RU2736983C1 - Multi-stage working chamber of ejector and ejector (versions) - Google Patents

Multi-stage working chamber of ejector and ejector (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2736983C1
RU2736983C1 RU2019132573A RU2019132573A RU2736983C1 RU 2736983 C1 RU2736983 C1 RU 2736983C1 RU 2019132573 A RU2019132573 A RU 2019132573A RU 2019132573 A RU2019132573 A RU 2019132573A RU 2736983 C1 RU2736983 C1 RU 2736983C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inlet
outlet
ejector
vessel
stage
Prior art date
Application number
RU2019132573A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Федорович Маковецкий
Original Assignee
Анатолий Федорович Маковецкий
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 Анатолий Федорович Маковецкий filed Critical Анатолий Федорович Маковецкий
Priority to RU2019132573A priority Critical patent/RU2736983C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2736983C1 publication Critical patent/RU2736983C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04FPUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F5/00Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow
    • F04F5/44Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04F5/02 - F04F5/42

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Jet Pumps And Other Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: jet pumps.SUBSTANCE: multistage ejector chamber comprises a toroidal vessel assembled with two coaxial conical branch pipes for forming an axisymmetric active fluid flow outside the vessel, supplied into inner volume of vessel by means of supply device, comprising supply unions with shaped active nozzles, each of which creates jet of active medium, velocity vector of which is directed tangentially to inner contour of vessel cross-section by meridian plane. Axisymmetric flow of active fluid medium is created by means of annular nozzle with two working edges, each of which occurs when part of the inner volume of the vessel is cut off by internal conical surfaces of the branch pipes.EFFECT: invention provides higher efficiency of action on a passive medium, improved energy characteristics and wider field of use of ejectors.4 cl, 4 dwg

Description

Группа изобретений относится к области струйных устройств, используемых в частности, для создания водометных движителей для маломерных судов, а также летательных аппаратов для безаэродромной авиации. При этом заявленная группа изобретений относится к наиболее важному рабочему органу струйного насоса - его рабочей камере, предназначенной для создания потока активной текучей среды.The group of inventions relates to the field of jet devices used, in particular, to create water-jet propulsion devices for small ships, as well as aircraft for non-aerodrome aviation. In this case, the claimed group of inventions relates to the most important working element of the jet pump - its working chamber, designed to create a stream of active fluid.

Известен относящийся к струйной технике эжектор, содержащий камеру завихрения с центральным пассивным и кольцевым активным соплами, камеру смешения и диффузор. В активном сопле расположены закручивающие элементы, на наружной поверхности пассивного сопла выполнена винтовая нарезка, выполняющая функции закручивающих элементов (SU 1333866).Known is an ejector related to jet technology, comprising a vortex chamber with central passive and annular active nozzles, a mixing chamber and a diffuser. Swirling elements are located in the active nozzle, on the outer surface of the passive nozzle, a screw thread is made that performs the functions of swirling elements (SU 1333866).

Известен предназначенный к использованию в химической, нефтехимической и других отраслях вихревой струйный аппарат, состоящий из нескольких разъемных и/или неразъемных цилиндрических секций, содержащих рабочую камеру эжектора, включающую 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 (RU 2076250).Known intended for use in the chemical, petrochemical and other industries vortex jet apparatus, consisting of several detachable and / or one-piece cylindrical sections containing an ejector working chamber, including a receiving chamber, an annular profiled active nozzle and a tangential inlet choke. Active nozzles can be equipped with guides or grooves, or profiled blades, for example, blades of the type of steam and gas blades (RU 2076250).

Известна многоступенчатая рабочая камера эжектора, содержащая тороидальный сосуд с двумя соосными ему коническими патрубками. Сосуд снабжен профилированным кольцевым соплом, круговые рабочие кромки которого получены путем отсечения части внутреннего объема сосуда соосной конической поверхностью. Кольцевое сопло предназначено для отвода потока активной текучей среды, сформированного внутри сосуда, во внутренние объемы конических патрубков. Активная текучая среда поступает во внутренний объем тороидального сосуда при помощи устройства подачи, содержащего тангенциальные штуцеры подвода с профилированными активными соплами, каждое из которых создает струю активной среды, вектор скорости которой направлен по касательной к внутреннему контуру сечения сосуда меридианной плоскостью. В результате во внутреннем объеме тороидального сосуда возникает кольцевой вихревой поток активной текучей среды, воздействующий затем с помощью кольцевого сопла на пассивную текучую среду в конических патрубках. Предусмотрено, что суммарное приращение кинетической энергии потока пассивной текучей среды можно увеличить путем использования многоступенчатой рабочей камеры. (RU №2640871, прототип).Known is a multistage working chamber of an ejector containing a toroidal vessel with two coaxial conical pipes. The vessel is equipped with a profiled annular nozzle, the circular working edges of which are obtained by cutting off a part of the internal volume of the vessel with a coaxial conical surface. The annular nozzle is designed to divert the active fluid flow formed inside the vessel into the inner volumes of the conical pipes. The active fluid enters the inner volume of the toroidal vessel by means of a feed device containing tangential inlet nozzles with profiled active nozzles, each of which creates a jet of active medium, the velocity vector of which is tangential to the inner contour of the vessel section by the meridian plane. As a result, an annular vortex flow of active fluid arises in the inner volume of the toroidal vessel, which then acts with the aid of an annular nozzle on the passive fluid in the conical nozzles. It is envisaged that the total increase in the kinetic energy of the passive fluid flow can be increased by using a multi-stage working chamber. (RU # 2640871, prototype).

Недостатками известных эжекторов и рабочих камер эжекторов является ограниченность функциональных возможностей по эффективности воздействия на пассивную текучую среду и, следовательно, по формированию потока с заданным соотношением кинетической и потенциальной энергии потока, направляемого к исполнительному органу.The disadvantages of the known ejectors and working chambers of the ejectors is the limited functionality of the effectiveness of the impact on the passive fluid and, consequently, the formation of a flow with a given ratio of kinetic and potential energy of the flow directed to the actuator.

Технической проблемой, разрешаемой в результате настоящей группы изобретений, является создание энергоэффективной многоступенчатой рабочей камеры эжектора и эжектора с использованием такой рабочей камеры, а также расширение арсенала рабочих камер эжектора и эжекторов с использованием такой рабочей камеры.The technical problem solved as a result of the present group of inventions is the creation of an energy-efficient multi-stage working chamber of the ejector and ejector using such a working chamber, as well as expanding the arsenal of working chambers of the ejector and ejectors using such a working chamber.

Технический результат, обеспечивающий разрешение указанной технической проблемы при реализации многоступенчатой рабочей камеры эжектора и вариантов эжектора, связанных единым изобретательским замыслом, заключается в повышении эффективности воздействия на пассивную текучую среду, которым обусловлено улучшение энергетических характеристик устройств, содержащих эжекторы, а также в расширении компоновочных и функциональных возможностей по формированию потока с заданным соотношением кинетической и потенциальной энергии, направляемого к исполнительному органу.The technical result, which provides a solution to the specified technical problem in the implementation of a multi-stage working chamber of the ejector and ejector options, connected by a single inventive concept, is to increase the efficiency of impact on the passive fluid, which is due to the improvement of the energy characteristics of devices containing ejectors, as well as in the expansion of the layout and functional opportunities for the formation of a flow with a given ratio of kinetic and potential energy directed to the executive body.

Сущность изобретения в части многоступенчатой рабочей камеры эжектора заключается в том, что многоступенчатая рабочая камера эжектора содержит ступень, имеющую соосные конические входной и выходной патрубки и тороидальный сосуд со штуцером подвода активной среды, соединенный с патрубками кольцевым соплом, образованным рабочими кромками, одна из которых образована путем отсечения части внутреннего объема тороидального сосуда внутренней конической поверхностью входного патрубка, а другая - путем отсечения части внутреннего объема тороидального сосуда внутренней конической поверхностью выходного патрубка, при этом камера содержит несколько ступеней, имеющих каждая соосные конические входной и выходной патрубки и тороидальный сосуд со штуцером подвода активной среды, соединенный с патрубками кольцевым соплом, входные и выходные конические патрубки выполнены с непрерывным уменьшением поперечного сечения, выбранным из условия безотрывного течения потока, при этом выходной конический патрубок каждой предшествующей ступени является входным коническим патрубком последующей ступени, причем образующие указанных патрубков выполнены с разными углами наклона к оси камеры, а кольцевое сопло каждой ступени выполнено с рабочими кромками, одна из которых образована путем отсечения части внутреннего объема тороидального сосуда внутренней конической поверхностью входного патрубка этой ступени, а другая - путем отсечения части внутреннего объема тороидального сосуда внутренней конической поверхностью выходного патрубка этой ступени.The essence of the invention in terms of the multistage working chamber of the ejector lies in the fact that the multistage working chamber of the ejector contains a stage having coaxial conical inlet and outlet nozzles and a toroidal vessel with an active medium supply nozzle connected to the nozzles by an annular nozzle formed by the working edges, one of which is formed by cutting off a part of the inner volume of the toroidal vessel with the inner conical surface of the inlet pipe, and the other by cutting off a part of the inner volume of the toroidal vessel with the inner conical surface of the outlet pipe, while the chamber contains several stages, each having coaxial conical inlet and outlet pipes and a toroidal vessel with a supply connection active medium, connected to the nozzles by an annular nozzle, the inlet and outlet conical nozzles are made with a continuous decrease in the cross-section, selected from the condition of continuous flow of the flow, while the outlet conical nozzle of each previous stage is an inlet conical nozzle of the next stage, and the generators of these nozzles are made with different angles of inclination to the axis of the chamber, and the annular nozzle of each stage is made with working edges, one of which is formed by cutting off a part of the internal volume of the toroidal vessel by the inner conical surface of the inlet nozzle of this stage, and the other - by cutting off a part of the internal volume of the toroidal vessel with the inner conical surface of the outlet pipe of this stage.

В частных случаях реализации многоступенчатая рабочая камера эжектора, выполненная в соответствии с изложенным выше, снабжена дополнительными ступенями, имеющими каждая соосные диффузорные входной и выходной патрубки, примыкающие к тороидальному сосуду, выполненному со штуцером подвода активной среды, дополнительные ступени выполнены с увеличением поперечного сечения, выбранным из условия безотрывного течения потока, причем выходной патрубок многоступенчатой рабочей камеры является входным патрубком первой дополнительной ступени.In particular cases of implementation, the multistage working chamber of the ejector, made in accordance with the above, is equipped with additional stages, each having coaxial diffuser inlet and outlet nozzles adjacent to a toroidal vessel made with a nozzle for supplying an active medium, additional stages are made with an increase in the cross-section selected from the condition of uninterrupted flow of the flow, and the outlet of the multistage working chamber is the inlet of the first additional stage.

Сущность изобретения в части первого варианта эжектора заключается в том, что эжектор снабжен корпусом с плоской поверхностью и с дополнительным объемом, а его многоступенчатые рабочие камеры выполнены в соответствии с изложенным выше, при этом патрубки всех камер выполнены с коллинеарными осями, их входные сечения расположены на плоской поверхности корпуса, а выходные сечения патрубков всех камер размещены с возможностью преобразования части кинетической энергии суммарного потока текучей среды в потенциальную энергию давления в дополнительном объеме.The essence of the invention in terms of the first version of the ejector lies in the fact that the ejector is equipped with a body with a flat surface and with an additional volume, and its multistage working chambers are made in accordance with the above, while the pipes of all chambers are made with collinear axes, their inlet sections are located on a flat surface of the body, and the outlet sections of the nozzles of all chambers are arranged with the possibility of converting part of the kinetic energy of the total flow of the fluid into potential pressure energy in the additional volume.

Сущность изобретения в части второго варианта эжектора заключается в том, что эжектор снабжен корпусом со сферической внешней поверхностью и дополнительным объемом, а его многоступенчатые рабочие камеры выполнены в соответствии с изложенным выше, при этом патрубки всех камер выполнены с осями, пересекающимися в центре сферы корпуса, их входные сечения расположены на сферической поверхности корпуса, а выходные сечения патрубков проточных частей всех камер размещены с возможностью преобразования части кинетической энергии суммарного потока текучей среды в потенциальную энергию давления в дополнительном объеме.The essence of the invention in terms of the second version of the ejector lies in the fact that the ejector is equipped with a body with a spherical outer surface and an additional volume, and its multistage working chambers are made in accordance with the above, while the pipes of all chambers are made with axes intersecting in the center of the body sphere, their inlet sections are located on the spherical surface of the body, and the outlet sections of the branch pipes of the flow parts of all chambers are arranged with the possibility of converting part of the kinetic energy of the total fluid flow into potential pressure energy in the additional volume.

На чертеже фиг. 1 изображена конструктивная схема многоступенчатой рабочей камеры эжектора, на фиг. 2 - конструктивная схема многоступенчатой рабочей камеры эжектора с дополнительными расширяющимися ступенями, на фиг. 3 - конструктивная схема первого варианта эжектора с входными сечениями патрубков проточных частей на внешней плоской поверхности корпуса, на фиг. 4 - конструктивная схема второго варианта эжектора с входными сечениями патрубков проточных частей на внешней сферической поверхности корпуса.In the drawing, FIG. 1 shows a structural diagram of a multi-stage working chamber of an ejector; FIG. 2 is a structural diagram of a multi-stage working chamber of an ejector with additional expanding stages; FIG. 3 is a structural diagram of the first variant of the ejector with inlet sections of the branch pipes of the flow parts on the outer flat surface of the body, FIG. 4 is a structural diagram of the second version of the ejector with inlet sections of the branch pipes of the flow parts on the outer spherical surface of the body.

На чертежах фиг. 1 - фиг. 4 обозначены:In the drawings, FIG. 1 to FIG. 4 are marked:

1 - входной патрубок;1 - inlet pipe;

2 - входное сечение входного патрубка;2 - inlet section of the inlet branch pipe;

3 - выходное сечение входного патрубка;3 - outlet section of the inlet pipe;

4 - тороидальный сосуд;4 - toroidal vessel;

5 - рабочая кромка кольцевого сопла 7;5 - the working edge of the annular nozzle 7;

6 - рабочая кромка кольцевого сопла 7;6 - the working edge of the annular nozzle 7;

7 - кольцевое сопло;7 - annular nozzle;

8 - выходной патрубок с конической внутренней поверхностью;8 - outlet pipe with a tapered inner surface;

9 - сопло штуцера подачи активной струи;9 - nozzle of the active jet supply connection;

10 - штуцер подачи активной струи;10 - connection for supplying an active jet;

12 - выходное сечение последнего патрубка камеры;12 - outlet section of the last branch pipe of the chamber;

11 - последний выходной патрубок камеры;11 - the last outlet of the chamber;

13 - тороидальный сосуд первой дополнительной ступени;13 - toroidal vessel of the first additional stage;

14 - тороидальный сосуд конечной дополнительной ступени;14 - toroidal vessel of the final additional stage;

15 - выходной патрубок конечной дополнительной ступени;15 - outlet branch pipe of the final additional stage;

16 - выходное сечение конечной дополнительной ступени;16 - outlet section of the final additional stage;

17 - плоская поверхность корпуса с патрубками входных ступеней камер;17 - flat surface of the body with branch pipes of the inlet stages of the chambers;

18 - дополнительный объем суммарных потоков для плоской поверхности корпуса;18 - additional volume of total flows for a flat surface of the body;

19 - сферическая поверхность корпуса с патрубками входных ступеней камер;19 - spherical surface of the housing with branch pipes of the inlet stages of the chambers;

20 - дополнительный объем суммарных потоков для сферической поверхности корпуса.20 - additional volume of total flows for the spherical surface of the body.

Многоступенчатая рабочая камера эжектора содержит ступень, имеющую соосные конические входной патрубок 1 и выходной патрубок 8 и тороидальный сосуд 4 со штуцером 10 подвода активной среды, соединенный с указанными патрубками кольцевым соплом 7, образованным рабочими кромками 5, 6, одна из которых образована путем отсечения части внутреннего объема тороидального сосуда 4 внутренней конической поверхностью входного патрубка 1, а другая - путем отсечения части внутреннего объема тороидального сосуда 4 внутренней конической поверхностью выходного патрубка 8.The multistage working chamber of the ejector contains a stage having a coaxial conical inlet 1 and an outlet 8 and a toroidal vessel 4 with a nozzle 10 for supplying an active medium connected to the said nozzles by an annular nozzle 7 formed by the working edges 5, 6, one of which is formed by cutting off a part the inner volume of the toroidal vessel 4 with the inner conical surface of the inlet pipe 1, and the other by cutting off a part of the inner volume of the toroidal vessel 4 with the inner conical surface of the outlet pipe 8.

При этом многоступенчатая рабочая камера содержит проточную часть с несколькими ступенями, имеющих каждая соосные конические входной и выходной патрубки и тороидальный сосуд 4 с имеющим профилированное сопло 9 штуцером 10 подвода активной среды. Ось сопла 9 располагается в меридианной плоскости тороидального сосуда 4. Тороидальный сосуд 4 каждой ступени выполнен с возможностью формировать истекающий из него осесимметричный поток активной текучей среды.The multistage working chamber contains a flow path with several stages, each having coaxial conical inlet and outlet nozzles and a toroidal vessel 4 with a nozzle 10 having a profiled nozzle 9 for supplying an active medium. The axis of the nozzle 9 is located in the meridian plane of the toroidal vessel 4. The toroidal vessel 4 of each stage is configured to form an axisymmetric flow of an active fluid flowing from it.

В каждой ступени камеры тороидальный сосуд 4 соединен с патрубками соответствующим кольцевым соплом 7, входные и выходные конические патрубки ступеней камеры от патрубков 1 и 8 до патрубка 12 выполнены с непрерывным уменьшением поперечного сечения, выбранным из условия безотрывного течения потока. При этом выходной конический патрубок каждой предшествующей ступени является входным коническим патрубком последующей ступени. Образующие конических поверхностей указанных патрубков 1-12 ступеней камеры выполнены с разными углами наклона к геометрической оси камеры, а кольцевое сопло 7 каждой ступени выполнено с рабочими кромками 5, 6. Одна из них, кромка 5 образована путем отсечения части внутреннего объема тороидального сосуда 4 внутренней конической поверхностью входного патрубка этой ступени, а другая кромка 6 - путем отсечения части внутреннего объема тороидального сосуда 4 внутренней конической поверхностью выходного патрубка этой ступени. Таким образом кромки 5, 6 сопла 7 каждой ступени образованы путем отсечения части внутреннего объема тороидального сосуда 4 этой ступени ее патрубками, имеющими каждый свой угол (т.е. разные углы) наклона образующих их конических поверхностей к геометрической оси камеры и, следовательно, к геометрической оси соосного патрубкам тороидального сосуда 4.In each stage of the chamber, the toroidal vessel 4 is connected to the nozzles with a corresponding annular nozzle 7, the inlet and outlet conical nozzles of the chamber stages from nozzles 1 and 8 to the nozzle 12 are made with a continuous decrease in the cross-section, selected from the condition of uninterrupted flow of the flow. In this case, the outlet conical branch pipe of each previous stage is the inlet conical branch pipe of the subsequent stage. The generatrices of the conical surfaces of the said nozzles 1-12 of the chamber steps are made with different angles of inclination to the geometric axis of the chamber, and the annular nozzle 7 of each step is made with the working edges 5, 6. One of them, the edge 5 is formed by cutting off a part of the internal volume of the toroidal vessel 4 by the inner the conical surface of the inlet of this stage, and the other edge 6 - by cutting off a part of the internal volume of the toroidal vessel 4 with the inner conical surface of the outlet of this stage. Thus, the edges 5, 6 of the nozzle 7 of each stage are formed by cutting off a part of the internal volume of the toroidal vessel 4 of this stage by its branch pipes, each having its own angle (i.e., different angles) of inclination of the conical surfaces forming them to the geometric axis of the chamber and, therefore, to the geometric axis of the toroidal vessel coaxial to the branch pipes 4.

В частных случаях реализации многоступенчатая рабочая камера эжектора, выполненная в соответствии с изложенным выше, снабжена дополнительными ступенями, имеющими каждая соосные диффузорные (конические) входной и выходной патрубки, примыкающие к своему тороидальному сосуду (из которых на фиг. 2 обозначены тороидальные сосуды 13, 14 первой и конечной дополнительных ступеней), выполненному со штуцером подвода активной среды, дополнительные ступени выполнены с увеличением поперечного сечения, выбранным из условия безотрывного течения потока, причем выходной патрубок 11 многоступенчатой рабочей камеры является входным патрубком первой дополнительной ступени. Последняя (конечная) дополнительная ступень имеет выходной патрубок 15 с выходным сечением 16.In particular cases of implementation, the multi-stage working chamber of the ejector, made in accordance with the above, is equipped with additional stages, each having coaxial diffuser (conical) inlet and outlet nozzles adjacent to its toroidal vessel (of which toroidal vessels 13, 14 are indicated in Fig. 2 of the first and final additional stages), made with a nozzle for supplying an active medium, additional stages are made with an increase in the cross section, selected from the condition of uninterrupted flow of the flow, and the outlet pipe 11 of the multistage working chamber is the inlet pipe of the first additional stage. The last (final) additional stage has an outlet 15 with an outlet section of 16.

Эжектор по первому варианту реализации снабжен корпусом с плоской поверхностью 17 и с дополнительным объемом 18, а его многоступенчатые рабочие камеры выполнены в соответствии с изложенным выше, при этом патрубки всех камер выполнены с коллинеарными осями, их входные сечения 17 расположены на плоской поверхности корпуса, а выходные сечения патрубков всех камер размещены с возможностью преобразования части кинетической энергии суммарного потока текучей среды в потенциальную энергию давления в дополнительном объеме 18.According to the first embodiment, the ejector is equipped with a housing with a flat surface 17 and an additional volume 18, and its multi-stage working chambers are made in accordance with the above, while the pipes of all chambers are made with collinear axes, their inlet sections 17 are located on the flat surface of the housing, and the outlet sections of the nozzles of all chambers are arranged with the possibility of converting part of the kinetic energy of the total fluid flow into potential pressure energy in the additional volume 18.

Эжектор по второму варианту реализации снабжен корпусом со сферической внешней поверхностью 19 и дополнительным объемом 20, а его многоступенчатые рабочие камеры выполнены в соответствии с изложенным выше, при этом патрубки всех камер выполнены с осями, пересекающимися в центре сферы корпуса, их входные сечения 2 расположены на сферической поверхности 19 корпуса, а выходные сечения патрубков проточных частей всех камер размещены с возможностью преобразования части кинетической энергии суммарного потока текучей среды в потенциальную энергию давления в дополнительном объеме 20.According to the second embodiment, the ejector is equipped with a body with a spherical outer surface 19 and an additional volume 20, and its multistage working chambers are made in accordance with the above, while the pipes of all chambers are made with axes intersecting in the center of the body sphere, their inlet sections 2 are located on the spherical surface 19 of the housing, and the outlet sections of the nozzles of the flow parts of all chambers are arranged with the possibility of converting part of the kinetic energy of the total flow of the fluid into potential pressure energy in the additional volume 20.

Многоступенчатая рабочая камера в составе эжектора работает следующим образом.The multistage working chamber as part of the ejector operates as follows.

Активная текучая среда поступает во внутренний объем тороидального сосуда 4 каждой ступени при помощи устройства подачи (не изображено), соединенного со штуцерами 10 подвода. Каждый штуцер 10 снабжен профилированным соплом 9, создающим струю активной среды. Поскольку ось сопла 9 располагается в меридианной плоскости тороидального сосуда 4, необходимо, чтобы вектор скорости активной струи был направлен по касательной к внутреннему контуру сечения тороидального сосуда 4 меридианной плоскостью. Каждая ступень имеет кольцевое сопло 7, предназначенное для отвода сформированного внутри тороидального сосуда 4 потока активной текучей среды во внутренние объемы конических патрубков от 1 до 11. Рабочие кромки 5,6 каждого кольцевого сопла образованы путем отсечения внутреннего объема тороидального сосуда соосными ему коническими поверхностями. Для каждой кромки 5,6 сопла 7 установлен свой угол наклона к оси сосуда 4 образующей секущей конической поверхности соответствующего патрубка. Секущие поверхности являются внутренними рабочими поверхностями конических патрубков. Выбором углов наклона образующих секущих поверхностей конических патрубков ступеней обеспечивается безотрывное обтекание потоком текучей среды внутренних рабочих поверхностей камеры при непрерывном уменьшении поперечного сечения суммарного потока вдоль по течению.The active fluid enters the inner volume of the toroidal vessel 4 of each stage by means of a supply device (not shown) connected to the supply nozzles 10. Each nozzle 10 is equipped with a profiled nozzle 9 that creates a jet of active medium. Since the axis of the nozzle 9 is located in the meridian plane of the toroidal vessel 4, it is necessary that the velocity vector of the active jet be directed tangentially to the inner contour of the section of the toroidal vessel 4 by the meridian plane. Each stage has an annular nozzle 7 designed to divert the active fluid flow formed inside the toroidal vessel 4 into the internal volumes of the conical nozzles from 1 to 11. The working edges 5,6 of each annular nozzle are formed by cutting off the internal volume of the toroidal vessel with conical surfaces coaxial to it. For each edge 5,6 of the nozzle 7, its own angle of inclination is set to the axis of the vessel 4 of the generatrix of the secant conical surface of the corresponding branch pipe. The secant surfaces are the inner working surfaces of the tapered nozzles. The choice of the angles of inclination of the generating secant surfaces of the conical branch pipes of the steps ensures a continuous flow of a fluid around the inner working surfaces of the chamber with a continuous decrease in the cross section of the total flow along the stream.

Каждое сопло 9 создает струю активной среды, вектор скорости которой направлен по касательной к внутреннему контуру сечения сосуда меридианной плоскостью. Так как рабочие кромки 5,6 каждого кольцевого сопла 7 образованы путем отсечения внутреннего объема сосуда 4 внутренними коническими рабочими поверхностями патрубков 1…11, образующие которых наклонены к оси камеры под разными углами, это обеспечивает непрерывное уменьшение площади поперечного сечения проточной части камеры в направлении потока, а также безотрывное обтекание всех ее элементов.Each nozzle 9 creates a jet of active medium, the velocity vector of which is directed tangentially to the inner contour of the vessel section by the meridian plane. Since the working edges 5,6 of each annular nozzle 7 are formed by cutting off the internal volume of the vessel 4 by the inner conical working surfaces of the nozzles 1 ... 11, the generatrices of which are inclined to the chamber axis at different angles, this ensures a continuous decrease in the cross-sectional area of the flowing part of the chamber in the direction of flow , as well as continuous flow around all its elements.

Таким образом, от ступени к ступени происходит возрастание средней скорости суммарного потока в проточной части камеры, благодаря взаимодействию вихрей в сосудах 4 ступеней и непрерывному уменьшению площади поперечного сечения потока. В выходном сечении 12 выходного патрубка 11 многоступенчатой рабочей камеры, входящей в состав многофункционального эжектора, кинетическая энергия суммарного потока текучей среды имеет максимальную величину и может быть использована полностью или частично. В случае частичного использования кинетической энергии может возникнуть необходимость преобразования оставшейся ее части в потенциальную энергию давления. В простейшем варианте суммарный поток текучей среды направляется в дополнительный объем проточной части эжектора, где и происходит указанное преобразование, которое не всегда бывает достаточно эффективным.Thus, from stage to stage, the average velocity of the total flow in the flow section of the chamber increases, due to the interaction of vortices in the vessels of 4 stages and a continuous decrease in the cross-sectional area of the flow. In the outlet section 12 of the outlet pipe 11 of the multistage working chamber, which is part of the multifunctional ejector, the kinetic energy of the total flow of the fluid has a maximum value and can be used in whole or in part. In the case of partial use of kinetic energy, it may be necessary to convert the rest of it into potential pressure energy. In the simplest version, the total fluid flow is directed to the additional volume of the flow path of the ejector, where the specified transformation takes place, which is not always efficient enough.

В связи с этим может быть реализовано подключения вниз по потоку дополнительных ступеней камеры, как изображено на фиг. 2. В проточной части каждой новой дополнительной ступени имеется тороидальный сосуд, снабженный устройством подачи активной текучей среды, к сосуду примыкают входной диффузорный патрубок и выходной диффузорный патрубок. В проточной части дополнительных ступеней площадь поперечного сечения суммарного потока возрастает, следовательно, средняя скорость потока уменьшается, давление возрастает. В условиях безотрывного обтекания описанный выше процесс протекает с минимальными потерями. При работе многоступенчатой рабочей камеры эжектора, совмещенной с дополнительными ступенями, представленной на фиг. 2, поток пассивной текучей среды попадает во входной патрубок 1 камеры эжектора через входное сечение 2. Затем через выходное сечение 3 того же патрубка пассивная текучая среда попадает к кольцевому соплу 7 и смешивается с потоком активной текучей среды, выходящим из тороидального сосуда 4. Суммарный поток покидает многоступенчатую камеру через выходное сечение 12 выходного патрубка 11. Этот патрубок является, в свою очередь, входным патрубком для тороидального сосуда 13 первой дополнительной ступени. Тороидальный сосуд 14, патрубок 15 с выходным сечением 16 входят в состав конечной дополнительной ступени.In this connection, downstream connections of additional chamber stages can be realized, as shown in FIG. 2. In the flow path of each new additional stage there is a toroidal vessel equipped with an active fluid supply device, an inlet diffuser and an outlet diffuser are adjacent to the vessel. In the flow path of additional stages, the cross-sectional area of the total flow increases, therefore, the average flow rate decreases, the pressure increases. In the conditions of continuous flow, the process described above proceeds with minimal losses. When the multi-stage working chamber of the ejector, combined with additional stages, shown in Fig. 2, the flow of passive fluid enters the inlet nozzle 1 of the ejector chamber through the inlet section 2. Then, through the outlet section 3 of the same nozzle, the passive fluid enters the annular nozzle 7 and mixes with the flow of the active fluid leaving the toroidal vessel 4. Total flow leaves the multistage chamber through the outlet section 12 of the outlet pipe 11. This pipe is, in turn, the inlet for the toroidal vessel 13 of the first additional stage. Toroidal vessel 14, branch pipe 15 with outlet section 16 are part of the final additional stage.

Может быть реализован вариант конструктивного выполнения эжектора по фиг. 3, при котором оси нескольких многоступенчатых рабочих камер в общем корпусе коллинеарны. Схематическая конструкция эжектора, содержащего в своем корпусе несколько однотипных многоступенчатых рабочих камер, оси которых расположены коллинеарно, а также предлагаемый вариант их оптимального совместного размещения представлены на фиг. 3. На внешней плоской поверхности корпуса 17 размещены входные сечения 2 входных патрубков всех многоступенчатых камер эжектора. Через выходные сечения выходных патрубков камер суммарный поток текучей среды поступает в дополнительный объем 18 проточной части эжектора, где и происходит преобразование части кинетической энергии суммарного потока в потенциальную энергию давления.An embodiment of the ejector according to FIG. 3, in which the axes of several multistage working chambers in a common body are collinear. The schematic design of an ejector containing in its body several of the same type of multistage working chambers, the axes of which are collinear, as well as the proposed variant of their optimal joint placement are shown in Fig. 3. On the outer flat surface of the housing 17 there are inlet sections 2 of the inlet pipes of all multistage chambers of the ejector. Through the outlet sections of the outlet nozzles of the chambers, the total flow of the fluid enters the additional volume 18 of the flow path of the ejector, where part of the kinetic energy of the total flow is converted into potential pressure energy.

В иных случаях может быть реализован вариант конструктивного выполнения эжектора по фиг. 4, при котором входные сечения входных патрубков нескольких многоступенчатых рабочих камер расположены на поверхности 19 общего корпуса сферической формы, в центре которой пересекаются оси всех камер эжектора. Схематическая конструкция эжектора, содержащего в своем составе несколько однотипных многоступенчатых рабочих камер, а также предлагаемый вариант их оптимального расположения в сферическом корпусе представлены на фиг. 4. Входное сечение 2 входного патрубка каждой камеры расположено на внешней сферической поверхности 19 корпуса эжектора. Оси камер пересекаются в одной точке - в центре указанной сферической поверхности. Преобразование части кинетической энергии суммарного потока текучей среды в потенциальную энергию давления происходит в дополнительном объеме 20 проточной части эжектора.In other cases, an embodiment of the ejector according to FIG. 4, in which the inlet sections of the inlet nozzles of several multistage working chambers are located on the surface 19 of the common spherical body, in the center of which the axes of all the ejector chambers intersect. The schematic design of the ejector, which contains several of the same type of multistage working chambers, as well as the proposed version of their optimal location in the spherical body are shown in Fig. 4. The inlet section 2 of the inlet pipe of each chamber is located on the outer spherical surface 19 of the ejector body. The axes of the cameras intersect at one point - in the center of the specified spherical surface. Conversion of part of the kinetic energy of the total fluid flow into potential pressure energy occurs in the additional volume 20 of the flow path of the ejector.

Основные варианты применения предлагаемой многоступенчатой рабочей камеры эжектора и вариантов эжектора, а также различные комбинации унифицированных узлов и деталей проточной части открывают перспективу создания номенклатуры многофункциональных эжекторов. Изготовление отдельных узлов и деталей можно осуществить путем механической обработки на металлорежущих станках либо при помощи других технологий (литье, штамповка, SD-печать и т.д.). Таким образом, применение предлагаемого изобретения открывает дополнительные возможности формирования потоков текучей среды. Традиционные области применения эжекторов могут быть расширены, например, их использованием при создании водометных движителей для маломерных судов. Хорошие перспективы имеет также применение многофункциональных эжекторов в области создания летательных аппаратов для безаэродромной авиации.The main options for using the proposed multistage working chamber of the ejector and ejector options, as well as various combinations of unified units and parts of the flow path open up the prospect of creating a range of multifunctional ejectors. The manufacture of individual units and parts can be carried out by mechanical processing on metal-cutting machines or using other technologies (casting, stamping, SD-printing, etc.). Thus, the application of the present invention opens up additional possibilities for the formation of fluid flows. The traditional fields of application of ejectors can be expanded, for example, by their use in the creation of water jet propulsion devices for small vessels. The use of multifunctional ejectors in the field of creating aircraft for aerodromeless aviation also has good prospects.

Claims (4)

1. Многоступенчатая рабочая камера эжектора, содержащая ступень, имеющую соосные конические входной и выходной патрубки и тороидальный сосуд со штуцером подвода активной среды, соединенный с патрубками кольцевым соплом, образованным рабочими кромками, одна из которых образована путем отсечения части внутреннего объема тороидального сосуда внутренней конической поверхностью входного патрубка, а другая - путем отсечения части внутреннего объема тороидального сосуда внутренней конической поверхностью выходного патрубка, отличающаяся тем, что она содержит несколько ступеней, имеющих, каждая, конические входной и выходной патрубки и тороидальный сосуд со штуцером подвода активной среды, соединенный с патрубками кольцевым соплом, входные и выходные конические патрубки выполнены с непрерывным уменьшением поперечного сечения, выбранным из условия безотрывного течения потока, при этом выходной конический патрубок каждой предшествующей ступени является входным коническим патрубком последующей ступени, причем образующие указанных патрубков выполнены с разными углами наклона к оси камеры, а кольцевое сопло каждой ступени выполнено с рабочими кромками, одна из которых образована путем отсечения части внутреннего объема тороидального сосуда внутренней конической поверхностью входного патрубка этой ступени, а другая - путем отсечения части внутреннего объема тороидального сосуда внутренней конической поверхностью выходного патрубка этой ступени.1. A multistage working chamber of an ejector containing a stage having coaxial conical inlet and outlet nozzles and a toroidal vessel with an active medium supply connection connected to the nozzles by an annular nozzle formed by the working edges, one of which is formed by cutting off a part of the internal volume of the toroidal vessel with an inner conical surface the inlet pipe, and the other by cutting off a part of the internal volume of the toroidal vessel by the inner conical surface of the outlet pipe, characterized in that it contains several stages, each having conical inlet and outlet pipes and a toroidal vessel with a connection for supplying the active medium connected to the annular pipes nozzle, inlet and outlet conical nozzles are made with a continuous decrease in cross-section, selected from the condition of uninterrupted flow of the flow, while the outlet conical nozzle of each previous stage is the inlet conical nozzle of the next stage upeni, and the generators of these pipes are made with different angles of inclination to the axis of the chamber, and the annular nozzle of each stage is made with working edges, one of which is formed by cutting off a part of the internal volume of the toroidal vessel by the inner conical surface of the inlet pipe of this stage, and the other by cutting off a part the internal volume of the toroidal vessel with the internal conical surface of the outlet pipe of this stage. 2. Рабочая камера эжектора по п. 1, отличающаяся тем, что снабжена дополнительными ступенями, имеющими, каждая, соосные диффузорные входной и выходной патрубки, примыкающие к тороидальному сосуду, выполненному со штуцером подвода активной среды.2. The working chamber of the ejector according to claim 1, characterized in that it is equipped with additional stages, each having coaxial diffuser inlet and outlet nozzles adjacent to a toroidal vessel made with a nozzle for supplying an active medium. 3. Эжектор, содержащий рабочие камеры, отличающийся тем, что он снабжен корпусом с плоской поверхностью и с дополнительным объемом, а его рабочие камеры выполнены в соответствии с п. 1, при этом патрубки всех камер выполнены с коллинеарными осями, их входные сечения расположены на плоской поверхности корпуса, а выходные сечения патрубков всех камер размещены с возможностью преобразования части кинетической энергии суммарного потока текучей среды в потенциальную энергию давления в дополнительном объеме.3. An ejector containing working chambers, characterized in that it is equipped with a housing with a flat surface and with an additional volume, and its working chambers are made in accordance with clause 1, while the pipes of all chambers are made with collinear axes, their inlet sections are located on the flat surface of the body, and the outlet sections of the nozzles of all chambers are arranged with the possibility of converting part of the kinetic energy of the total flow of the fluid into potential pressure energy in the additional volume. 4. Эжектор, содержащий рабочие камеры, отличающийся тем, что он снабжен корпусом со сферической внешней поверхностью и дополнительным объемом, а его рабочие камеры выполнены в соответствии с п. 1, при этом патрубки всех камер выполнены с осями, пересекающимися в центре сферы корпуса, их входные сечения расположены на сферической поверхности корпуса, а выходные сечения патрубков проточных частей всех камер размещены с возможностью преобразования части кинетической энергии суммарного потока текучей среды в потенциальную энергию давления в дополнительном объеме.4. An ejector containing working chambers, characterized in that it is equipped with a body with a spherical outer surface and an additional volume, and its working chambers are made in accordance with clause 1, while the pipes of all chambers are made with axes intersecting in the center of the body sphere, their inlet sections are located on the spherical surface of the body, and the outlet sections of the branch pipes of the flow parts of all chambers are arranged with the possibility of converting part of the kinetic energy of the total fluid flow into potential pressure energy in the additional volume.
RU2019132573A 2019-10-15 2019-10-15 Multi-stage working chamber of ejector and ejector (versions) RU2736983C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019132573A RU2736983C1 (en) 2019-10-15 2019-10-15 Multi-stage working chamber of ejector and ejector (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019132573A RU2736983C1 (en) 2019-10-15 2019-10-15 Multi-stage working chamber of ejector and ejector (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2736983C1 true RU2736983C1 (en) 2020-11-23

Family

ID=73543750

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019132573A RU2736983C1 (en) 2019-10-15 2019-10-15 Multi-stage working chamber of ejector and ejector (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2736983C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR575697A (en) * 1923-08-23 1924-08-04 Thermodynamic device, ejecto-injector, auto-compressor
US3986957A (en) * 1973-12-10 1976-10-19 Vortex S.A. Apparatus for treating a liquid
RU2555102C1 (en) * 2013-12-10 2015-07-10 Анатолий Федорович Маковецкий Working chamber of ejector
RU2588903C1 (en) * 2015-03-23 2016-07-10 Анатолий Федорович Маковецкий Reversing working chamber of ejector "funnel"
RU2640871C2 (en) * 2016-03-16 2018-01-12 Анатолий Федорович Маковецкий Versatile working ejector chamber (versions)

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR575697A (en) * 1923-08-23 1924-08-04 Thermodynamic device, ejecto-injector, auto-compressor
US3986957A (en) * 1973-12-10 1976-10-19 Vortex S.A. Apparatus for treating a liquid
RU2555102C1 (en) * 2013-12-10 2015-07-10 Анатолий Федорович Маковецкий Working chamber of ejector
RU2588903C1 (en) * 2015-03-23 2016-07-10 Анатолий Федорович Маковецкий Reversing working chamber of ejector "funnel"
RU2640871C2 (en) * 2016-03-16 2018-01-12 Анатолий Федорович Маковецкий Versatile working ejector chamber (versions)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2441710C2 (en) Double spray nozzle
US5931643A (en) Fluid jet ejector with primary fluid recirculation means
TWI604168B (en) Apparatus and method for utilizing thermal energy
WO2013174240A1 (en) A combined jet with multiple pipes
TWI694860B (en) Micro-bubble acquisition device
CN111203123A (en) Gas-liquid static mixer and gas-liquid mixing system
CN109529738A (en) A kind of eddy flow cavitation apparatus
CN104801435A (en) Chrysanthemum-shaped nozzle water injecting and air pumping device and an injection type mixer
WO2012066392A1 (en) Heat-generating jet injection
US20060027679A1 (en) Ejector Nozzle
RU2736983C1 (en) Multi-stage working chamber of ejector and ejector (versions)
CN107930422B (en) Bubble manufacturing system
JP2006183586A (en) Ejector and refrigeration system
CN110998087A (en) Vortex generator
CN107899441B (en) Microbubble generating device
CN107930424B (en) Bubble manufacturing mechanism
WO2002016779A1 (en) High efficiency steam ejector for desalination applications
CN107970796B (en) Bubble manufacturing mechanism assembly
JPS62285000A (en) Discharge method and device capable of compressing or sucking up fluid
RU2555102C1 (en) Working chamber of ejector
RU2383820C1 (en) Wide-flame centrodugal nozzle
CN107913611B (en) Bubble manufacturing device
CN107930423B (en) Micro-bubble manufacturing mechanism
RU2588903C1 (en) Reversing working chamber of ejector "funnel"
RU2551917C1 (en) Reversing working chamber of ejector