RU2057253C1

RU2057253C1 - Two-stage ejector

Info

Publication number: RU2057253C1
Application number: RU95108261A
Authority: RU
Inventors: И.И. Зайнятулов; В.В. Кудрявцев; В.Т. Харитонов; С.Д. Каменский; А.И. Колесников
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Галион"
Priority date: 1995-05-31
Filing date: 1995-05-31
Publication date: 1996-03-27
Also published as: RU95108261A

Abstract

FIELD: fluidics. SUBSTANCE: ejector has detachable perforated baffle positioned from the side of the face cover. The baffle is mounted inside the chamber upstream of the separating baffle and coaxially to the inlet part of the mixing chamber of the first stage and conjugated with its outer surface. The mixing chamber of the second stage is mounted inside the chamber to define a ring space about it. The active nozzle of the first stage is mounted in the face cover and is in communication with the active fluid chamber through the outer by-pass. The bushing is rigidly connected with the separating baffle. The maximum diameter of the bushing is less than the maximum diameter of the perforated baffle to permit the bushing to be removed from the side of the face cover. EFFECT: improved design. 4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к струйной технике, конкретно к устройству эжекторов для подачи низконапорной среды за счет энергии потока активной рабочей среды. The invention relates to inkjet technology, specifically to the device of ejectors for supplying a low-pressure medium due to the energy of the flow of the active working medium.

Известен двухступенчатый эжектор, содержащий диффузор и снабженный торцевой крышкой корпус с последовательно и соосно расположенными в нем центральным активным соплом первой ступени, камерой смешения (КС) первой ступени и КС второй ступени, при этом последние образуют периферийное кольцевое активное сопло второй ступени, на КС первой ступени установлена скрепленная с ней втулка, смонтированная на разделительной перегородке, посредством которой в корпусе образованы приемная камера и камера активной среды, а последняя сообщена с активным соплом первой ступени, причем наименьший диаметр разделительной перегородки превышает наибольший диаметр наружной поверхности КС второй ступени (см. патент Германии N 392385, 1924 прототип). There is a known two-stage ejector containing a diffuser and a body equipped with an end cap with a central active nozzle of the first stage sequentially and coaxially disposed therein, a mixing chamber (KS) of the first stage and a KS of the second stage, the latter forming a peripheral annular active nozzle of the second stage, at the KS of the first of the step, a sleeve fixed to it is mounted, mounted on a dividing wall, by means of which a receiving chamber and an active medium chamber are formed in the housing, and the latter is in communication with the active the first nozzle of the first stage, and the smallest diameter of the dividing wall exceeds the largest diameter of the outer surface of the CS of the second stage (see German patent N 392385, 1924 prototype).

Конструкция известного двухступенчатого эжектора такова, что при сборке эжектора большинство деталей монтируется в его корпусе со стороны диффузора, который подсоединяется последним. По этой причине для инспекции или замены деталей эжектора его необходимо демонтировать или отсоединить от расходных магистралей. Это сопряжено с эксплуатационными неудобствами. Кроме того, при переборке эжектора-прототипа трудно соблюсти геометрию периферийного кольцевого сопла первой ступени и, следовательно, трудно гарантировать стабильность характеристик эжектора. Устройство эжектора-прототипа не позволяет легко перенастраивать его для широкого диапазона рабочих условий путем замены функциональных элементов, определяющих газодинамический тракт. The construction of the known two-stage ejector is such that when assembling the ejector, most of the parts are mounted in its casing from the side of the diffuser, which is connected last. For this reason, to inspect or replace ejector parts, it must be removed or disconnected from the supply lines. This is associated with operational inconvenience. In addition, when sorting the prototype ejector, it is difficult to observe the geometry of the peripheral annular nozzle of the first stage and, therefore, it is difficult to guarantee the stability of the characteristics of the ejector. The prototype ejector device does not allow easy reconfiguration for a wide range of operating conditions by replacing the functional elements that determine the gas-dynamic path.

Целью изобретения является создание конструкции эжектора, позволяющей осуществлять в полевых условиях простой и быстрый демонтаж и повторный монтаж деталей эжектора в целях инспекции, чистки, ремонта и перенастройки в широком рабочем диапазоне при соблюдении высокой точности и стабильности характеристик. Реализация изобретения позволит снизить эксплуатационные затраты и стоимость изготовления эжекторных устройств. The aim of the invention is to create an ejector design that allows for simple and quick dismantling and reassembly of ejector parts in the field for inspection, cleaning, repair and reconfiguration over a wide operating range while maintaining high accuracy and stability characteristics. The implementation of the invention will reduce operating costs and the cost of manufacturing ejector devices.

Это решается за счет того, что двухступенчатый эжектор содержит диффузор и снабженный торцевой крышкой корпус с последовательно и соосно расположенными в нем центральным активным соплом первой ступени, КС первой ступени и КС второй ступени, при этом последние образуют периферийное кольцевое активное сопло второй ступени, на КС первой ступени установлена скрепленная с ней втулка, смонтированная на разделительный перегородке, посредством которой в корпусе образованы приемная камера и камера активной среды, а последняя сообщена с активным соплом первой ступени, причем наименьший диаметр разделительной перегородки превышает наибольший диаметр наружной поверхности КС второй ступени. Эжектор снабжен съемной со стороны торцевой крышки перфорированной перегородкой, установленной в корпусе перед разделительной перегородкой коаксиально входному участку КС первой ступени и сопряженной с его наружной поверхностью. КС второй ступени установлена в корпусе с образованием вокруг нее кольцевой полости, активное сопло первой ступени установлено в торцевой крышке и сообщено с камерой активной среды посредством наружного перепускного трубопровода, втулка жестко соединена с разделительной перегородкой, и наибольший диаметр втулки меньше наибольшего диаметра перфорированной перегородки для съема втулки со стороны торцевой крышки. Расстояние между перегородками может составлять 0,3-0,8 длины КС первой ступени. Соотношение диаметров КС первой и второй ступеней может составлять 0,3-0,7, а соотношение длин этих камер 0,4-0,9. Кольцевая полость может снабжаться патрубками подвода и отвода теплоносителя. This is solved due to the fact that the two-stage ejector contains a diffuser and a body equipped with an end cover with the central active nozzle of the first stage, the CS of the first stage and the CS of the second stage sequentially and coaxially located in it, while the latter form a peripheral ring active nozzle of the second stage, on the CS the first stage has a sleeve attached to it, mounted on a dividing wall, by means of which a receiving chamber and an active medium chamber are formed in the housing, and the last is in communication with the active m first-stage nozzle, wherein the smallest diameter of the baffle is greater than the largest diameter of the outer surface of the second stage of the COP. The ejector is equipped with a perforated baffle removable from the side of the end cap installed in the housing in front of the dividing baffle coaxially with the input section of the CS of the first stage and associated with its outer surface. The second stage compressor unit is installed in the housing with the formation of an annular cavity around it, the first stage active nozzle is installed in the end cap and is in communication with the active medium chamber via an external bypass pipe, the sleeve is rigidly connected to the dividing wall, and the largest diameter of the sleeve is smaller than the largest diameter of the perforated partition for removal bushings from the end cap side. The distance between the partitions can be 0.3-0.8 of the length of the COP of the first stage. The ratio of the diameters of the COP of the first and second steps can be 0.3-0.7, and the ratio of the lengths of these chambers is 0.4-0.9. The annular cavity can be equipped with nozzles for supplying and discharging the coolant.

Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором представлен в разрезе общий вид предлагаемого двухступенчатого эжектора. Он содержит скрепленные посредством фланцев диффузор 1 и корпус 2 2а-2б, снабженный съемной, установленной на шпильках (со стороны, противоположной диффузору) торцевой крышкой 3 и внутренней приваренной по периметру кольцевой разделительной перегородкой 4, которая образует в полости корпуса приемную камеру для эжектируемого газа А и камеру активного газа Б; указанные рабочие среды поступают в эжектор по снабженным фланцами патрубкам 5 и 6 соответственно. The invention is illustrated in the drawing, which shows in section a General view of the proposed two-stage ejector. It contains a diffuser 1 fastened by means of flanges and a housing 2 2a-2b, equipped with a removable end cap 3 mounted on the studs (from the side opposite to the diffuser) and an internal annular partition 4 welded around the perimeter, which forms a receiving chamber for ejected gas in the cavity of the housing A and the active gas chamber B; these working media enter the ejector through flanged nozzles 5 and 6, respectively.

В корпусе расположены последовательно и соосно (начиная от крышки 3) центральное активное сопло 7 первой ступени эжектора (ввинчено в крышку), КС первой ступени 8 и КС второй ступени 9; указанные элементы образуют периферийные кольцевые сопла "а" и "б" первой и второй ступеней соответственно. КС 8 смонтирована в корпусе посредством двух элементов: навернутой на внешнюю поверхность КС втулки 10, которая скреплена шпильками с разделительной перегородкой 4, и посредством дополнительной перегородки 11, которая расположена перед разделительной коаксиально входному участку КС 8 и сопряжена (преимущественно по скользящей посадке) с его наружной поверхностью (для этой цели предусмотрен специальный буртик). В отличие от разделительной перегородка 11 является съемной, она устанавливается в корпусе со стороны торцевой крышки 3 и фиксируется проставкой 12 в кольцевой проточке d корпуса. Диаметр последней равен наибольшему диаметру d₁₁ перегородки 11, а он превышает наибольший диаметр d₁₀ втулки 10 для возможности ее установки и съема со стороны крышки 3 (при размере d₁₀ меньше диаметра корпуса со стороны крышки).The central active nozzle 7 of the first stage of the ejector (screwed into the cover), the CS of the first stage 8 and the CS of the second stage 9 are arranged sequentially and coaxially (starting from the cover 3) in the housing; these elements form the peripheral annular nozzle "a" and "b" of the first and second stages, respectively. KS 8 is mounted in the housing by two elements: a sleeve 10 screwed onto the outer surface of the KS, which is fastened with studs with a dividing partition 4, and by means of an additional baffle 11, which is located in front of the dividing coaxial to the inlet section of KS 8 and is coupled (mainly along a sliding fit) with it outer surface (for this purpose a special shoulder is provided). In contrast to the dividing wall 11 is removable, it is installed in the housing from the side of the end cover 3 and is fixed by a spacer 12 in the annular groove d of the housing. The diameter of the latter is equal to the largest diameter d _{11 of the} partition 11, and it exceeds the largest diameter d _{10 of the} sleeve 10 for the possibility of its installation and removal from the side of the cover 3 (with a size of d ₁₀ less than the diameter of the housing from the side of the cover).

Перегородка 11 перфорирована, в ней выполнены окна в для поступления эжектируемого газа к кольцевому соплу а первой эжекторной ступени; активный газ для нее поступает из камеры Б по наружному перепускному трубопроводу 13, который сообщает указанную камеру с соплом 7. Для крепления трубопровода он снабжен концевыми фланцами 13а и 13б; последний из них сопряжен с угловым патрубком, вваренным в крышку 3. Эти и указанные выше конструктивные признаки позволяют монтировать и демонтировать КС 8 со стороны торцевой крышки. Подобным образом устанавливается и КС 9, которая фиксирована в трубчатом элементе (кожухе) 2б корпуса (соединенном с обечайкой 2 через днище 2а) посредством концевых посадочных колец, образующих кольцевую полость г, и входного фланца, который крепится винтами в посадочном гнезде внутреннего корпусного фланца 14. Диаметр d₉ указанного входного фланца, или наибольший диаметр наружной поверхности КС 9, меньше минимального диаметра d₄ разделительной перегородки 4.The partition 11 is perforated, there are made windows in it for the ejected gas to enter the annular nozzle a of the first ejector stage; the active gas for it comes from chamber B through an external bypass pipe 13, which communicates the specified chamber with the nozzle 7. For fastening the pipeline, it is equipped with end flanges 13a and 13b; the last of them is associated with an angular nozzle welded into the cover 3. These and the above structural features allow you to mount and dismantle KS 8 from the end cover. In a similar way, KC 9 is installed, which is fixed in the tubular element (casing) 2b of the housing (connected to the shell 2 through the bottom 2a) by means of end fit rings forming an annular cavity d and an inlet flange that is screwed into the seat of the inner case flange 14 The diameter d _{9 of the} specified input flange, or the largest diameter of the outer surface of the COP 9, is less than the minimum diameter d _{4 of the} dividing wall 4.

Упомянутая кольцевая полость г снабжена расположенными на кожухе 2б снабженными фланцами патрубками 15 и 16 для подвода теплоносителя и его отвода соответственно. Said annular cavity g is equipped with nozzles 15 and 16 located on the casing 2b and provided with flanges for supplying and discharging the coolant, respectively.

Приведенное описание предложенного двухступенчатого эжектора дает полное представление о его работе. The above description of the proposed two-stage ejector gives a complete picture of its operation.

При сборке эжектора все его внутренние съемные детали монтируются со стороны торцевой крышки 3; последними устанавливают эту крышку с соплом 7 и угловым патрубком и, наконец, подсоединяют трубопровод 13. Все эти операции могут осуществляться в полевых условиях с эжектором, подсоединенным к расходным магистралям, то есть решается поставленная техническая задача, чем и достигается указанный технический результат, поскольку на базе неизменного силового корпуса легко реализуется целый ряд эжекторных устройств с различными геометрическими характеристиками газодинамического тракта и рабочими параметрами вплоть до того, что двухступенчатый эжектор легко преобразуется в одноступенчатый (для этого достаточно снять сопло 7 и трубопровод 13, заглушив соответствующие корпусные фланцевые патрубки). When assembling the ejector, all its internal removable parts are mounted on the side of the end cover 3; the last to install this cover with a nozzle 7 and a corner pipe and, finally, connect the pipe 13. All these operations can be carried out in the field with an ejector connected to the supply lines, that is, the technical problem is solved, which is achieved by the specified technical result, since the basis of an unchanged power housing, a number of ejector devices with various geometric characteristics of the gas-dynamic path and operating parameters are easily implemented up to the fact that there are two stages chaty ejector easily converted to single-stage (for this it is sufficient to remove the nozzle 7 and the conduit 13, drowning corresponding housing flange connections).

Представленный на чертеже вариант конкретной конструкции не исчерпывает все возможные устройства в пределах формулы изобретения: например, перфорированная перегородка 11 может выполняться в виде двух колец с радиальными связующими ребрами и т.д. Наличие перегородки 11 в дополнение к перегородке 4 позволяет гарантировать строгое соблюдение геометрии кольцевых сопел а и б как при сборке и переборках эжектора, так и при его работе (учитывая возможность относительного перемещений деталей из-за вибраций). Как показывает анализ предложенного устройства, по этим и конструктивным соображениям в большинстве реальных применений изобретения желательно ограничить расстояние l между перегородками величиной равной 0,3-0,8 от длины камеры смешения 8. Наиболее целесообразной областью применения изобретения являются газовые эжекторы для утилизации попутного нефтяного газа при использовании в качестве активной среды высоконапорного природного газа с подачей смеси в магистральный трубопровод. Применительно к этой частной области соотношение диаметров камер смешения первой и второй эжекторных ступеней находится в оптимальном диапазоне 0,3-0,7 при соотношении длин камер 0,4-0,9. При работе подобных газовых эжекторов возможно выделение в потоке твердого парафина с отложением его на стенках. Для удаления отложений в частном случае применения изобретения предусмотрены патрубки подвода и отвода теплоносителя (например, горячая вода) для кольцевой полости между камерой смешения второй ступени и корпусом эжектора. Presented on the drawing, a variant of a specific design does not exhaust all possible devices within the scope of the claims: for example, a perforated partition 11 can be made in the form of two rings with radial connecting ribs, etc. The presence of the partition 11 in addition to the partition 4 allows us to guarantee strict observance of the geometry of the annular nozzles a and b both during assembly and bulkheads of the ejector, and during its operation (taking into account the possibility of relative movements of parts due to vibration). As the analysis of the proposed device shows, for these and structural reasons, in most real applications of the invention, it is desirable to limit the distance l between the partitions to an amount equal to 0.3-0.8 from the length of the mixing chamber 8. The most appropriate field of application of the invention are gas ejectors for the utilization of associated petroleum gas when using high-pressure natural gas as an active medium with the mixture being fed into the main pipeline. In relation to this private region, the ratio of the diameters of the mixing chambers of the first and second ejector stages is in the optimal range of 0.3-0.7 with a ratio of chamber lengths of 0.4-0.9. During the operation of such gas ejectors, it is possible to isolate solid paraffin in a stream with its deposition on the walls. To remove deposits in the particular case of the application of the invention, there are provided nozzles for supplying and discharging a coolant (for example, hot water) for an annular cavity between the mixing chamber of the second stage and the ejector body.

Claims

1. TWO-STAGE EJECTOR, comprising a diffuser and a body provided with an end cap with a central active nozzle of the first stage sequentially and coaxially disposed therein, a mixing chamber of the first stage and a mixing chamber of the second stage, the latter forming a peripheral annular active nozzle of the second stage, on the mixing chamber of the first of the step there is a sleeve attached to it, mounted on a dividing wall, by means of which a receiving chamber and an active medium chamber are formed in the housing, and the last It is generalized with the active nozzle of the first stage, the smallest diameter of the dividing wall exceeding the largest diameter of the outer surface of the mixing chamber of the second stage, characterized in that the ejector is equipped with a perforated baffle removable from the end cover installed in the housing in front of the dividing wall coaxially to the inlet section of the mixing chamber of the first stage and conjugated with its outer surface, the mixing chamber of the second stage is installed in the housing with the formation of an annular floor around it STI, the active nozzle of the first stage is set in the end cover and communicated with a camera of the active medium through the outer bypass duct, the sleeve is fixedly connected to the dividing wall, and the largest diameter of the sleeve is less than the largest diameter of the perforated baffle removably to the sleeve from the end cap.

2. The ejector according to claim 1, characterized in that the distance between the partitions is 0.3 - 0.8 of the length of the mixing chamber of the first stage.

3. The ejector according to claims 1 and 2, characterized in that the ratio of the diameters of the mixing chambers of the first and second stages is 0.3 - 0.7, and the ratio of the lengths of these chambers is 0.4 - 0.9.

4. The ejector according to claims 1, 2 and 3, characterized in that the annular cavity is equipped with nozzles for supplying and discharging the coolant.