СТРУЙНЫЙ НАСОС Российский патент 1995 года по МПК F04F5/24 

Изобретение относится к струйной технике, преимущественно к пароструйным насосам, предназначенным для перекачки жидкостных сред.

Известен струйный насос, содержащий корпус с патрубками подвода жидкостной среды и сброса массы, центральное паровое сопло, диффузор и камеру смешения, установленную в корпусе соосно соплу, при этом камера смешения снабжена перепускными клапанами (1).

Однако данный струйный насос имеет низкую эффективность работы особенно в период пуска, что связано с большими потерями энергии потока в камере смешения ввиду значительного размера перепускного клапана, предназначенного для свободного выпуска воздуха и воды из камеры смешения при пуске насоса.

Наиболее близким к предлагаемому является струйный насос, содержащий корпус с патрубками подвода жидкостной среды и сброса массы, камеру смешения с диффузором и паровые центральное и периферийное кольцевое сопла, установленные соосно камере смешения с образованием с последней жидкостных кольцевых сопел, причем периферийное сопло смещено в направлении входа в камеру смешения относительно центрального сопла, а камера смешения снабжена перепускными каналами с перепускными клапанами, посредством которых камера смешения сообщена с патрубком сброса массы (2).

Однако указанный выше струйный насос не обеспечивает надежной работы при наличии возмущающих воздействий как в период пуска, так и во время работы с одновременным повышением давления на выходе из насоса.

Основная задача, на разрешение которой направлено заявленное изобретение, состоит в повышении надежности работы струйного насоса в период пуска, особенно при наличии возмущающих воздействий, в частности при нестабильной подаче на вход струйного насоса пара или воды.

Поставленная техническая задача решается тем, что в известном струйном насосе, содержащем корпус с патрубками подвода жидкостной среды и сброса массы, камеру смешения с диффузором и паровые центральное и периферийное кольцевое сопла, установленные соосно камере смешения с образованием с последней жидкостных кольцевых сопел, причем периферийное сопло смещено в направлении входа в камеру смешения относительно центрального сопла, а камера смешения снабжена перепускными каналами с перепускными клапанами, посредством которых камера смешения сообщена с патрубком сброса массы, при этом отношение площади выходного сечения жидкостного сопла, концентричного центральному соплу, к площади поперечного сечения минимального проходного сечения камеры смешения меньше 3,25, но больше или равно 0,1.

Основной технический результат, достигаемый при использовании указанной выше совокупности признаков, состоит в повышении надежности работы в период пуска и расширении диапазона работы струйного аппарата за счет обеспечения нормальной работы струйного насоса, более стабильной подачи при более низком давлении подачи пара в активное сопло.

Кроме того, струйный насос может быть выполнен с отношением площади выходного сечения центрального парового сопла к площади минимального проходного сечения поперечного сечения камеры смешения меньше или равно 25, но больше 12, отношением периметра выходного сечения наружной поверхности центрального сопла к периметру поперечного сечения минимального проходного сечения камеры смешения меньше или равно 8, но больше 4,25 или меньше 3,75, но больше или равно 1,58, отношение периметра выходного сечения наружной поверхности периферийного сопла к периметру поперечного сечения минимального проходного сечения камеры смешения меньше или равно 10, но больше 4,25 или меньше 3,75, но больше или равно 1,8, отношение площади выходного сечения периферийного парового сопла к площади минимального проходного сечения поперечного сечения камеры смешения меньше 10, но больше или равно 0,3 и расстояние l между выходными сечениями центрального и периферийного сопел определяют из математического выражения
l= (0,5 - 10)d_r, где d_r - диаметр минимального проходного сечения поперечного сечения центрального парового сопла.

Такое выполнение струйного насоса позволяет повысить стабильность его работы при нестабильной подаче на вход струйного насоса пара, либо воды, а именно обеспечивает минимальное время запуска при кратковременном прекращении подачи на вход струйного насоса пара, либо воды, либо при снятии возмущения со стороны нагнетательного трубопровода, например при полном перекрытии проходного сечения на выходе из струйного насоса и последующего его открытия.

На чертеже схематически представлен описываемый струйный насос, продольный разрез.

Струйный насос содержит корпус 1 с патрубками 2,3 подвода жидкостной среды и сброса массы, камеру 4 смешения с горловиной, диффузор 5 и паровые центральное и периферийное кольцевое сопла 6,7, установленные соосно камере 4 смешения с образованием с последней жидкостных кольцевых сопел 8,9, причем периферийное кольцевое сопло 7 смещено в направлении входа в камеру 4 смешения относительно центрального сопла 6, а камера 4 смешения снабжена перепускными каналами 10 с перепускными клапанами 11, посредством которых камера 4 смешения сообщена с патрубком 3 сброса массы, в котором установлен вестовой клапан 12. Отношение площади выходного сечения жидкостного сопла 8, концентричного центральному соплу 6, к площади поперечного сечения минимального проходного сечения камеры 4 смешения меньше 3,25, но больше или равно 0,1. Отношение площади выходного сечения центрального сопла 6 к площади минимального проходного сечения поперечного сечения камеры 4 смешения меньше или равно 25, но больше 12 или меньше 10, но больше или равно 2,5. Отношение периметра выходного сечения наружной поверхности центрального сопла 6 к периметру поперечного сечения минимального проходного сечения камеры 4 смешения меньше или равно 8, но больше 4,25 или меньше 3,75, но больше или равно 1,58. Отношение периметра выходного сечения поверхности периферийного сопла 7 к периметру поперечного сечения минимального проходного сечения камеры 4 смешения меньше или равно 10, но больше 4,25 или меньше 3,75, но больше или равно 1,8. Расстояние l между выходными сечениями центрального 6 и периферийного 7 сопел определяется из математического выражения
l = (0,5 -10)d_r, где d_r - диаметр минимального проходного сечения поперечного сечения центрального парового сопла 6.

Отношение площади выходного сечения периферийного сопла 7 к площади минимального проходного сечения поперечного сечения камеры 4 смешения меньше 10, но больше или равно 0,3.

При пуске насоса в действие вода под давлением через патрубок 2 подвода пассивной среды, обтекая наружную поверхность сопел 6,7, поступает в камеру 4 смешения и через перепускные каналы 10, воздействуя на перепускные клапаны 11, которые при этом открываются, поступает в патрубок 3 сброса массы и далее сбрасывается из струйного насоса.

После подачи пара через центральное и периферийное сопла 6,7 в камеру 4 смешения начинается активная конденсация последнего с одновременным разгоном потока, а также падением величины давления по всей длине камеры 4 смешения. Вследствие этого под воздействием подпружинивающих элементов перепускные клапаны 11 возвращаются в исходное положение и, закрывшись, исключают сообщение камеры 4 смешения с патрубком 3 сброса массы. Одновременно с закрытием перепускных клапанов 11 закрывается и вестовой клапан 12 и весь поток поступает к потребителю по камере 4 смешения и диффузору 5, причем в последнем кинетическая энергия потока смеси сред частично преобразуется в потенциальную энергию давления.

Таким образом, путем выполнения струйного насоса с указанными выше соотношениями размеров достигается подача паровой и жидкостной сред в оптимальном соотношении при достаточно широком диапазоне давлений подачи сред, что позволяет достаточно быстро запускать струйный насос, в том числе и при подаче низкопотенциального пара.

Использование: для перекачки жидкостных сред. Сущность изобретения: паровые центральное и периферийное кольцевое сопла установлены соосно камере смешения с образованием с последней жидкостных кольцевых сопел, причем периферийное сопло смещено в направлении входа в камеру смешения относительно центрального сопла, а камера смешения снабжена перепускными каналами с перепускными клапанами, посредством которых камера смешения сообщена с патрубком сброса. Отношение площади выходного сечения жидкостного сопла концентрично центральному соплу к площади поперечного сечения минимального проходного сечения камеры смешения меньше 3,25, но больше или равно 0,1. 5 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. СТРУЙНЫЙ НАСОС, содержащий корпус с патрубками подвода жидкостной среды и сброса массы, камеру смешения с диффузором и паровые центральное и периферийное кольцевое сопла, установленные соосно с камерой смешения с образованием с последней жидкостных кольцевых сопл, причем периферийное сопло смещено в направлении входа в камеру смешения относительно центрального сопла, а камера смешения снабжена перепускным каналами с перепускными клапанами, посредством которых камера смешения сообщена с патрубком сброса, отличающийся тем, что отношение площади выходного сечения жидкостного сопла концентричного центральному соплу к площади поперечного сечения минимального проходного сечения камеры смешения меньше 3,25, но больше или равно 0,1. 2. Насос по п.1, отличающийся тем, что отношение площади выходного сечения центрального парового сопла к площади минимального проходного сечения поперечного сечения камеры смешения меньше или равно 25, но больше 12 или меньше 10, но больше или равно 2,5. 3. Насос по п.1, отличающийся тем, что отношение площади выходного сечения периферийного парового сопла к площади минимального проходного сечения поперечного сечения камеры смешения меньше 10, но больше или равно 0,3. 4. Насос по п.1, отличающийся тем, что отношение периметра выходного сечения наружной поверхности центрального сопла к периметру поперечного сечения минимального проходного сечения камеры смешения меньше или равно 8, но больше 4,25 или меньше 3,75, но больше или равно 1,58. 5. Насос по п.1, отличающийся тем, что отношение периметра выходного сечения наружной поверхности периферийного сопла к периметру поперечного сечения минимального проходного сечения камеры смешения меньше или равно 10, но больше 4,25 или меньше 3,75, но больше или равно 1,8. 6. Насос по п.1, отличающийся тем, что расстояние l между выходными сечениями центрального и периферийного сопл определяется из выражения
l = (0,5 - 10)d_г,
где d_г -диаметр поперечного сечения минимального проходного сечения центрального парового сопла.