ИНЖЕКТОР Российский патент 1997 года по МПК F04F5/24 

Известный инжектор Зеллерса [1] принадлежит к приборам, в которых приток питательной воды регулируется автоматически. В корпусе инжектора установлены активное паровое сопло, конденсационное сопло, включающее подвижную и неподвижную части и неподвижное напорное сопло. Активное паровое сопло введено в подвижную часть конденсационного сопла, которая, представляя вначале довольно крутой корпус, переходит затем в цилиндрическую трубку.

При этом края конуса у его основания завернуты глубоко наружу, образуя отворот. В случае попадания излишнего количества воды в конденсационное сопло, образующаяся в нем смесь вытекает через специальные отверстия в вестовую полость, и наполняет ее. По мере наполнения водой вестовой полости давление на внутреннюю сторону отворота подвижной части конденсационного сопла придвигает последнюю к активному паровому соплу до тех пор пока кольцевой зазор между обоими соплами не будет соответствовать необходимому для соответствующего количества притекающей питательной воды.

В результате истечение воды через вестовую трубку прекращается. Инжектор через неподвижное напорное сопло подает воду в котел. Однако, отсутствие фиксатора верхнего крайнего положения конденсационного сопла, т.е. неподвижной части, приводит к периодическому срыву работы инжектора.

Также существенными недостатками конструкции данного инжектора является во-первых, отсутствие полного смыкания элементов конденсационного сопла при работе прибора, что влечет за собой увеличение гидродинамических потерь в конденсационном сопле.

Во-вторых, невозможность активного сброса массы во время запуска инжектора из-за наличия цилиндрических элементов в зоне размыкания конденсационного сопла, что влечет за собой необходимость использования шпинделя подвода пускового пара, снабженного громоздким механизмом ввода - вывода шпинделя. При этом шпиндель во время работы инжектора отсутствует.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является инжектор [2] который содержит корпус с патрубками подвода активной и пассивной сред, патрубок сброса массы и напорный патрубок. В корпусе установлены активное паровое сопло, конденсационное сопло, включающее неподвижную и подвижную части, и подвижное напорное сопло.

Причем в рабочем режиме работа инжектора проходит с плотно сомкнутыми напорным и конденсационным соплами, что позволяет увеличить мощность данного инжектора по сравнению с инжектором, в конструкции которого не предусмотрены подвижные элементы проточной части инжектора.

Удержание в сомкнутом состоянии элементов проточной части давлением, развиваемым инжектором на выходе из напорного сопла позволяет работать инжектору без срыва даже в случае существенного повышения давления в конденсационном сопле, т.е. при подаче воды более высокой температуры, что увеличивает возможный диапазон температур подаваемой воды.

Использование подвижной проточной части позволяет осуществлять работу инжектора при более низких коэффициентах инжекции, что дает возможность развивать более высокий напор по сравнению с инжекторами с неподвижной проточной частью.

Однако, конструкция описываемого инжектора обладает следующими существенными недостатками, значительно снижающими эффективность работы инжектора.

Во-первых, благодаря наличию необходимых технологических зазоров между поверхностями скольжения выходной проточной части корпуса инжектора и подвижным напорным соплом происходит постоянный сброс воды через патрубок сброса массы, что ведет к серьезному ухудшению расходно-напорных характеристик известного инжектора.

Во-вторых, срез активного парового сопла установлен в полости неподвижной части конденсационного сопла, т.е. зазор для прохода воды между внешней поверхностью активного парового сопла и внутренней поверхностью неподвижной части конденсационного сопла остается неизменным. В этом случае нельзя обеспечить минимально возможный коэффициент инжекции и как следствие максимально возможный напор инжектора.

В настоящее время активной задачей является создание мощного инжектора с возможно простой конструкцией.

При осуществлении заявляемого изобретения получен следующий технический результат повышение эффективности работы инжектора. При это расширяется диапазон работы предлагаемого инжектора за счет возможности его действия в режиме подачи острого пара.

Достижение результата становится возможным вследствие того, что инжектор содержит корпус с патрубками подвода активной и пассивной сред, патрубок сброса массы, напорный патрубок. В корпусе инжектора установлены: основное активное паровое сопло, конденсационное сопло, состоящее из неподвижного входного и первого подвижного конфузорного элементов и подвижное напорное сопло.

Причем срез основного активного парового сопла установлен в полости подвижного конфузорного элемента конденсационного сопла, содержащего дополнительно (n-1) подвижных конфузорных элементов, где n>1, причем один из подвижных элементов инжектора снабжен коническим вестовым клапаном.

Отличительными от наиболее близкого аналога являются следующие признаки:
выходное сечение основного активного парового сопла установлено в полости подвижного конфузорного элемента конденсационного сопла;
конденсационное сопло содержит дополнительно (n-1) подвижных конфузорных элементов, где n>1;
один из подвижных элементов инжектора снабжен коническим вестовым клапаном.

В заявляемой конструкции инжектора корпус с патрубками подвода активной и пассивной сред, патрубком сброса массы, напорным патрубком обеспечивают соответственно подачу активной и пассивной сред, сброс массы и вывод жидкости из инжектора.

Основное активное паровое сопло обеспечивает подачу активной среды, например, пара в инжектор.

Конденсационное сопло, состоящее из неподвижной входной части и II неподвижных конфузорных элементов, является проточной частью инжектора.

Выходное сечение основного активного парового сопла установлено в полости первого подвижного конфузорного элемента, которое при движении изменяет водяной зазор, что обеспечивает осуществление эффекта Rue. Подвижное напорное сопло обеспечивает подачу воды из проточной части инжектора в котел.

Конический вестовой клапан, установленный на одном из подвижных элементов инжектора, обеспечивает разобщение внутренней полости вестовой камеры с патрубком сброса массы.

Таким образом, совокупность существенных признаков, заявляемого инжектора обеспечивает достижение технического результата за счет устранения недостатков известного инжектора, а именно, повышение эффективности работы инжектора при упрощении конструкции и расширении диапазона работы заявляемого инжектора.

На чертеже представлен общий вид конструкции заявляемого инжектора.

Инжектор, согласно чертежу, содержит корпус 1 с патрубками 2 и 3 подвода активной и пассивной сред, патрубок 4 сброса массы, напорный патрубок 5.

В корпусе 1 размещены неподвижно и соосно подсасывающее активное паровое сопло 6 и основное активное паровое сопло 7 с установленным на нем клапаном 8 подачи в него пара и корпус 9 скольжения.

Корпус 9 скольжения содержит конденсационное сопло, состоящее из неподвижного входного элемента 10 и подвижных конфузорных элементов 11 и 12 с возможностью осевого перемещения. На выходе конденсационного сопла и соосно с ним установлено подвижное напорное сопло 13, также с возможностью осевого перемещения. На наружной поверхности напорного сопла 13 выполнена дополнительная конусная поверхность 14, выполняющая функцию тарелки вестового клапана, которая вместе с ответной поверхностью и вестовыми отверстиями 15 корпуса 9 скольжения образуют вестовой клапан. Установленные в корпусе 9 скольжения элементы 10, 11, 12 конденсационного сопла и напорное сопло 13 стыкуются по поверхностям 16, 17 и 18 соответственно. Кроме того, корпус 9 скольжения содержит упоры 19, 20, 21, ограничивающие вертикальное осевое перемещение вниз подвижных элементов корпуса 9 скольжения.

Между внутренней поверхностью корпуса 1 и внешней поверхностью корпуса 9 скольжения расположена вестовая камера 22.

Устройство, согласно чертежу, работает следующим образом.

Через патрубок 2 подвода активной среды корпуса 1 подается пар: проходит подсасывающее активное сопло 6, основное активное паровое сопло 7, переходит через неподвижный входной элемент 10 конденсационного сопла и выталкивает вертикально вниз по оси перемещения подвижные элементы 11 и 12 конденсационного сопла, а также подвижное напорное сопло 13. Таким образом, струя воды через патрубок 3 подвода воды попадает в конденсационное сопло, не встречая значительного сопротивления. Расход воды определяется зазором, образующимся между наружным диаметром выходного сечения основного активного парового сопла 7 и внутренним диаметром первого подвижного конфузорного элемента 11 конденсационного сопла. Причем, в момент запуска этот зазор будет иметь большую площадь, а во время рабочего режима меньшую площадь, что позволяет осуществить уменьшение коэффициента инжекции. В данном случае подсасывающее активное сопло 6 выполняет роль присасывания воды для придания начального импульса движения воды, а в рабочем режиме выполняет функцию дополнительного разгона массы воды.

Пар передавая кинетическую энергию воде конденсируется в ней.

Экспериментально установлено, что конденсация заканчивается до горловины напорного сопла 13. Таким образом, смесь горячего конденсата и холодной воды (горячая вода) поступает в диффузор напорного сопла 13, где кинетическая энергия потока переходит в потенциальную энергию давления. Выйдя из диффузора и создавая избыточное давление в напорном патрубке 5, смесь заставляет прийти в движение подвижное напорное сопло 13 и подвижные конфузорные элементы 11 и 12 конденсационного сопла из-за образования вакуума в проточной части конденсационного сопла при запуске инжектора. Алгебраическая сумма плоскостей, на которые осуществляется воздействие избыточного давления горячей воды такова, что при возникновении избыточного давления за напорным соплом 13 все подвижные элементы проточной части смогут двигаться только вверх до своего крайнего положения, определяемого полным перекрытием отверстий 15 сброса массы конусной поверхностью 14, вестового клапана.

Таким образом, осуществляется полная изоляция вестовой камеры 22, имеющей связь с атмосферой от напорного патрубка 5, и проточной части инжектора, что позволяет избежать потерь смеси.

Рабочий режим инжектора установлен.

Использование: в области струйной техники. Сущность: выходное сечение основного активного парового сопла установлено в полости подвижного конфузорного элемента конденсационного сопла, содержащего дополнительно (n-1) подвижных конфузорных элементов, где n>1, причем один из подвижных элементов инжектора снабжен коническим вестовым клапаном. 1 ил.

Инжектор, содержащий корпус с патрубками подвода активной и пассивной сред, патрубком сброса массы, напорным патрубком, установленные в корпусе основное активное паровое сопло, конденсационное сопло, состоящее из неподвижного входного и подвижного конфузорного элементов, подвижное напорное сопло, отличающийся тем, что выходное сечение основного активного парового сопла установлено в полости подвижного конфузорного элемента конденсационного сопла, содержащего дополнительно (n 1) подвижных конфузорных элементов, где n > 1, причем один из подвижных элементов инжектора снабжен коническим вестовым клапаном.