RU2551917C1

RU2551917C1 - Reversing working chamber of ejector

Info

Publication number: RU2551917C1
Application number: RU2014102624/06A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Федорович Маковецкий
Original assignee: Анатолий Федорович Маковецкий
Priority date: 2014-01-28
Filing date: 2014-01-28
Publication date: 2015-06-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: chamber comprises a flow channel consisting of coaxially set units: an inlet branch pipe to supply passive fluid medium, a toroidal vessel to form the flow of active fluid medium, an outlet branch pipe to withdraw the mix of the passive and active media, which are made so that to form an axial gap between the branch pipes in order to affect the passive fluid medium by the flow of the active fluid medium, the reverse movement of the latter is provided by alternating actuation of one of two independent feeding devices comprising branch pipes set evenly along the circumference, each of the latter branch pipes is fitted by a nozzle through which the active fluid medium enters the inner space of the toroidal vessel as a jet directed tangentially to the inner contour of the toroidal vessel section by the meridian plane.

EFFECT: extension of application area.

4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к классу струйных насосов, его целью является улучшение энергетических характеристик и потребительских свойств указанных устройств.The invention relates to the class of jet pumps, its purpose is to improve the energy characteristics and consumer properties of these devices.

Известен относящийся к струйной технике ВИХРЕВОЙ ЭЖЕКТОР (авторское свидетельство SU №1 333 866 A1, класс F04F 5/42 от 03.01.86), содержащий камеру завихрения с центральным пассивным и кольцевым активным соплами, камеру смешения и диффузор. В активном сопле расположены закручивающие элементы. С целью повышения коэффициента эжекции на наружной поверхности пассивного сопла выполнена винтовая нарезка, выполняющая функции закручивающих элементов.Known related to inkjet technology VORTEX EJECTOR (copyright certificate SU No. 1333 866 A1, class F04F 5/42 of 03/01/86) containing a swirl chamber with central passive and annular active nozzles, a mixing chamber and a diffuser. In the active nozzle are twisting elements. In order to increase the ejection coefficient on the outer surface of the passive nozzle, screw cutting was performed, which performs the functions of twisting elements.

Известен предназначенный к использованию в химической, нефтехимической и других отраслях ВИХРЕВОЙ СТРУЙНЫЙ АППАРАТ (патент RU №2076250 C1, класс ⁶F04F 5/42 от 29.04.94), состоящий из нескольких разъемных и/или неразъемных цилиндрических секций, содержащих приемную камеру, кольцевое профилированное активное сопло и тангенциальный вводной штуцер. Активные сопла могут быть снабжены направляющими или проточками, или профилированными лопатками, например лопатками типа паровых и газовых лопаток.Known intended for use in the chemical, petrochemical and other industries VORTEX JET EQUIPMENT (patent RU No. 2076250 C1, class ⁶ F04F 5/42 from 04.29.94), consisting of several detachable and / or integral cylindrical sections containing a receiving chamber, annular shaped active nozzle and tangential inlet fitting. Active nozzles may be provided with guides or grooves, or profiled blades, for example blades such as steam and gas blades.

Предлагаемое изобретение относится к наиболее важному рабочему органу струйного насоса, создающему поток активной текучей среды, от параметров которого (величина и направление вектора скорости, температура активной среды и др.) зависит эффективность воздействия на пассивную текучую среду.The present invention relates to the most important working body of a jet pump, creating a flow of active fluid, the parameters of which (the magnitude and direction of the velocity vector, temperature of the active medium, etc.) determine the effectiveness of exposure to a passive fluid.

Конструкция рабочей камеры схематически изображена на чертеже фиг.1. Тороидальный сосуд 1 имеет два соосных ему профилированных патрубка 4 и 7, выполненных с возможностью создания осевого зазора между ними. Активная текучая среда поступает в сосуд 1 с помощью двух независимых устройств подачи, в состав одного из них входят расположенные равномерно по окружности патрубки подачи 3, каждый патрубок снабжен профилированным активным соплом 2. В состав второго устройства подачи входят расположенные равномерно по окружности патрубки подачи 5, каждый патрубок снабжен профилированным активным соплом 6.The design of the working chamber is schematically shown in the drawing of figure 1. The toroidal vessel 1 has two profiled nozzles 4 and 7 coaxial to it, configured to create an axial clearance between them. The active fluid enters the vessel 1 by means of two independent supply devices, one of them includes feed nozzles 3 arranged uniformly around the circumference, each nozzle is equipped with a profiled active nozzle 2. The second supply device includes feed nozzles 5 uniformly arranged around the circumference, each nozzle is equipped with a profiled active nozzle 6.

В установившемся режиме работы реверсивной камеры включено только одно из независимых устройств подачи активной текучей среды, второе устройство подачи активной текучей среды выключено. То есть, для перемещения текучей среды от наружного сечения патрубка 7 к осевому зазору между патрубками 7 и 4, а затем к наружному сечению патрубка 4 следует подать в тороидальный сосуд 1 активную текучую среду с помощью патрубка 3 и сопла 2. При этом активная текучая среда с помощью патрубка 5 и сопла 6 в тороидальный сосуд 1 не подается.In the steady state operation of the reversing chamber, only one of the independent active fluid supply devices is turned on, the second active fluid supply device is turned off. That is, to move the fluid from the outer cross section of the nozzle 7 to the axial clearance between the nozzles 7 and 4, and then to the outer cross section of the nozzle 4, the active fluid should be fed into the toroidal vessel 1 using the nozzle 3 and nozzle 2. In this case, the active fluid using pipe 5 and nozzle 6 in the toroidal vessel 1 is not supplied.

Осевая симметрия равномерно расположенных патрубков 3 с активными соплами 2 (как и патрубков 5 с активными соплами 6), а также тороидальная внутренняя поверхность создают условия для возникновения внутри сосуда 1 осесимметричного вихревого потока активной текучей среды. Периферийная часть этого потока попадает в осевой зазор между патрубками 7 и 4, воздействуя на пассивную текучую среду.The axial symmetry of evenly spaced nozzles 3 with active nozzles 2 (as well as nozzles 5 with active nozzles 6), as well as a toroidal inner surface create conditions for the appearance of an axisymmetric vortex flow of active fluid inside the vessel 1. The peripheral part of this flow falls into the axial clearance between the nozzles 7 and 4, acting on a passive fluid.

Для создания в осевом зазоре между патрубками 7 и 4 осесимметричного двумерного потока активной среды, вектор скорости которого имеет осевую и радиальную составляющие, ось активного сопла 2 располагается в меридианной плоскости камеры по касательной к внутреннему контуру сечения тороидального сосуда 1 этой плоскостью. Ось активного сопла 6 также располагается в меридианной плоскости камеры по касательной к внутреннему контуру сечения тороидального сосуда 1 этой плоскостью. Оси активных сопел 2 и 6 располагаются в разных меридианных плоскостях рабочей камеры.To create an axisymmetric two-dimensional flow of an active medium in the axial gap between nozzles 7 and 4, the velocity vector of which has axial and radial components, the axis of the active nozzle 2 is located in the meridian plane of the chamber tangential to the inner contour of the cross section of the toroidal vessel 1 by this plane. The axis of the active nozzle 6 is also located in the meridian plane of the chamber tangentially to the inner contour of the cross section of the toroidal vessel 1 by this plane. The axis of the active nozzles 2 and 6 are located in different meridian planes of the working chamber.

Рассматриваемая конструкция рабочей камеры дает также возможность получить в осевом зазоре между патрубками 7 и 4 трехмерный поток активной среды, вектор скорости которого имеет составляющую, перпендикулярную к меридианной плоскости рабочей камеры, то есть тангенциальную составляющую. С этой целью ось активного сопла 2 (либо сопла 6) следует расположить в плоскости, образующей с меридианной плоскостью сосуда 1 острый двугранный угол, ребром которого является линия пересечения плоскости симметрии тороидальной поверхности с меридианной плоскостью сосуда. Как и в случае создания двумерного потока активной среды в осевом зазоре между патрубками 7 и 4, струя активной текучей среды поступает из сопла 2 (либо сопла 6) по касательной к внутренней тороидальной поверхности сосуда 1.The considered design of the working chamber also makes it possible to obtain in the axial clearance between the nozzles 7 and 4 a three-dimensional flow of the active medium, the velocity vector of which has a component perpendicular to the meridian plane of the working chamber, that is, a tangential component. For this purpose, the axis of the active nozzle 2 (or nozzle 6) should be located in the plane forming an acute dihedral angle with the meridian plane of the vessel 1, the edge of which is the line of intersection of the plane of symmetry of the toroidal surface with the meridian plane of the vessel. As in the case of creating a two-dimensional flow of the active medium in the axial clearance between nozzles 7 and 4, the jet of active fluid enters from the nozzle 2 (or nozzle 6) tangentially to the inner toroidal surface of the vessel 1.

Таким образом, в осевом зазоре между патрубками 7 и 4 в установившемся режиме возникает либо двумерный осесимметричный, либо закрученный пространственный поток активной текучей среды, который передает часть своей кинетической энергии пассивному потоку в процессе смешения в осевом зазоре и во время движения в патрубке 4.Thus, in the axial clearance between nozzles 7 and 4 in steady state, either a two-dimensional axisymmetric or swirling spatial flow of active fluid occurs, which transfers part of its kinetic energy to the passive flow during mixing in the axial clearance and during movement in the nozzle 4.

Суммарное приращение кинетической энергии потока пассивной текучей среды можно увеличить путем использования созданной на модульной основе многоступенчатой реверсивной рабочей камеры, представленной на чертеже фиг.2. Она состоит из тех же универсальных компонентов, что и одноступенчатая камера на чертеже фиг.1. Рабочий режим каждого из независимых устройств подачи активной текучей среды в тороидальный сосуд может быть подобран отдельно для каждой ступени в зависимости от потребности.The total increment of the kinetic energy of the passive fluid flow can be increased by using a multi-stage reversible working chamber created on a modular basis, as shown in FIG. 2. It consists of the same universal components as the single-stage camera in the drawing of figure 1. The operating mode of each of the independent devices for supplying active fluid to the toroidal vessel can be selected separately for each stage, depending on the need.

Одной из возможных областей применения многоступенчатой реверсивной рабочей камеры является создание водометных движителей для маломерных судов.One of the possible applications of a multi-stage reversible working chamber is the creation of water-jet propulsors for small boats.

Claims

1. Reversible working chamber of the ejector, the flow part of which includes an inlet coaxially arranged inlet pipe designed to supply a passive fluid, a toroidal vessel designed to form a flow of active fluid, an outlet pipe designed to divert the mixture of active and passive media, made with the possibility of the formation between the nozzles of the axial clearance, designed to act on the passive fluid by the flow of active fluid, the reverse movement of which It is realized by alternately switching on one of two independent supply devices containing nozzles arranged uniformly around the circumference, each of which has a nozzle through which the active fluid enters the internal volume of the toroidal vessel in the form of a jet directed tangentially to the inner contour of the toroidal vessel section by the meridian plane .

2. The reversible working chamber of the ejector according to claim 1, characterized in that the jet of active fluid coming from an independent feed device into the inner volume of the toroidal vessel is directed tangentially to the inner contour of the cross section of the toroidal vessel with a plane forming an acute dihedral angle with the meridian plane of the vessel whose edge is the line of intersection of the plane of symmetry of the toroidal surface with the meridian plane of the vessel.

3. The reversible working chamber of the ejector according to claim 1, made with the possibility of assembling a multi-stage structure on a modular basis using universal components, as well as with the possibility of setting the flow mode of the active fluid for each individual stage of the chamber.

4. The reversible working chamber of the ejector according to claim 2, made with the possibility of assembling a multi-stage structure on a modular basis using universal components, as well as with the possibility of setting the mode of supply of active fluid for each individual stage of the chamber.