface of the annular layer of the fluid, and the radial flow of the fluid in the passive fluid inlet is carried out under the Reynolds criterion Re 2 <Re 1 . 10 -3 .

Для реализации указанного способа в струйном насосе, содержащем патрубок с отверстием ввода пассивной среды, сепарационную камеру и вращающуюся обечайку с крышкой с отверстием, камерой нагнетания, каналом истечения рабочей жидкости, камерой смешения с гидравлическим затвором и приводом вращения от вала с подшипниковой опорой, установленного с зазором относительно отверстия крышки, при этом патрубок ввода пассивной среды выполнен в виде изогнутой трубки, состоящей из верхнего звена, закрепленного на опоре и установленного с зазором относительно вала и крышки и выполненного в виде профилированного обтекаемого элемента, обечайка снабжена диском с периферийными отверстиями и транспортирующим устройством, причем диск установлен соосно валу, крышка герметично установлена на диске, транспортирующее устройство установлено на диске и размещено в сепарационной камере, а обтекаемый элемент выполнен в виде полого ножа с кормовой кромкой, при этом последняя расположена радиально в плоскости, проходящей через ось вала, а отверстие ввода пассивной среды выполнено в кормовой кромке. To implement this method in a jet pump containing a nozzle with an inlet for the passive medium, a separation chamber and a rotating shell with a cover with an opening, a discharge chamber, a fluid flow channel, a mixing chamber with a hydraulic shutter and a rotation drive from a shaft with a bearing support installed with a gap relative to the opening of the lid, while the inlet pipe of the passive medium is made in the form of a curved tube consisting of an upper link mounted on a support and installed with a gap from with respect to the shaft and the cover and made in the form of a profiled streamlined element, the shell is provided with a disk with peripheral holes and a conveying device, the disk being installed coaxially to the shaft, the cover is hermetically mounted on the disk, the conveying device is installed on the disk and placed in the separation chamber, and the streamlined element is made in in the form of a hollow knife with a stern edge, the latter being located radially in a plane passing through the axis of the shaft, and the passive medium inlet hole is made in the stern MKE.

На фиг. 1 изображен предлагаемый струйный насос, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1. In FIG. 1 shows the proposed jet pump, General view; figure 2 is a section aa in figure 1.

Струйный насос содержит патрубок 1 с отверстием 2 ввода пассивной среды, сепарационную камеру 3 и вращающуюся обечайку 4 с крышкой 5 с отверстием 6, камерой нагнетания 7, каналом истечения 8 рабочей жидкости, камерой смешения 9 с гидравлическим затвором 10 и приводом 11 вращения от вала 12 с подшипниковой опорой 13, установленного с зазором относительно отверстия 6 крышки 5, при этом патрубок 1 ввода пассивной среды выполнен в виде изогнутой трубки, состоящей из верхнего звена 14, закрепленного на опоре 13 и установленного с зазором относительно вала 12 и крышки 5, и выполненного в виде профилированного обтекаемого элемента 15. Обечайка 4 снабжена диском 16 с периферийными отверстиями 17 и транспортирующим устройством 18, причем диск 16 установлен соосно валу 12, крышка 5 герметично установлена на диске 16, транспортирующее устройство 18 установлено на диске 16 и размещено в сепарационной камере 3, а обтекаемый элемент 15 выполнен в виде полого ножа с кормовой кромкой 19, при этом последняя расположена радиально в плоскости, проходящей через ось вала 12, а отверстие 2 ввода пассивной среды выполнено в кормовой кромке 19. Подшипниковая опора 13 установлена в верхней части корпуса 20, в нижней части которого размещена сепарационная камера 3 с патрубком 21 ввода-вывода рабочей жидкости с вентилем 22, патрубком 23 вывода пассивной среды и кольцевой перегородкой 24 с переточным отверстием 25 и примыкающая к ней полость 26 циркуляции охлаждающей жидкости с входным 27 и выходным 28 патрубками. Обтекаемый элемент 15 имеет периферийную кромку 29, которая в зоне контакта с кормовой кромкой 19 также снабжена отверстием 2 ввода пассивной среды. Вал 12 сочленяется с приводом 11 через муфту 30. Транспортирующее устройство 18 расположено в средней части сепарационной камеры 3 внутри перегородки 24, а его нижняя заборная кромка расположена ниже отверстия в патрубке 23. Камера нагнетания 7 снабжена радиальными ребрами. Отверстие 6 имеет радиус r1, меньший радиуса r2, на котором расположено отверстие 2 ввода пассивной среды.The jet pump comprises a nozzle 1 with a hole 2 for entering a passive medium, a separation chamber 3 and a rotating shell 4 with a cover 5 with a hole 6, a discharge chamber 7, a fluid flow channel 8, a mixing chamber 9 with a hydraulic shutter 10 and a rotation drive 11 from the shaft 12 with a bearing support 13 installed with a gap relative to the hole 6 of the cover 5, while the pipe 1 of the input of the passive medium is made in the form of a curved tube consisting of an upper link 14, mounted on the support 13 and installed with a gap relative to the shaft 12 and the cover 5, and made in the form of a profiled streamlined element 15. The shell 4 is provided with a disk 16 with peripheral holes 17 and a conveying device 18, the disk 16 being installed coaxially to the shaft 12, the cover 5 is hermetically mounted on the disk 16, the conveying device 18 is installed on the disk 16 and placed in the separation chamber 3, and the streamlined element 15 is made in the form of a hollow knife with the aft edge 19, while the latter is located radially in a plane passing through the axis of the shaft 12, and the hole 2 for entering the passive medium is made in rm edge 19. The bearing support 13 is installed in the upper part of the housing 20, in the lower part of which there is a separation chamber 3 with a pipe 21 for input / output of the working fluid with a valve 22, a pipe 23 for the output of the passive medium and an annular partition 24 with a transfer hole 25 and adjacent to her cavity 26 of the circulation of the coolant with inlet 27 and outlet 28 nozzles. The streamlined element 15 has a peripheral edge 29, which in the area of contact with the aft edge 19 is also provided with a hole 2 for entering the passive medium. The shaft 12 is articulated with the drive 11 through the coupling 30. The conveying device 18 is located in the middle of the separation chamber 3 inside the partition 24, and its lower intake edge is located below the hole in the pipe 23. The discharge chamber 7 is provided with radial ribs. The hole 6 has a radius r 1 smaller than the radius r 2 , on which is located the hole 2 of the input of the passive medium.

Струйный насос работает следующим образом. The jet pump operates as follows.

Предварительно сепарационную камеру 3 через вентиль 22 и патрубок 21 заполняют определенным количеством рабочей жидкости до уровня, меньшего высоты расположения отверстия в патрубке 23, после чего вентиль 22 закрывают. Пpи этом нижняя заборная кромка транспортирующего устройства 18 оказывается погруженной в рабочую жидкость внутри обечайки 24. При вращении вала 12 рабочая жидкость захватывается транспортирующим устройством 18, направляется вверх на ребра в камере нагнетания 7, отбрасывается ими к периферии к отверстиям 17, пройдя через которые, заполняет канал истечения 8, образуя кольцевой слой рабочей жидкости с гидравлическим затвором 10, откуда через отверстие 6 выводится из обечайки 4 самотеком вниз в периферийную зону сепарационной камеры 3, поступает через отверстие 25 обратно к транспортирующему устройству 18 и таким образом циркулирует с определенным независящим от угловой скорости вала 12 расходом. Previously, the separation chamber 3 through the valve 22 and the pipe 21 is filled with a certain amount of working fluid to a level lower than the height of the hole in the pipe 23, after which the valve 22 is closed. In this case, the lower intake edge of the transporting device 18 is immersed in the working fluid inside the shell 24. When the shaft 12 is rotated, the working fluid is captured by the transporting device 18, is directed upward to the ribs in the pressure chamber 7, is discarded by them to the periphery to the holes 17, passing through which it fills expiration channel 8, forming an annular layer of the working fluid with a hydraulic shutter 10, from where through the hole 6 it is withdrawn from the shell 4 by gravity down to the peripheral zone of the separation chamber 3, Through the hole 25 back to the conveying device 18 and thus circulates with a certain flow rate independent of the angular velocity of the shaft 12.

При вращении вала 12 по стрелке Б вдоль кормовой кромки 19 обтекаемого элемента 15 при турбулентном режиме его обтекания струей кольцевого слоя рабочей жидкости за счет перепада давления между лобовой и кормовой 19 кромками возникает радиальная вакуумная полость - камера смешения 9, примыкающая к отверстию 2 ввода пассивной среды. В результате этого пассивная среда засасывается по патрубку 1, смешивается с вихреобразной струей рабочей жидкости, уносится с ней в окружном направлении в зону высокого давления канала истечения 8, где за счет меньшей, чем у рабочей жидкости, плотности всплывает в гидравлическом затворе 10 в радиальном направлении в приосевую зону к отверстию 6 и вместе с небольшим потоком рабочей жидкости выводится из вращающейся обечайки 4 в корпус 20, сливается самотеком вниз в периферийную зону сепарационной камеры 3. Здесь за счет разности плотностей смесь сред расслаивается окончательно при выпускном атмосферном давлении и более мягкая пассивная среда (газ, пар или жидкость) выводится по патрубку 23 наружу струйного насоса, а рабочая жидкость через отверстие 25 продолжает циркулировать. Если пассивной средой является сама рабочая жидкость, то ее откачиваемый по патрубку 1 избыточный объем также выводится по патрубку 23. Циркуляция охлаждающей жидкости через полость 26 с патрубками 27 и 28 предотвращает повышение температуры рабочей жидкости, циркулирующей через примыкающую к полости 26 сепарационную камеру 3, до температуры ее кипения при атмосферном давлении и способствует сохранению исходного гидродинамического режима в зоне обтекаемого элемента 15. После остановки вращения вала 12 рабочая жидкость сливается самотеком вниз из обечайки 4 в сепарационную камеру 3, и, таким образом, струйный насос находится в постоянной готовности к очередному запуску. When the shaft 12 rotates along arrow B along the aft edge 19 of the streamlined element 15 with a turbulent mode of flowing around it with a jet of the annular layer of the working fluid, a radial vacuum cavity arises between the frontal and the aft 19 edges — a mixing chamber 9 adjacent to the passive medium inlet 2 . As a result of this, the passive medium is sucked in through the nozzle 1, mixed with the vortex-like jet of the working fluid, and is carried away with it in the circumferential direction to the high-pressure zone of the discharge channel 8, where due to the lower density than the working fluid, it floats in the hydraulic shutter 10 in the radial direction into the near-axis zone to the hole 6 and, together with a small flow of working fluid, is discharged from the rotating shell 4 into the housing 20, drained by gravity down into the peripheral zone of the separation chamber 3. Here, due to the density difference, cm all media are finally stratified at the outlet atmospheric pressure and a milder passive medium (gas, steam or liquid) is discharged through the pipe 23 to the outside of the jet pump, and the working fluid continues to circulate through the hole 25. If the passive medium is the working fluid itself, then its excess volume pumped through the pipe 1 is also discharged through the pipe 23. The circulation of the coolant through the cavity 26 with the pipes 27 and 28 prevents the temperature of the working fluid circulating through the separation chamber 3 adjacent to the cavity 26, to its boiling point at atmospheric pressure and helps to maintain the initial hydrodynamic regime in the area of the streamlined element 15. After stopping the rotation of the shaft 12, the working fluid is drained by gravity of the sleeve 4 from the separation chamber 3, and thus, a jet pump is in constant readiness for the next launch.

Вакуумная полость в зоне отверстия 2 ввода пассивной среды возникает при условии уменьшения остаточного давления в этой зоне ниже величины атмосферного давления, что соответствует отношению
0 <

Figure 00000006
< 1 где Р - абсолютное давление на лобовой кромке обтекаемого элемента 15, равное сумме статического и динамического давлений, Па;
ΔР - перепад давлений между лобовой и кормовой 19 кромками обтекаемого элемента 15, Па;
Ро - атмосферное давление, Па.A vacuum cavity in the zone of the inlet 2 of the passive medium inlet occurs when the residual pressure in this zone decreases below atmospheric pressure, which corresponds to the ratio
0 <
Figure 00000006
<1 where P is the absolute pressure on the frontal edge of the streamlined element 15, equal to the sum of the static and dynamic pressures, Pa;
ΔР - pressure difference between the frontal and stern 19 edges of the streamlined element 15, Pa;
P about - atmospheric pressure, Pa.

В предположении постоянства угловой скорости кольцевого слоя рабочей жидкости по радиусу в канале истечения 8 это соотношение соответствует значениям критерия Эйлера
0 < 1 -

Figure 00000007
Eu-1+0,5
Figure 00000008
< 1 или иначе
Figure 00000009
1-0,5
Figure 00000010
< Eu <
Figure 00000011
1-0,5
Figure 00000012
+
Figure 00000013
где ρ - плотность рабочей жидкости, кг/м3;
ω - угловая скорость кольцевого слоя рабочей жидкости, рад/с;
r2 - радиус, на котором расположено отверстие 2 ввода пассивной среды, м;
Eu - значение критерия Эйлера для режима обтекания рабочей жидкостью обтекаемого элемента 15 в зоне отверстия 2;
r1 - радиус отверстия 6 в крышке 5, м.Under the assumption that the angular velocity of the annular layer of the working fluid is constant over the radius in the flow channel 8, this relation corresponds to the values of the Euler criterion
0 <1 -
Figure 00000007
Eu-1 + 0.5
Figure 00000008
<1 or otherwise
Figure 00000009
1-0.5
Figure 00000010
<Eu <
Figure 00000011
1-0.5
Figure 00000012
+
Figure 00000013
where ρ is the density of the working fluid, kg / m 3 ;
ω is the angular velocity of the annular layer of the working fluid, rad / s;
r 2 is the radius on which the hole 2 of the input of the passive medium is located, m;
Eu is the value of the Euler criterion for the regime of flow around the working fluid of the streamlined element 15 in the zone of the hole 2;
r 1 is the radius of the hole 6 in the cover 5, m

Из приведенных соотношений следует, что с уменьшением плотности и угловой скорости рабочей жидкости в канале истечения 8 при прочих равных условиях остаточное давление струйного насоса увеличивается, а быстрота действия его соответственно уменьшается. Это происходит, например, при откачке пассивной среды с плотностью, меньшей плотности рабочей жидкости, приводящей к уменьшению плотности смеси сред в канале истечения 8 и гидравлическом затворе 10. Таким образом, циркуляция рабочей жидкости в канале истечения 8 и гидравлическом затворе 10 приводит к увеличению в них плотности смеси сред и, следовательно, к уменьшению остаточного давления и увеличению быстроты действия этого насоса. Экспериментально установлено, что при значении критерия Рейнольдса Re1 > 104, например, Re1 = 4 . 104 и расположении кормовой кромки 19 обтекаемого элемента 15 в радиальном направлении в плоскости, проходящей через ось вала 12, достигается значение критерия Эйлера в указанном диапазоне, например Eu = 0,9, при котором остаточное давление в зоне отверстия 2 ввода пассивной среды становится меньше атмосферного давления. Кроме того, экспериментально установлено, что остаточное давление и быстрота действия этого насоса зависят от величины радиального расхода рабочей жидкости через гидравлический затвоp 10 в канале истечения 8 в радиальном направлении от отверстия 2 ввода пассивной среды обтекаемого элемента 15 патрубка 1 к свободной поверхности кольцевого слоя рабочей жидкости в зоне отверстия 6 крышки 5. Например, при увеличении радиального расхода рабочей жидкости (воды) от нуля до 0,11 м3/ч, соответствующего значению критерия Рейнольдса Re2 < Re1 . 10-3, например Re2 = 10, остаточное давление пассивной среды (воздуха) уменьшается с 99 кПа до 90 кПа, а быстрота действия этого насоса соответственно увеличивается с 0,22 м3/ч до 0,70 м3/ч. Вывод отверстия 2 кроме кормовой кромки 19 еще и на периферийную кромку 29 обтекаемого элемента 15 еще более уменьшает остаточное давление и увеличивает быстроту действия этого насоса при прочих равных условиях.From the above relations it follows that with decreasing density and angular velocity of the working fluid in the channel 8, ceteris paribus, the residual pressure of the jet pump increases, and its speed decreases accordingly. This happens, for example, when pumping a passive medium with a density lower than the density of the working fluid, leading to a decrease in the density of the mixture of fluids in the flow channel 8 and the hydraulic shutter 10. Thus, the circulation of the working fluid in the flow channel 8 and the hydraulic shutter 10 leads to an increase in their density of the mixture of media and, consequently, to reduce residual pressure and increase the speed of action of this pump. It has been experimentally established that when the Reynolds criterion value is Re 1 > 10 4 , for example, Re 1 = 4 . 10 4 and the location of the aft edge 19 of the streamlined element 15 in the radial direction in the plane passing through the axis of the shaft 12, the value of the Euler criterion is reached in the specified range, for example, Eu = 0.9, at which the residual pressure in the zone of the inlet 2 of the input of the passive medium becomes less atmospheric pressure. In addition, it was experimentally established that the residual pressure and speed of this pump depend on the magnitude of the radial flow of the working fluid through the hydraulic shutter 10 in the expiration channel 8 in the radial direction from the inlet 2 of the passive medium of the streamlined element 15 of the pipe 1 to the free surface of the annular layer of the working fluid in the area of the opening 6 of the cover 5. For example, with an increase in the radial flow rate of the working fluid (water) from zero to 0.11 m 3 / h, corresponding to the value of the Reynolds criterion Re 2 <Re 1 . 10 -3 , for example, Re 2 = 10, the residual pressure of the passive medium (air) decreases from 99 kPa to 90 kPa, and the speed of this pump increases accordingly from 0.22 m 3 / h to 0.70 m 3 / h. The output of the hole 2, in addition to the aft edge 19, also to the peripheral edge 29 of the streamlined element 15 further reduces the residual pressure and increases the speed of action of this pump, ceteris paribus.

Таким образом, предлагаемый способ вакуумирования и струйный насос для реализации указанного способа позволяют уменьшить остаточное давление и увеличить быстроту действия этого насоса по сравнению с прототипом. Thus, the proposed method of evacuation and a jet pump for implementing this method can reduce the residual pressure and increase the speed of action of this pump in comparison with the prototype.

Claims (4)

СПОСОБ ВАКУУМИРОВАНИЯ И СТРУЙНЫЙ НАСОС. VACUUMING METHOD AND JET PUMP. 1. Способ вакуумирования, включающий предварительное сжатие рабочей жидкости в камере нагнетания, формирование струи рабочей жидкости в канале истечения, смешивание рабочей жидкости с пассивной средой и транспортировку смеси сред через гидравлический затвор с последующим разделением смеси в сепарационной камере, причем выпускное давление в сепарационной камере равно атмосферному, а впускное давление при смешении сред в камере смешения меньше или равно атмосферному, при этом камера смешения сформирована в канале истечения, сопряжена с патрубком ввода пассивной среды с образованием вакуумной полости в зоне отверстия ввода пассивной среды патрубка, а гидравлический затвор образован вращающимся вместе с камерой нагнетания и каналом истечения кольцевым слоем рабочей жидкости, отличающийся тем, что осуществляют циркуляцию рабочей жидкости в гидравлическом затворе, режим обтекания кольцевым слоем рабочей жидкости патрубка ввода пассивной среды в окружном направлении проводят при значении критерия Рейнольдса Re1 > 104, и при критерии Эйлера Eu, исходя из соотношения
Figure 00000014

где r1 - радиус свободной поверхности кольцевого слоя рабочей жидкости, м;
r2 - радиус, на котором расположено отверстие ввода пассивной среды, м;
P0 - атмосферное давление, Па;
ρ - плотность рабочей жидкости, кг/м3;
w - угловая скорость кольцевого слоя рабочей жидкости, рад/с.
1. The method of evacuation, including pre-compression of the working fluid in the discharge chamber, the formation of a jet of working fluid in the discharge channel, mixing the working fluid with a passive medium and transporting the mixture of media through a hydraulic shutter, followed by separation of the mixture in the separation chamber, and the discharge pressure in the separation chamber is atmospheric, and the inlet pressure when mixing the media in the mixing chamber is less than or equal to atmospheric, while the mixing chamber is formed in the discharge channel, is conjugated the passive medium inlet pipe with the formation of a vacuum cavity in the zone of the passive medium inlet inlet of the pipe, and the hydraulic shutter is formed by the annular layer of the working fluid rotating together with the discharge chamber and the expiration channel, characterized in that the circulating fluid is circulated in the hydraulic shutter, and the annular layer flows around the working fluid the fluid inlet of the passive medium inlet in the circumferential direction is carried out with the Reynolds criterion value Re 1 > 10 4 , and with the Euler criterion Eu, based on the ratio
Figure 00000014

where r 1 is the radius of the free surface of the annular layer of the working fluid, m;
r 2 is the radius at which the passive medium inlet hole is located, m;
P 0 - atmospheric pressure, Pa;
ρ is the density of the working fluid, kg / m 3 ;
w is the angular velocity of the annular layer of the working fluid, rad / s.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что циркуляцию рабочей жидкости осуществляют через гидравлический затвор в канале истечения в радиальном направлении от отверстия патрубка ввода пассивной среды к свободной поверхности кольцевого слоя рабочей жидкости, а обтекание патрубка ввода пассивной среды радиальным потоком рабочей жидкости проводят при критерии Рейнольдса Re2, где Re2 < Re1 · 10- 3.2. The method according to p. 1, characterized in that the circulation of the working fluid is carried out through a hydraulic shutter in the flow channel in the radial direction from the hole of the inlet pipe of the passive medium to the free surface of the annular layer of the working fluid, and the radial flow of the working fluid flows around the pipe of the inlet of the passive medium under the Reynolds criterion Re 2 , where Re 2 <Re 1 · 10 - 3 . 3. Струйный насос, содержащий патрубок с отверстием ввода пассивной среды, сепарационную камеру и вращающуюся обечайку с крышкой и с отверстием, камерой нагнетания, каналом истечения рабочей жидкости, камерой смешения с гидравлическим затвором и приводом вращения от вала с подшипниковой опорой, установленного с зазором относительно отверстия крышки, при этом патрубок ввода пассивной среды выполнен в виде изогнутой трубки, состоящей из верхнего звена, закрепленного на опоре, установленного с зазором относительно вала и крышки и выполненного в виде профилированного обтекаемого элемента, отличающийся тем, что обечайка снабжена диском с периферийными отвертсиями и транспортирующим устройством, причем диск установлен соосно с валом, крышка герметично установлена на диске, транспортирующее устройство установлено на диске и размещено в сепарационной камере, а обтекаемый элемент выполнен в виде полого ножа с кормовой кромкой, при этом последняя располоджена радиально в плоскости, проходящей через ось вала, а отверстие ввода пассивной среды выполнено в кормовой кромке. 3. A jet pump comprising a nozzle with an inlet for the passive medium, a separation chamber and a rotating shell with a cover and with an opening, a discharge chamber, a fluid flow channel, a mixing chamber with a hydraulic shutter and a rotation drive from a shaft with a bearing support mounted with a clearance relative to openings of the lid, while the nozzle of the input of the passive medium is made in the form of a curved tube consisting of an upper link mounted on a support mounted with a gap relative to the shaft and the lid and made it in the form of a profiled streamlined element, characterized in that the shell is provided with a disk with peripheral holes and a conveying device, the disk being installed coaxially with the shaft, the cover is sealed on the disk, the conveying device is installed on the disk and placed in a separation chamber, and the streamlined element is made in in the form of a hollow knife with a sternal edge, while the latter is located radially in a plane passing through the axis of the shaft, and the passive medium inlet hole is made in the sternal edge.
RU92009224A 1992-12-01 1992-12-01 Method of evacuation and jet pump RU2030648C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU92009224A RU2030648C1 (en) 1992-12-01 1992-12-01 Method of evacuation and jet pump

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU92009224A RU2030648C1 (en) 1992-12-01 1992-12-01 Method of evacuation and jet pump

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2030648C1 true RU2030648C1 (en) 1995-03-10
RU92009224A RU92009224A (en) 1995-03-20

Family

ID=20132895

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU92009224A RU2030648C1 (en) 1992-12-01 1992-12-01 Method of evacuation and jet pump

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2030648C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012118990A1 (en) * 2011-03-02 2012-09-07 Game Changers, Llc Apparatus and methods for evacuating air from a closed area

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. 300 советов по катерам, лодкам и моторам - под ред. Г.М.Новак. Л.: Судостроение, 1974, с.92. *
2. Патент Великобритании N 2159579, кл. F 1E, опубл. 1985. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9404487B2 (en) 2009-09-03 2016-08-02 Game Changers, Llc Apparatus and methods for evacuating air from a closed area
WO2012118990A1 (en) * 2011-03-02 2012-09-07 Game Changers, Llc Apparatus and methods for evacuating air from a closed area

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11213793B2 (en) Cavitation pump
CN110537024B (en) Energy recovery cycle turbine integrated with capillary gas compressor
JP4851715B2 (en) Gas-liquid separator
RU2013662C1 (en) Rotary free-displacement machine
US3221661A (en) Low-suction head pumps
US2335109A (en) Combination centrifugal ejector pump
KR960004250B1 (en) Self-priming liquid ring pump and operating method
US2461865A (en) Pump
JPH0753955B2 (en) Gas discharge device
CN106481568B (en) Self-priming shields combination pump
US4042351A (en) Liquid degasifier system and method
CA1163862A (en) Bladeless pump and method of using same
RU2030648C1 (en) Method of evacuation and jet pump
CN206280265U (en) A kind of self-priming shields combination pump
US4815930A (en) Cavitating centrifugal pump
US3185101A (en) Pump
JPH0319920B2 (en)
RU130231U1 (en) Degasser
JP3061451B2 (en) Swirl pump
US2791968A (en) Self-priming centrifugal pump
CN205446195U (en) From cold mould water pump
JPH05126085A (en) Sand pump with double wing vacuum pump and vacuum pump unit
JP2695025B2 (en) Vacuum pump
US20080226467A1 (en) Impeller with anti-vapor lock mechanism
JP3525335B2 (en) Sealed gas-liquid vacuum pump device