SK50452015A3 - Integrated two-stage supersonic jet ejector and the configuration and volume of the machine - Google Patents
Integrated two-stage supersonic jet ejector and the configuration and volume of the machine Download PDFInfo
- Publication number
- SK50452015A3 SK50452015A3 SK5045-2015A SK50452015A SK50452015A3 SK 50452015 A3 SK50452015 A3 SK 50452015A3 SK 50452015 A SK50452015 A SK 50452015A SK 50452015 A3 SK50452015 A3 SK 50452015A3
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- stage
- inlet
- nozzle
- supersonic ejector
- diffuser
- Prior art date
Links
Landscapes
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Abstract
Dvojstupňový integrovaný supersonický ejektor je konštruovaný tak, že prvý a druhý stupeň sú uložené v samonosnom telese (1), ktoré obsahuje sací vstup (2) prvého stupňa a výtlačný výstup (3) druhého stupňa. Ďalej obsahuje hnací vstup (4) prvého stupňa a hnací vstup (5) druhého stupňa. Za difúzorom (6) prvého stupňa a v jeho osi je v samonosnom telese (1) centricky pomocou dutých rebier (7) uložené puzdro (8) s Lavalovou dýzou (9) druhého stupňa, za ktorou nasleduje dýza (10) hnaného média, zmiešavacia komora (11) a difúzor (12) druhého stupňa. Konfigurácia prúdového a objemového stroja je riešená tak, že na sací vstup (A) kvapalinokružnej vývevy (B) je predradený dvojstupňový integrovaný supersonický ejektor (C).The two-stage integrated supersonic ejector is designed such that the first and second stages are housed in a self-supporting body (1) that includes a first stage suction inlet (2) and a second stage discharge outlet (3). It further comprises a first stage drive input (4) and a second stage drive input (5). After the first stage diffuser (6) and its axis, a sleeve (8) with a second stage Laval nozzle (9) followed by a driven medium nozzle (10), a mixing chamber, is located centrally in the self-supporting body (1) by means of hollow ribs (7). (11) and second stage diffuser (12). The configuration of the current and volumetric machines is solved by providing a two-stage integrated supersonic ejector (C) on the suction inlet (A) of the liquid ring vacuum pump (B).
Description
Oblasť technikyTechnical field
Vynález sa týka konštrukcie dvojstupňového integrovaného supersonického ejektora a jeho použitia v konfigurácii prúdového a objemového stroja. Vynález spadá do oblasti strojárstva a hydraulických strojov.The invention relates to the construction of a two-stage integrated supersonic ejector and to its use in the configuration of the jet and bulk machine. The invention is in the field of mechanical engineering and hydraulic machines.
Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Ejektor je prúdový stroj, v ktorom dochádza k zmiešavaniu dvoch prúdov rôznych tlakov (všeobecne s rozdielnymi celkovými energiami), čím vznikne zmiešaný prúd s výslednou hodnotou tlaku (energie). Ejektor sa skladá z prívodného potrubia pre hnacie a hnané médium, vstupnej dýzy hnaného a hnacieho média, zmiešavacej komory a difúzora. Primárny (hnací, aktívny) prúd, ktorý pred vstupom má vyšší tlak, vchádza do ejektora cez prívodné potrubie a ďalej prechádza dýzou. V tejto časti primárny prúd zväčší svoju kinetickú energiu (úmernú supersonickej rýchlosti) a tým dochádza k strhávaniu molekúl hnaného média s nižším tlakom. V zmiešavacej komore dochádza k vzájomnému premiešaniu oboch prúdov na homogénny prúd a taktiež dochádza k vyrovnaniu hybnosti oboch prúdov. Preto dĺžka zmiešavacej komory musí byť optimálna (pri veľmi dlhej zmiešavacej komore sú vysoké straty a pri krátkej dochádza k nedokonalému premiešaniu médií) a na jej konci musí dosahovať zmiešaný homogénny prúd subsonickú rýchlosť. Difúzor, ktorý tvorí poslednú časť prúdového zariadenia, má za úlohu transformáciu výstupnej kinetickej energie na energiu potenciálnu, ktorá sa indikuje zvýšením výstupného tlaku. V prúdových zariadeniach teda dochádza najprv k premene potenciálnej a tepelnej energie hnacieho prúdu na kinetickú energiu. Táto energia sa čiastočne odovzdá nasávanému prúdu. Prechodom cez zmiešavaciu komoru dochádza k vyrovnaniu rýchlosti zmiešaného prúdu a v difúzore dochádza k spätnej premene kinetickej energie zmiešaného prúdu na potenciálnu energiu.An ejector is a jet machine in which two streams of different pressures are mixed (generally with different total energies) to produce a mixed stream with a resultant pressure (energy) value. The ejector consists of a supply line for the propellant and driven medium, an inlet nozzle of the propelled and propelled medium, a mixing chamber and a diffuser. The primary (propulsion, active) current, which has a higher pressure before the inlet, enters the ejector through the inlet duct and passes through the nozzle. In this part, the primary current increases its kinetic energy (proportional to the supersonic velocity) and thus entrains the molecules of the driven medium with lower pressure. In the mixing chamber, the two streams are mixed together to form a homogeneous stream and the momentum of the two streams is also balanced. Therefore, the length of the mixing chamber must be optimal (with very long mixing chamber, high losses and short mixing of the media) and at the end of the mixed homogeneous stream the subsonic velocity. The diffuser, which forms the last part of the flow device, has the task of transforming the output kinetic energy into potential energy, which is indicated by increasing the output pressure. Thus, in the flow devices, the potential and thermal energy of the propulsion current is initially converted to kinetic energy. This energy is partially transferred to the intake stream. By passing through the mixing chamber, the mixed-stream velocity is balanced and the kinetic energy of the mixed-stream in the diffuser is converted back to potential energy.
Za parameter, ktorý vyjadruje technické parametre prúdového stroja, je určený kompresný pomer. Kompresný pomer jedného stupňa prúdového stroja (vyjadrený indexom i) je definovaný ako pomer statického tlaku prúdu plynu na výstupe z difúzora, ku statickému tlaku prúdu odsávaného plynu na sacom hrdle ejektora podľa vzťahu:The compression ratio is determined as the parameter that expresses the technical parameters of the jet machine. The compression ratio of one stage of the jet engine (expressed by index i) is defined as the ratio of the static pressure of the gas stream at the outlet of the diffuser to the static pressure of the exhaust gas stream at the suction port of the ejector according to:
_ __ _
ÍT,-Ft,i.It, HUF, as well.
Je zrejmé, že z hľadiska použitia v technických systémoch je žiaduce, aby prúdový stroj mal maximálny kompresný pomer τη. Reálne dosiahnuteľný kompresný pomer je fyzikálne obmedzený energiou hnacieho prúdu plynu a tiež precíznosťou technickej realizácie prúdového stroja. Pokiaľ je kompresný pomer τη jedno stupňového prúdového stroja nepostačujúci pre danú technickú aplikáciu, zaradí sa viac jedno stupňových prúdových strojov do série (za sebou). Sú známe riešenia pre maximálny počet stupňov n = 5. Celkový kompresný pomer systému sa zvýši na hodnotu, ktorú je možné vypočítať ako súčin kompresných pomerov jednotlivých stupňov:Obviously, for use in technical systems, it is desirable that the jet engine has a maximum compression ratio τη. The actually achievable compression ratio is physically limited by the energy of the propellant gas stream and also by the precision of the technical design of the jet machine. If the compression ratio τη of a single stage jet engine is insufficient for a given technical application, more than one stage jet engine shall be sequenced. Solutions for a maximum number of degrees n = 5 are known. The overall compression ratio of the system is increased to a value that can be calculated as the product of the compression ratios of the individual steps:
Sériové zapojenie jednostupňových ejektorov, opísané v texte vyššie, je v technickej praxi používané na zvýšenie kompresného pomeru v závislosti na požiadavkách technológie, do ktorej je stroj inštalovaný. Výhodou opísaného riešenia je, že systém je možné zostaviť z prúdových strojov štandardne vyrábaných (unifikovaných). Uvedené zapojenie má ale dve zásadné nevýhody:The series connection of the single stage ejectors described above is used in technical practice to increase the compression ratio depending on the requirements of the technology in which the machine is installed. The advantage of the described solution is that the system can be assembled from jet machines manufactured (standardized). However, this connection has two major disadvantages:
systém má viac spojení prietokových (hydraulických) častí. Tým sa zvyšuje riziko straty tesnosti celého systému a zvyšujú sa prevádzkové náklady na prevádzku, hlavne pri vákuových systémoch.the system has multiple flow (hydraulic) connections. This increases the risk of leakage of the entire system and increases the operating costs of operation, especially in vacuum systems.
spájaním jednotlivých samostatných stupňov sa zväčšujú zástavbové rozmery technického zariadenia.connecting individual individual stages increases the installation dimensions of the technical equipment.
Využitie prúdových zariadení je veľmi všestranné. Ich aplikácie sa uprednostňujú predovšetkým tam, kde je dostatok hnacieho média (prehriata para, stlačený vzduch), používaného aj na iné účely. Sú tiež vhodné na odsávanie plynov a pár v prostredí, ktoré je citlivé na možnosť výbuchu odsávaných médií a na vytváranie vákua v spojení s kvapalinokružnou vývevou.The use of current devices is very versatile. Their applications are particularly preferred where there is sufficient propellant (superheated steam, compressed air), also used for other purposes. They are also suitable for exhausting gases and vapors in environments that are sensitive to the possibility of explosion of aspirated media and to create a vacuum in conjunction with a liquid ring pump.
Vývevy sú technické zariadenia slúžiace na vytvorenie vákua v technologických zariadeniach. Pod pojmom vákuum sa v technickej praxi rozumie stav zriedeného plynu, ktorého absolútny tlak je nižší ako atmosférický. Vývevy je možné rozdeliť podľa rôznych kritérií (princípu práce, konštrukcie...). Najvýznamnejšie je však delenie vývev podľa toho, aké čisté vákuum možno s danou vývevou dosiahnuť, t. j. aký minimálny absolútny sací tlak sú schopné dosiahnuť v odsávanom recipiente. Tým je možné vývevu zaradiť do patričnej triedy vákua. Kvapalinokružná výveva (KKV) je stroj pracujúci na objemovom princípe. Z princípu práce kvapalinokružnej vývevy je zrejmé, že pracovná kvapalina v tvare kvapalinového prstenca plní funkciu piesta. Vo väčšine prípadov sa ako pracovná kvapalina používa voda a výveva pracujúca s vodou ako pracovnou kvapalinou sa nazýva vodokružná. Vodokružnú vývevu ako hydraulický stroj charakterizujú dva parametre: sací tlak ps a množstvo nasatej zmesi pri danom sacom tlaku Qe- Sací tlak ps je absolútny tlak meraný v blízkosti sacieho hrdla vodokružnej vývevy. Pre rozsah hrubého vákua sa tento tlak udáva v kPa. Výkonnosť vodokružnej vývevy Qe je prietok nasávaného plynu (zmesi plynov) v blízkosti sacieho hrdla vodokružnej vývevy pri danom sacom tlaku. Udáva sa podľa veľkosti vodokružnej vývevy v m3/s, resp. m3/h. Kvôli exaktnému stanoveniu pracovného rozsahu vodokružnej vývevy sa pre konkrétny stroj udáva výkonnostná charakteristika definovaná ako:Vacuum pumps are technical equipment used to create vacuum in technological equipment. The term vacuum means in technical practice a condition of the diluted gas whose absolute pressure is less than atmospheric. Vacuum pumps can be divided according to various criteria (principle of work, construction ...). Most important, however, is the separation of the pumps according to the net vacuum that can be achieved with the pump, ie the minimum absolute suction pressure they are able to achieve in the aspirated recipient. This allows the pump to be placed in the appropriate vacuum class. Liquid ring vacuum pump (KKV) is a machine working on the volumetric principle. It is obvious from the principle of working of the liquid ring pump that the working liquid in the form of a liquid ring fulfills the function of a piston. In most cases, water is used as the working fluid and the pump operating with water as the working fluid is called a water ring. The water ring pump as a hydraulic machine is characterized by two parameters: suction pressure p s and the amount of suction mixture at a given suction pressure Qe- The suction pressure p s is the absolute pressure measured near the suction branch of the water ring pump. For the gross vacuum range this pressure is given in kPa. Performance of the water ring pump Qe is the flow of the intake gas (gas mixture) near the suction port of the water ring pump at a given suction pressure. It is stated according to the size of the water ring pump in m 3 / s, resp. m 3 / h. In order to accurately determine the working range of the water ring pump, the performance characteristic defined as:
Qe = f(Ps)· V kvalitatívnom priebehu tejto funkcie priesečnica krivky f(ps) s osou sacieho tlaku zodpovedá minimálnemu dosiahnuteľnému saciemu tlaku. Tento tlak je však možné vývevou dosiahnuť len za cenu trvalého poškodzovania vývevy, pretože pre danú vývevu je, pri tlakoch nižších ako je tlak v bode K, nebezpečenstvo vzniku kavitácie. Samozrejme je žiaduce, aby bod K bol na charakteristike čím viac vľavo t.j., aby kavitačný tlak vodokružnej vývevy bol minimálny. Možnosti ako to dosiahnuť je viacero, ale najracionálnejšou sa javí použitie predradeného ejektora. V zapojení supersonického ejektora pracujúceho ako prúdová výveva nasávaný plyn (zmes, para) prechádza prvým stupňom (prvým ejektorom), potom druhým stupňom (druhým ejektorom) a vstupuje do vývevy. Vákuový systém vytvorí celkový podtlak, ktorý je možné vyjadriť celkovým kompresným pomerom:Qe = f (Ps) · In the qualitative course of this function, the intersection of the f (p s ) curve with the suction pressure axis corresponds to the minimum suction pressure achievable. However, this pressure can only be achieved by the pump at the cost of permanently damaging the pump, since for a given pump, at pressures below K, there is a risk of cavitation. Of course, it is desirable that point K be on the characteristic more to the left, i.e. the cavitation pressure of the water ring pump is minimal. There are several possibilities to achieve this, but the most rational seems to be the use of a pre-ejector. By engaging a supersonic ejector operating as a jet pump, the aspirated gas (mixture, steam) passes through a first stage (first ejector), then a second stage (second ejector) and enters the pump. The vacuum system creates a total vacuum, which can be expressed by the overall compression ratio:
kde Pa je hodnota atmosférického tlaku, πκκν je kompresný pomer kvapalinokružnej vývevy a je ** kompresný pomer jednotlivého stupňa ejektora. Na dosiahnutie projektovanej hodnoty sacieho tlaku v odsávanom recipiente je určujúci absolútny tlak dosiahnutý na vstupnom hrdle ejektora. Pre projektovanie ejektora sú limitujúce hodnoty na výstupe z difúzora ejektora, ktoré vo všeobecnosti zodpovedajú bodu K výkonnostnej charakteristiky vodokružnej vývevy. Parametre hnacieho média, slúžia pre navrhovanie primárnej dýzy predradeného ejektora. Pre správne projektovanie predradeného ejektora je nutné poznať nasledovné východiskové údaje: požadovaný minimálny sací tlak v recipiente p2, požadované odsávané množstvo plynu (zmesi) pri danom sacom tlaku, minimálny sací tlak (kavitačný tlak) Ps.min a prislúchajúcu hodnotu nasávaného množstva Q3 (bod K na výkonnostnej charakteristike) vodokružnej vývevy. Je zrejmé, že zatiaľ čo p2 a Q2 sú parametre požadované pre návrh zariadenia, hodnoty parametrov ps,min a Q3 je nutné pre konkrétnu vývevu stanoviť buď experimentálne (čo je metóda najčastejšie používaná) alebo teoretickým výpočtom na základe geometrických rozmerov stroja, prevádzkových údajov a parametrov pracovnej kvapaliny. Zapojenie predradeného jednostupňového ejektora na sacie hrdlo vývevy umožní rozšírenie prevádzkového rozsahu kvapalinokružnej vývevy približne o jeden rád. Pokiaľ je predradenie jedného ejektora vzhľadom na dosiahnutie minimálneho sacieho tlaku (kavitačný tlak) ps,min nedostatočné, môžu sa ejektory zapájať do série (za sebou) pred sacie hrdlo vývevy. V súčasnosti je štandardne používané riešenie, keď sa do série zapoja dva unifikované ejektory. Dosiahnuteľné parametre pre vybrané konfigurácie strojov sú uvedené v Tab. 1.where Pa is the atmospheric pressure value, π κκν is the compression ratio of the liquid ring pump and is ** the compression ratio of the individual stage of the ejector. The absolute pressure reached at the inlet throat of the ejector determines the design value of the suction pressure in the suction recipient. For ejector design, there are limiting values at the ejector diffuser output, which generally correspond to point K of the performance characteristic of the water ring pump. The parameters of the propellant serve for designing the primary nozzle of the upstream ejector. To make the projection upstream of the eductor should be aware of the following initial data: required minimum inlet pressure p 2 in the recipient, the required amount of exhausted gas (mixture) at a given suction pressure, the minimum inlet pressure (cavitation pressure) Ps.min and the associated values of the intake quantity Q 3 (point K on performance characteristic) of the water ring pump. Obviously, while p 2 and Q 2 are the parameters required for equipment design, the p s , min and Q 3 values for a particular pump must be determined either experimentally (which is the most commonly used method) or by theoretical calculation based on the machine's geometric dimensions , operating data and working fluid parameters. The connection of the pre-stage one-stage ejector to the suction inlet of the pump allows the operation of the liquid ring vacuum pump to be extended by approximately one order. If the upstream of one ejector is insufficient to achieve the minimum suction pressure (cavitation pressure) p s , min, the ejectors may be connected in series (in series) in front of the suction port of the pump. Currently, a standard solution is used when two unified ejectors are connected in series. Available parameters for selected machine configurations are shown in Tab. First
Tabuľka 1Table 1
Sériové zapojenie dvoch jednostupňových ejektorov, ktoré sa použijú ako predradený stupeň ku kvapalinokružnej výveve, opísané v texte vyššie, je v technickej praxi používané na zníženie koncového sacieho kvapalinokružnej vývevy. Výhodou opísaného riešenia je, že systém je možné zostaviť z ejektorov štandardne vyrábaných (unifikovaných). Uvedené zapojenie má ale dve zásadné nevýhody. Prvou nevýhodou je fakt, že systém má viac spojení prietokových (hydraulických) častí. Tým sa zvyšuje riziko straty tesnosti celého systému (dochádza k prisávaniu vzduchu z okolitej atmosféry). Tento fyzikálny jav sa v systéme prejaví na hodnote dosiahnutého vákua, ktoré je možné určiť meraním absolútneho tlaku vo vákuovom recipiente. Preto je nutné vytvoriť 5 tesnených spojov na úrovni hrubého až jemného vákua, čo zvyšuje nároky na prevádzku systému. Druhou nevýhodou je fakt, že spájaním jednotlivých samostatných stupňov sa zväčšujú zástavbové rozmery technického zariadenia (podľa koncepcie vo vertikálnom, alebo horizontálnom smere).The series connection of two single-stage ejectors, which are used as the upstream stage to the liquid ring pump described above, is used in technical practice to reduce the end suction liquid ring pump. The advantage of the described solution is that the system can be assembled from ejectors standardly produced (unified). However, this connection has two major disadvantages. The first drawback is that the system has multiple flow (hydraulic) connections. This increases the risk of losing the entire system (leaking air from the surrounding atmosphere). This physical phenomenon is reflected in the system at the value of the vacuum reached, which can be determined by measuring the absolute pressure in the vacuum recipient. Therefore, it is necessary to create 5 sealed joints at the level of coarse to fine vacuum, which increases the demands on system operation. The second disadvantage is the fact that joining the individual stages increases the installation dimensions of the technical equipment (according to the concept in the vertical or horizontal direction).
Za účelom zníženia spojení prietokových (hydraulických) častí v konštrukcii ejektora a aj jeho aplikácie v spojení s kvapalinokružnou vývevou, zníženia straty tesnosti celého systému, zníženia prevádzkových nákladov na prevádzku, hlavne pri vákuových systémoch a zmenšenia zastavaného objemu, naskytla sa možnosť riešiť tento problém technickými prostriedkami, ktoré sú schopné zabezpečiť tieto požiadavky.In order to reduce the connection of flow (hydraulic) parts in the ejector structure and its application in conjunction with a liquid ring vacuum pump, to reduce the leakage of the whole system, to reduce operating costs of operation, especially in vacuum systems and to reduce built-up volume. means capable of meeting these requirements.
Výsledkom tohto úsilia je ďalej opisovaná konštrukcia dvojstupňového integrovaného supersonického ejektora a jeho použitia v konfigurácii prúdového a objemového stroja podľa vynálezu.As a result of this effort, the construction of a two-stage integrated supersonic ejector and its use in the current and volume machine configurations of the invention is described.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Vyššie uvedené nedostatky sú v podstatnej miere odstránené konštrukciou dvojstupňového integrovaného supersonického ejektora podľa tohto vynálezu. Podstata konštrukcie dvojstupňového integrovaného supersonického ejektora spočíva v tom, že technické riešenie je koncipované tak, že obidva stupne supersonického ejektora sú uložené do jedného samonosného telesa, ktoré obsahuje sací vstup prvého stupňa a výtlačný výstup druhého stupňa, pričom ďalej obsahuje hnací vstup prvého stupňa a hnací vstup druhého stupňa. Prvý stupeň je konštruovaný ako klasický jednostupňový ejektor s Lavalovou dýzou. Za difúzorom prvého stupňa a v jeho osi je v samonosnom telese centrický pomocou dutých rebier uložené puzdro s Lavalovou dýzou druhého stupňa. Rebrovanie vymedzuje správnu polohu puzdra pre Lavalovu dýzu druhého stupňa a zároveň pomocou jeho dutých rebier je dopravované hnacie médium teda vzduch až pred Lavalovu dýzu. Puzdro vytvára plochu Lavalovej dýzy a prívodné potrubie hnacieho média druhého stupňa. Tesnenie je realizované prostredníctvom „O“ krúžkov. Polohu tesniacich krúžkov fixuje matica, ktorá je z vonkajšej strany obtekaná prúdom plynu, preto musí byť jej tvar aerodynamický pre zníženie strát v telese. Zmiešavacia komora slúži na zmiešanie hnacieho a hnaného prúdu na homogénne médium a na jej konci dochádza k vyrovnaniu hybnosti oboch médií. V predkladanom konštrukčnom návrhu je použitá rovno plochá zmiešavacia komora, tzn. že medzi začiatkom a koncom komory vzniká určitá tlaková diferencia. Na konci zmiešavacej komory je rýchlosť prúdenia už podzvuková. Ďalej homogénny prúd prechádza do difúzora, ktorého úlohou je zvýšiť absolútny tlak a znížiť výstupnú rýchlosť prúdu. Difúzor je navrhnutý tak, že uhol rozšírenia kužeľovej časti je 10°. V detailnom opise dýza hnaného média, zmiešavacia komora, difúzor a výtlačný výstup druhého stupňa sú usporiadané vo výstupnej prírube samonosného telesa. Puzdro s Lavalovou dýzou, duté rebrá a hnací vstup druhého stupňa sú usporiadané v centrálnej prírube samonosného telesa. Lavalová dýza druhého stupňa je k hnaciemu vstupu druhého stupňa prepojená cez duté rebrá a prstencovú rozvádzaciu komoru. Lavalová dýza, sací vstup a hnací vstup prvého stupňa sú usporiadané vo vstupnej prírube samonosného telesa.The above drawbacks are substantially overcome by the construction of the two-stage integrated supersonic ejector of the present invention. The construction of the two-stage integrated supersonic ejector consists in that the technical solution is designed so that both stages of the supersonic ejector are mounted in one self-supporting body, which comprises the first stage suction inlet and the second stage discharge outlet, second stage input. The first stage is designed as a classic single stage ejector with Laval nozzle. After the diffuser of the first stage and in its axis, a sleeve with a second stage Laval nozzle is arranged in the self-supporting body by means of hollow ribs. The rib defines the correct position of the second stage Laval nozzle and, at the same time, through its hollow ribs, the propellant is transported air upstream of the Laval nozzle. The housing forms the surface of the Laval nozzle and the inlet conduit of the second stage propellant. The sealing is realized by means of "O" rings. The position of the O-rings is fixed by a nut that is bypassed by a gas stream from the outside, so its shape must be aerodynamic to reduce losses in the body. The mixing chamber serves to mix the drive and driven streams into a homogeneous medium and at the end thereof, the momentum of both media is balanced. A straight flat mixing chamber is used in the present design. that there is some pressure difference between the beginning and the end of the chamber. At the end of the mixing chamber, the flow rate is already subsonic. Further, the homogeneous stream passes into the diffuser, the task of which is to increase the absolute pressure and reduce the output velocity of the stream. The diffuser is designed such that the cone widening angle is 10 °. In the detailed description, the nozzle of the driven medium, the mixing chamber, the diffuser and the second stage discharge outlet are arranged in the outlet flange of the self-supporting body. The Laval nozzle housing, hollow ribs and second stage drive inlet are arranged in the central flange of the self-supporting body. The second stage laval nozzle is connected to the second stage drive inlet through the hollow ribs and the annular distribution chamber. The laval nozzle, suction inlet and first stage drive inlet are arranged in the inlet flange of the self-supporting body.
Ak výtlačný výstup druhého stupňa je vstupom pre kvapalinokružnú vývevu, potom je možné vytvoriť takú konfiguráciu prúdového a objemového stroja, ktorej podstata spočíva v tom, že na sací vstup kvapalinokružnej vývevy je predradený dvojstupňový integrovaný supersonický ejektor skonštruovaný podľa vyššie uvedeného opisu. Riešenie je prípustné v dvoch variantoch. Prvý variant je založený na vertikálnej inštalácii dvojstupňového integrovaného supersonického ejektora. Druhý variant je založený na horizontálnej inštalácii dvojstupňového integrovaného supersonického ejektora. Pri prvom variante je výstupná príruba ejektora pripojená priamo na prírubu sacej strany kvapalinokružnej vývevy. Tým sa počet komponentov vákuového systému zníži na dva a počet tesniacich plôch sa zredukuje na dve. Celá inštalácia je orientovaná vertikálne, takže je možná zásadná redukcia zástavbových rozmerov v horizontálnom smere. Pri druhom variante je výstupná príruba ejektora pripojená na prírubu sacej strany kvapalinokružnej vývevy cez prepojovací kus tvaru kolena. Tým sa počet komponentov vákuového systému zníži na tri a počet tesniacich plôch sa zredukuje na tri. Celá inštalácia je orientovaná horizontálne, takže je možná zásadná redukcia zástavbových rozmerov vo vertikálnom smere.If the second stage discharge outlet is an inlet for the liquid ring vacuum pump, then it is possible to provide a jet and volumetric machine configuration that consists in that a two-stage integrated supersonic ejector is constructed upstream of the liquid inlet pump inlet. The solution is acceptable in two variants. The first variant is based on the vertical installation of a two-stage integrated supersonic ejector. The second variant is based on the horizontal installation of a two-stage integrated supersonic ejector. In a first variant, the ejector outlet flange is connected directly to the suction side flange of the liquid ring pump. Thus, the number of components of the vacuum system is reduced to two and the number of sealing surfaces is reduced to two. The entire installation is vertically oriented, so that the installation dimensions can be substantially reduced in the horizontal direction. In a second variant, the ejector outlet flange is connected to the suction side flange of the liquid ring pump via an elbow-shaped connecting piece. This reduces the number of components of the vacuum system to three and reduces the number of sealing surfaces to three. The entire installation is oriented horizontally, so that a significant reduction of the installation dimensions in the vertical direction is possible.
Výhody konštrukcie dvojstupňového integrovaného supersonického ejektora a jeho použitia v konfigurácii prúdového a objemového stroja podľa vynálezu sú zjavné z účinkov, ktorými sa prejavujú navonok. Vo všeobecnosti možno konštatovať, že inovácia predkladaného konštrukčného riešenia spočíva v tom, že sa dva stupne prúdových strojov integrujú do jedného telesa. Týmto konštrukčným riešením sa redukuje jednak počet spojov, ktoré je nutné tesniť, a znižujú sa taktiež požiadavky na veľkosť zástavbového priestoru celého zariadenia.The advantages of the design of the two-stage integrated supersonic ejector and its use in the configuration of the jet and volumetric machine of the invention are apparent from the effects exerted externally. In general, the innovation of the present design is that the two stages of the jet machines are integrated into one body. This design reduces both the number of joints that need to be sealed and the installation space requirements of the entire plant.
Inovácia predkladaného konštrukčného riešenia spočívajúca v tom, že sa dva stupne predradených supersonických ejektorov integrujú do jedného zariadenia, ktoré sa inštaluje na sanie kvaplinokružnej vývevy. Výstup z ejektora je priamo pripevnený na prírubu sacej strany kvapalinokružnej vývevy, čím sa redukuje počet spojov, ktoré je nutné tesniť, a znižujú na požiadavky na veľkosť zástavbového priestoru celého zariadenia. Technické zariadenie, ktoré vznikne ako spojenie prúdového stroja (dvojstupňový supersonický integrovaný ejektor) a objemového stroja (kvapalinokružná výveva) je možné použiť v technológiách, kde je potrebné vytvoriť vákuum v rozmedzí hrubé vákuum až horná hranica jemného vákua ( v zmysle normy DIN 28 400). Kvapalinokružné vývevy sa dajú s výhodou použiť v tých prípadoch, keď je potrebné odsávať zmes plynu a kondenzovateľných pár. Pri odsávaní časť nasávanej zmesi vo forme kondenzovateľných pár skondenzuje v kvapalinokružnej výveve, pričom odvod kondenzátu nespôsobuje žiadne problémy (odvedie sa s pracovnou kvapalinou, pokiaľ kondenzát nie je závadná kvapalina).An innovation of the present design is that the two stages of upstream supersonic ejectors are integrated into a single device that is installed to suck up the liquid ring vacuum pump. The ejector outlet is directly attached to the flange of the suction side of the liquid ring pump, reducing the number of joints that need to be sealed and reducing the installation space requirements of the entire plant. The technical equipment that is created as a combination of a jet machine (two-stage supersonic integrated ejector) and a volumetric machine (liquid ring vacuum pump) can be used in technologies where a vacuum is required between coarse vacuum and fine vacuum upper limit (according to DIN 28 400). . Liquid-ring vacuum pumps can be advantageously used in those cases where a mixture of gas and condensable vapors is required. When aspirating, a part of the suction mixture in the form of condensable vapors condenses in the liquid ring pump, and the condensate drain does not cause any problems (drained with the working liquid, unless the condensate is a defective liquid).
Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Konštrukcia dvojstupňového integrovaného supersonického ejektora a jeho použitia v konfigurácii prúdového a objemového stroja podľa vynálezu bude bližšie ozrejmená na výkresoch, kde na obr. 1 je v bočnom detailnom reze názorne zobrazený prvý stupeň dvojstupňového integrovaného supersonického ejektora. Na obr. 2 je v bočnom detailnom reze názorne zobrazený druhý stupeň dvojstupňového integrovaného supersonického ejektora. Na obr. 3 je v bočnom detailnom reze názorne zobrazená celá zostava dvojstupňového integrovaného supersonického ejektora. Na obr. 4 je znázornená konfigurácia prúdového a objemového stroja, kde dvojstupňový integrovaný supersonický ejektor je ku kvapalinokružnej výveve pripojený vertikálne. Na obr. 5 je znázornená konfigurácia prúdového a objemového stroja, kde dvojstupňový integrovaný supersonický ejektor je ku kvapalinokružnej výveve pripojený horizontálne.The construction of the two-stage integrated supersonic ejector and its use in the configuration of the jet and volumetric machine of the invention will be illustrated in more detail in the drawings, where FIG. 1, a first step of a two-stage integrated supersonic ejector is illustrated in side detail. In FIG. 2 is a side elevational cross-sectional view of a second stage two-stage integrated supersonic ejector. In FIG. 3 is a side cross-sectional view of the entire two-stage integrated supersonic ejector assembly. In FIG. 4 shows a configuration of a jet and volumetric machine where a two-stage integrated supersonic ejector is connected vertically to the liquid ring pump. In FIG. 5 shows a configuration of a jet and volumetric machine where a two-stage integrated supersonic ejector is connected horizontally to the liquid ring pump.
Príklady uskutočneniaEXAMPLES
Rozumie sa, že jednotlivé uskutočnenia podľa vynálezu sú predstavované pre ilustráciu a nie ako obmedzenia technických riešení. Odborníci znalí stavom techniky nájdu alebo budú schopní zistiť s použitím nie viac ako rutinného experimentovania mnoho ekvivalentov k špecifickým uskutočneniam vynálezu. Aj takéto ekvivalenty budú spadať do rozsahu nasledujúcich patentových nárokov. Pre odborníkov znalých stavom techniky nemôže robiť problém optimálneho navrhnutia konštrukcie a výberu jeho prvkov, preto tieto znaky neboli detailne riešené.It is to be understood that the individual embodiments of the invention are presented for illustration and not as a limitation of the technical solutions. Those skilled in the art will find or be able to ascertain using no more than routine experimentation many equivalents to specific embodiments of the invention. Such equivalents will also fall within the scope of the following claims. It cannot be a problem for the skilled artisan to optimally design the structure and select its elements, so these features have not been solved in detail.
Príklad 1Example 1
V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia predmetu vynálezu je opísaná konštrukcia dvojstupňového integrovaného supersonického ejektora, ako je znázornené na obr. 1 až 3. Dvojstupňový integrovaný supersonický ejektor pozostáva z prvého a druhého stupňa, ktoré sú uložené v samonosnom telese 1, ktoré obsahuje sací vstup 2 prvého stupňa a výtlačný výstup 3 druhého stupňa, pričom ďalej obsahuje hnací vstup 4 prvého stupňa a hnací vstup 5 druhého stupňa. Prvý stupeň je konštruovaný ako klasický jednostupňový ejektor s dýzou hnaného média, Ľavalovou dýzou hnacieho média, zmiešavacou komorou a difúzorom 6. Za difúzorom 6 prvého stupňa a v jeho osi je v samonosnom telese 1 centrický pomocou dutých rebier 7 uložené puzdro 8 s Ľavalovou dýzou 9 druhého stupňa. Za Ľavalovou dýzou 9 druhého stupňa nasleduje dýza 10 hnaného média, zmiešavacia komora 11 a difúzor 12 druhého stupňa, ktoré spolu s výtlačným výstupom 3 druhého stupňa sú usporiadané vo výstupnej prírube samonosného telesa 1. Ale puzdro 8 s Lavalovou dýzou 9, duté rebrá 7 a hnací vstup 5 druhého stupňa sú usporiadané v centrálnej prírube samonosného telesa 1, pričom Lavalová dýza 9 druhého stupňa je k hnaciemu vstupu 5 druhého stupňa prepojená cez duté rebrá 7 a prstencovú rozvádzaciu komoru 13. Lavalová dýza 14, sací vstup 2 a hnací vstup 4 prvého stupňa sú usporiadané vo vstupnej prírube samonosného telesa 1_.In this example of a particular embodiment of the invention, the construction of a two-stage integrated supersonic ejector, as shown in FIG. The two-stage integrated supersonic ejector comprises a first and a second stage, which are housed in a self-supporting body 1, comprising a first stage suction inlet 2 and a second stage discharge outlet 3, further comprising a first stage drive inlet 4 and a second stage drive inlet 5. degree. The first stage is constructed as a classical one-stage ejector with a propellant medium nozzle, a left-hand propellant nozzle, a mixing chamber and a diffuser 6. Downstream of the first-stage diffuser 6 and in its axis, degree. The second stage left nozzle 9 is followed by a propellant medium nozzle 10, a mixing chamber 11 and a second stage diffuser 12, which together with the second stage discharge outlet 3 are arranged in the outlet flange of the self-supporting body 1. But the Laval nozzle housing 8, hollow ribs 7 the second stage drive inlet 5 is arranged in the central flange of the self-supporting body 1, wherein the second stage Laval nozzle 9 is connected to the second stage drive inlet 5 through the hollow ribs 7 and the annular distributor chamber 13. The Laval nozzle 14, suction inlet 2 and The steps are arranged in the inlet flange of the self-supporting body 7.
Príklad 2Example 2
V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia predmetu vynálezu je opísaná konfigurácia prúdového a objemového stroja, ako je znázornené na obr. 4. Ak u dvojstupňového integrovaného supersonického ejektora C je výtlačný výstup 3 druhého stupňa vstupom pre kvapalinokružnú vývevu B, potom vertikálnym pripojením kvapalinokružnej vývevy B sa získava želaná konfigurácia prúdového a objemového stroja. Konkrétne, na sací vstup A kvapalinokružnej vývevy B. je predradený dvojstupňový integrovaný supersonický ejektor C. Počet komponentov vákuového systému zníži na dva a počet tesniacich plôch sa zredukuje na dve ( tesnené spoje T1, T2). Tesnený spoj T1 zodpovedá jemnému vákuu, tesnený spoj T2 hrubému vákuu.In this example of a particular embodiment of the present invention, the configuration of the jet and volume machine as shown in FIG. 4. If, in the two-stage integrated supersonic ejector C, the second stage discharge output 3 is an inlet for the liquid ring pump B, then the vertical connection of the liquid ring pump B yields the desired configuration of the jet and volumetric machine. Specifically, a two-stage integrated supersonic ejector C is upstream of the intake port A of the fluid ring pump B. The number of vacuum system components is reduced to two and the number of sealing surfaces is reduced to two (sealed joints T1, T2). The sealed joint T1 corresponds to a fine vacuum, the sealed joint T2 corresponds to a gross vacuum.
Príklad 3Example 3
V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia predmetu vynálezu je opísaná konfigurácia prúdového a objemového stroja, ako je znázornené na obr. 4. Ak u dvojstupňového integrovaného supersonického ejektora C je výtlačný výstup 3 druhého stupňa vstupom pre kvapalinokružnú vývevu B, potom horizontálnym pripojením kvapalinokružnej vývevy B sa získava želaná konfigurácia prúdového a objemového stroja. Konkrétne, na sací vstup A kvapalinokružnej vývevy B cez koleno je predradený dvojstupňový integrovaný supersonický ejektor C. Počet komponentov vákuového systému zníži na tri a počet tesniacich plôch sa zredukuje na tri ( tesnené spoje T1. T2, T3).In this example of a particular embodiment of the present invention, the configuration of the jet and volume machine as shown in FIG. 4. If, in the two-stage integrated supersonic ejector C, the second stage discharge output 3 is an inlet for the liquid ring pump B, then by horizontal connection of the liquid ring pump B the desired configuration of the jet and volumetric machine is obtained. Specifically, a two-stage integrated supersonic ejector C is provided upstream of the suction port A of the fluid ring pump B through the elbow. The number of components of the vacuum system is reduced to three and the number of sealing surfaces is reduced to three (sealed joints T1, T2, T3).
Tesnený spoj T1 zodpovedá jemnému vákuu, tesnené spoje T2 a T3 hrubému vákuu.The sealed joint T1 corresponds to a fine vacuum, the sealed joints T2 and T3 correspond to a gross vacuum.
Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability
Priemyselná využiteľnosť danej konštrukcie dvojstupňového integrovaného supersonického ejektora podľa vynálezu nachádza využiteľnosť vo všetkých aplikáciách, kde je používané sériové zapojenie minimálne dvoch konvenčných ejektorov. Konfigurácia prúdového a objemového stroja v možnostiach použitia vodokružných vývev nachádza využiteľnosť najmä v oblastiach petrochemického, papierenského, drevospracujúceho, farmaceutického a potravinárskeho priemyslu.The industrial applicability of a given design of the two-stage integrated supersonic ejector according to the invention finds utility in all applications where a series connection of at least two conventional ejectors is used. The configuration of the jet and volumetric machine in the possibilities of using water ring vacuum pumps finds utility especially in the areas of petrochemical, paper, woodworking, pharmaceutical and food industry.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SK5045-2015A SK288600B6 (en) | 2015-10-13 | 2015-10-13 | Integrated two-stage supersonic jet ejector and the configuration and volume of the machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SK5045-2015A SK288600B6 (en) | 2015-10-13 | 2015-10-13 | Integrated two-stage supersonic jet ejector and the configuration and volume of the machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK50452015A3 true SK50452015A3 (en) | 2017-05-03 |
| SK288600B6 SK288600B6 (en) | 2018-10-01 |
Family
ID=58634280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK5045-2015A SK288600B6 (en) | 2015-10-13 | 2015-10-13 | Integrated two-stage supersonic jet ejector and the configuration and volume of the machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SK (1) | SK288600B6 (en) |
-
2015
- 2015-10-13 SK SK5045-2015A patent/SK288600B6/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SK288600B6 (en) | 2018-10-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20100150742A1 (en) | Reconfigurable jet pump | |
| CN106064122B (en) | Sawtooth jet type evacuator | |
| US3064878A (en) | Method and apparatus for high performance evacuation system | |
| CN102203435B (en) | Supersonic ejector package | |
| CN106368990A (en) | Vacuumizing system and method for vacuum cabin of ramjet engine | |
| CN104772239A (en) | Supersonic speed chrysanthemum-shaped nozzle and gas jet vacuum pump provided with same | |
| US20110110796A1 (en) | Water jet type pump and method for operation thereof | |
| SK50452015A3 (en) | Integrated two-stage supersonic jet ejector and the configuration and volume of the machine | |
| SK7523Y1 (en) | Integrated two-stage supersonic jet ejector and configuration and displacement pumps | |
| US20230287903A1 (en) | Nozzle Appliance for a Jet Pump and Jet Pump | |
| CN212225599U (en) | Water inlet pipe for self-priming pump | |
| CN103573723B (en) | Gas Jet compression system | |
| Sharma et al. | Effect of various nozzle profiles on performance of a two phase flow jet pump | |
| CN108953177B (en) | Transition structure for improving pumping speed of turbomolecular pump | |
| TWM596836U (en) | Foreline structure | |
| CN108884839B (en) | Ejector, method for manufacturing ejector, and method for setting outlet flow path of diffuser | |
| US7937929B2 (en) | Exhaust duct with bypass channel | |
| CN110566457A (en) | Gas-liquid mixing and conveying device with three-jaw rotor | |
| CN111120422B (en) | Vacuumizing ejector and engine vacuumizing method | |
| Berkeley et al. | Ejectors have a wide range of uses | |
| WO2009018724A1 (en) | A blower or an air inducing device | |
| CN115234525B (en) | Multi-air source steam supercharging device | |
| CN113374743B (en) | Vacuum generator | |
| JP2010007496A (en) | Ejector | |
| CN108930674A (en) | A kind of steam ejector |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of maintenance fees |
Effective date: 20201013 |