RU227373U1 - Струйный аппарат для нагнетания газовых сред - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к струйной технике и может быть использована для нагнетания газовых сред. Нагнетаемую среду подводят сонаправленно струям рабочей среды. В соплах установлены направляющие нарезки, обеспечивающие закручивание и вращение рабочей среды вокруг оси течения, а также снабжены испарительными камерами. Камера смешения выполнена конического типа. На выходе из аппарата установлен диффузор. Полезная модель позволяет повысить эффективность струйных аппаратов.

Description

Область техники, к которой относится полезная модель

Полезная модель относится к струйной технике и может быть использована для нагнетания газовых сред.

Предшествующий уровень техники

Известен струйный аппарат, содержащий корпус с приемной камерой и камерой смешения, патрубками подвода активной и пассивной среды и диффузором, установленное в корпусе активное сопло с конусной частью со стороны приемной камеры, размещенный в активном сопле регулятор расхода активной среды в виде дроссельной иглы, размещенной в установленном внутри активного сопла кожухе с тремя центрирующими его в сопле ребрами, с выполненным в центральном ребре отверстием для зубчатого валика и взаимосвязанной с механизмом перемещения, представляющим собой червячную или зубчатую пару, размещенную в кожухе, обеспечивающим совмещение продольных осей иглы и сопла и возможность возвратно-поступательного перемещения иглы в активном сопле, отличающийся тем, что конфигурация центрального ребра кожуха выполнена так, что его левая по ходу движения активной среды плоскость расположена под углом 6-7° относительно оси дроссельной иглы, лежащей в горизонтальной плоскости, а правая по ходу движения активной среды плоскость передней части центрального ребра расположена под углом 26-28° относительно продольной оси дроссельной иглы, лежащей в горизонтальной плоскости (RU 2452877 С1, кл. F04F 5/02, опубл. 10.06.2012).

Также известен парожидкостный струйный аппарат, содержащий корпус с патрубком подвода жидкой среды, активное сопло и камеру смешения, отличающийся тем, что корпус аппарата выполнен из цилиндрической трубы с фланцами на концах, внутри корпуса размещено сопло в виде отдельной детали, имеющее входной цилиндрический участок с внешним диаметром, меньшим внутреннего диаметра трубы корпуса, следующий за ним сужающийся конусной участок и следующий за конусным выходной цилиндрический участок, переходящий в конфузор, при этом камера смешения расположена с зазором относительно корпуса и также выполнена в виде отдельной детали, имеющей входной участок в виде диффузора, центральный цилиндрический участок и выходной участок в виде конфузора, причем угол между внутренней поверхностью конфузора сопла и осью трубы корпуса равен углу между этой осью и внутренней поверхностью диффузора камеры смешения, длина выходной цилиндрической части сопла составляет 0,25-0,35 длины конфузора сопла, а их суммарная длина обеспечивает уменьшение проходного сечения жидкостной среды между входом камеры смешения и выходом сопла в 2-3 раза, а суммарная длина диффузора и цилиндрического участка камеры смешения меньше расстояния от соответствующего фланца корпуса до патрубка (RU 2387885 кл. F04F 5/14, опубл. 27.04.2010).

Аналогом представленных выше устройств является струйная установка для нагнетания газовых и жидкостных сред, содержащая в себе, по меньшей мере, первый струйный аппарат, включающий патрубки подвода соответствующих сред, по меньшей мере, одно сопло рабочей среды, камеру смешения и патрубок вывода из струйного аппарата смеси нагнетаемой и рабочей сред, при этом патрубок ввода нагнетаемой среды в струйный аппарат расположен соосно со струйным аппаратом и выполнен с обеспечением возможности сонаправленного подвода нагнетаемой среды к струе рабочей среды (RU 144558 кл. F04F5/02 опубл. 27.08.2014).

Недостатками известных устройств является снижение производительности при использовании в качестве рабочей среды вязких жидкостей, например, вакуумного газойля. Из-за большей вязкости рабочей жидкости ухудшается ее распыл в соплах, снижается захватывающая и компримирующая способности и, как следствие, снижается КПД. струйного аппарата. Для достижения требуемой производительности в них используется высокоценный компонент товарных нефтепродуктов дизельная фракция, которую после использования необходимо регенерировать. Это приводит к увеличению эксплуатационных затрат на компримирование/нагнетание пассивной среды.

Сущность полезной модели

Настоящая полезная модель направлена на повышение эффективности струйных аппаратов, заключающееся в первую очередь в снижении эксплуатационных затрат на работу и сохранении их производительности (захватывающей и компримирующей способности) при работе на высоковязких жидкостях, таких как вакуумный газойль, а также в снижении сопротивления при движении нагнетаемой среды в струйном аппарате. При необходимости эти эффекты могут быть также направлены на повышение производительности струйных аппаратов.

Указанная задача решается за счет того, что используют струйный аппарат для нагнетания газовых сред, содержащий в себе, по меньшей мере, корпус, патрубки подвода соответствующих сред, по меньшей мере, одно сопло рабочей среды, камеру смешения и патрубок вывода из струйного аппарата смеси нагнетаемой и рабочей сред, патрубок ввода нагнетаемой среды в струйный аппарат, расположенный соосно со струйным аппаратом и выполненный с обеспечением возможности сонаправленного подвода нагнетаемой среды к струе рабочей среды, при этом согласно полезной модели сопло рабочей среды имеет испарительную камеру, установленную на выходе из сопла, а входная проточная часть сопла снабжена направляющими нарезками, выполненными с обеспечением возможности закручивания и вращения рабочей среды вокруг оси течения.

Струйный аппарат может быть снабжен не менее чем двумя соплами рабочей среды.

В предпочтительном варианте осуществления полезной модели струйный аппарат снабжен камерой смешения конического типа.

В предпочтительном варианте осуществления полезной модели струйный аппарат может быть снабжен диффузором, установленным на выходе из аппарата.

Конструкция струйного аппарата, содержащая сопла с направляющими нарезками и испарительными камерами, обеспечивает захватывающую и компримирующую способности струйного аппарата при работе на малоценных высоковязких рабочих жидкостях, таких как вакуумный газойль. Подвод нагнетаемой среды сонаправленно к струям рабочей среды снижает потери на сопротивление нагнетаемой среды в струйном аппарате. Это становится возможным благодаря равномерному распределению паровых и жидкостных нагрузок, отсутствие сопротивления нагнетаемой среды при изменении ее направления движения в струйном аппарате, обеспечивающихся за счет симметричного расположения полостей подвода нагнетаемой среды относительно центра струйного аппарата.

Эти существенные отличительные признаки предлагаемого решения вносят основной вклад в повышение эффективности работы струйного аппарата: сохранить производительность струйного аппарата при работе на малоценных высоковязких жидкостях, снизить потери на сопротивление нагнетаемой среды и, в совокупности, снизить эксплуатационные затраты. Также указанные отличительные признаки позволяют повысить производительность струйных аппаратов при сохранении эксплуатационных расходов.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 общий вид примера струйного аппарата с сонаправленным подводом нагнетаемой среды к струям рабочей среды.

На фиг. 2 - разрез А-А вид струйного аппарата сверху.

На фиг. 3 - общий вид сопла, содержащего направляющие нарезки и с испарительной камерой.

Раскрытие варианта осуществления полезной модели

На фиг. 1 представлен общий вид струйного аппарата с сонаправленным подводом нагнетаемой среды к струям рабочей среды, с, по меньшей мере, первым патрубком 1 ввода рабочей среды, корпусом 2, внешней распределительной трубкой 3 (коллектор) рабочей среды, внутренними распределительными трубками 4 и установленными в них соплами 5, дополнительными распределительными трубками 6 с установленными в них соплами 5. Подвод нагнетаемой среды осуществляется через полости (на фиг. 2 заштрихованы).

Струйный аппарат согласно полезной модели работает следующим образом.

Рабочая среда по патрубку 1 корпуса 2 подается в коллектор 3 струйного аппарата и далее по распределительным трубкам 4 подается в сопла 5. При необходимости струйный аппарат может быть снабжен дополнительными распределительными трубками 6 с соплами 5. Сопла 5 в проточной части имеют направляющие нарезки 7 (фиг. 3), выполненные с обеспечением возможности закручивания и вращения рабочей среды вокруг оси течения. Направляющие нарезки 7 выполнены в виде нарезов постоянной крутизны с длиной шага нарезов 0,5-1,2 м и глубиной 0,05-0,1 диаметра сопла форсунки. На срезе сопел 5 форсунок установлены испарительные камеры 8. Испарительная камера 8 представляет собой цилиндрическую насадку постоянного или переменного внутреннего диаметра. Длина испарительной камеры 8 составляет 10-20 диаметров сопла 5 форсунки, а диаметр испарительной камеры 8 составляет 4-10 диаметров сопла 5. Принцип действия испарительной камеры 8 основан на создании в ней разрежения при течении внутри рабочей жидкости из сопла 5. Попадая в зону разрежения, поток рабочей жидкости разрывается и дробится на мелкие капли. Также если в рабочей жидкости есть остаточное/равновесное количество легкокипящих компонентов (вода, растворенные газы, бензиновые фракции), то в испарительной камере 8 они испаряются и обеспечивают дополнительный дробление и распыл рабочей жидкости. Также испарительная камера 8 является ограничителем и направляющей для распыленной рабочей жидкости. Это позволяет сильнее закручивать рабочую жидкость в сопле 5 для распыла и при этом обеспечивать требуемый/расчетный факел распыла рабочей жидкости на выходе из испарительной камеры 8. Далее распыленная рабочая жидкость захватывает и смешивается с нагнетаемой средой в камере 9 смешения, где происходит частичное компримирование смеси за счет кинетической энергии рабочей среды. В предпочтительном варианте осуществления полезной модели камера 9 смешения выполнена конического типа. Из камеры 9 смешения смесь рабочей и нагнетаемой сред поступает в диффузор (на схеме не показан), где происходит дальнейшее увеличение давления смеси за счет снижения скорости движения и ее вывод из струйного аппарата.

Claims (6)

1. Струйный аппарат для нагнетания газовых сред, содержащий, по меньшей мере, корпус, патрубки подвода соответствующих сред, по меньшей мере, одно сопло рабочей среды, камеру смешения и патрубок вывода из струйного аппарата смеси нагнетаемой и рабочей сред, патрубок ввода нагнетаемой среды в струйный аппарат, расположенный соосно со струйным аппаратом и выполненный с обеспечением возможности сонаправленного подвода нагнетаемой среды к струе рабочей среды, отличающийся тем, что сопло рабочей среды имеет испарительную камеру, установленную на выходе из сопла, а входная проточная часть сопла снабжена направляющими нарезками, выполненными с обеспечением возможности закручивания и вращения рабочей среды вокруг оси течения.

2. Струйный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что струйный аппарат снабжен не менее чем двумя соплами рабочей среды.

3. Струйный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что направляющие нарезки выполнены в виде нарезов постоянной крутизны с длиной шага нарезов 0,5-1,2 м и глубиной 0,05-0,1 диаметра сопла форсунки.

4. Струйный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что длина испарительной камеры составляет 10-20 диаметров сопла форсунки, а диаметр испарительной камеры составляет 4-10 диаметров сопла.

5. Струйный аппарат по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что камера смешения выполнена конического типа.

6. Струйный аппарат по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что струйный аппарат снабжен диффузором, установленным на выходе из аппарата.

Images