СТРУЙНЫЙ АППАРАТ Российский патент 1997 года по МПК F04F5/02 

Изобретение относится к насосостроению, в частности к струйным аппаратам, и может быть использовано в нефтяной, газовой и других отраслях промышленности для перекачки жидкостей и газов.

Известен струйный аппарат, содержащий сопло, приемный канал, камеру смешения и диффузор с криволинейным профилем и непрерывным увеличением угла конусности по длине (см. Донец К.Г. Гидроприводные струйные компрессорные установки. М. Недра, 990, с. 30-32).

Однако в известном устройстве параметрические характеристики диффузора не оказывают существенного влияния на характеристику аппарата, следствием чего является узкая область его использования.

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является струйный аппарат, содержащий сопло, приемный канал, камеру смешения и секционный диффузор, причем угол конусности отдельных секций диффузора ступенчато увеличивается по мере удаления от камеры смешения (см. Соколов Е.Я. и Зингер Н.М. Струйные аппараты. М. Энергоатомиздат, 1989, с.242).

Недостатком струйного аппарата является его ограниченная производительность (подача) при снижении давления на выходе диффузора. В этом случае зона скачка давления перемещается из камеры смешения в диффузор, повышая его коэффициент гидравлического сопротивления из-за неравномерности эпюры скоростей на его выходе. Недостатком является также отсутствие возможности регулировать режим работы диффузора, что сужает область применения струйного аппарата.

В основу настоящего изобретения положена задача создания струйного аппарата, конструктивное решение которого позволит повысить производительность на переменных режимах работы и обеспечит возможность регулирования режима работы диффузора, что, в свою очередь, позволит расширить область его применения.

Поставленная задача достигается тем, что струйный аппарат, содержащий сопло, приемный канал, камеру смешения и секционный диффузор, включающий по крайней мере две конические секции, согласно изобретению снабжен по крайней мере одним промежуточным патрубком, установленным между коническими секциями диффузора с зазором относительно одной из них с образованием кольцевого канала, сообщающегося с приемным каналом посредством линии подачи с установленным на ней клапаном. В предпочтительном варианте промежуточный патрубок имеет цилиндрическую форму и выполнен сменным переменного диаметра.

Целесообразно, чтобы промежуточный патрубок имел конфузорную или диффузорную форму с углом конусности меньшим угла конусности, секций диффузора.

На чертеже изображен предлагаемый струйный аппарат.

Струйный аппарат содержит сопло1, причем канал 2, камеру смешения и диффузор, состоящий из двух или более секций 4 и 5. Между коническими секциями 4 и 5 с зазором относительно секции установлен промежуточный патрубок 6, (например, цилиндрической формы), причем образованный кольцевой канал 7 между конической секцией 4 и патрубком 6 сообщается посредством линии подачи 8 с установленным на ней клапаном 9 с приемным каналом 2.

Струйный аппарат работает следующим образом.

В сопло 1 подается среда (жидкость, газ или смесь жидкости и газа), где формируется рабочая струя, направленная в камеру смешения 3. При этом за счет турбулентных процессов в пограничном слое струи в приемном канале понижается давление и создается поток перекачиваемой среды (жидкость, газ или смесь жидкости с газом) в направлении из приемного канала 2 в камеру смешения 3. Скорость течения смеси рабочей и перекачиваемой сред в диффузоре снижается с одновременным повышением давления. При высоком давлении на выходе диффузора длина участка перемешивания меньше длины камеры смешения 3 и скачок давления происходит в конце камеры смешения 3. Давление на выходе диффузорной секции 4 и в концевом канале 7 в этом случае выше, чем в приемном канале 2, из-за чего клапан 9 находится в закрытом состоянии.

Известно, что с понижением давления зона скачка давления смещается в диффузор (см. Каннингэм, Допкин. Длины участка разрушения струи и смешивающей горловины жидкоструйного насоса для перекачки газа. Теоретические основы инженерных расчетов. 1974, N 3, издательство Мир, с. 135).

При понижении давления на выходе диффузора длина участка перемещения превышает длину камеры смешения 3 и зона скачка давления смещается в цилиндрический патрубок 6. В этом случае давление в канале 7 снижается и перекачиваемая среда поступает как в камеру смешения 3, так и через открывшийся клапан 9, кольцевой зазор 7 в цилиндрический патрубок 6, где оба потока перекачиваемой среды и рабочая среда перемешиваются. В этом режиме давление повышается в диффузорной секции 5 и последующих секциях. За счет открывшегося клапана 9 и кольцевого зазора 7 увеличивается площадь сечения каналов, через которые к рабочей струе подводится перекачиваемая среда, что способствует повышению производительности струйного аппарата.

При количестве секций диффузора более трех возможна установка двух и более цилиндрических патрубков, аналогично связанных через клапан с приемным патрубком.

Путем подбора диаметра цилиндрического патрубка можно регулировать давление, при котором открываются клапан 8 и дополнительный канал 7 для прохода перекачиваемой среды. Соответственно этому обеспечивается настройка режима работы диффузора. Дополнительная возможность настройки диффузора заключается в подборе формы промежуточного патрубка, который может быть также конфузорным или диффузорным, но с углом конуса меньше, чем у диффузорных секций, между которыми установлен сам патрубок.

Использование: в насосостроении. Сущность изобретения: струйный аппарат снабжен по крайней мере одним промежуточным патрубком, установленным между коническими секциями диффузора с зазором относительно одной из них с образованием кольцевого канала, сообщенного с приемным каналом, а промежуточный патрубок установлен с возможностью замены. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Струйный аппарат, содержащий сопло, приемный канал, камеру смешения и секционный диффузор, включающий по крайней мере две конические секции, отличающийся тем, что аппарат снабжен по крайней мере одним промежуточным патрубком, установленным между коническими секциями диффузора с зазором относительно одной из них с образованием кольцевого канала, сообщенного с приемным каналом посредством линии подачи с установленным на ней клапаном, а промежуточный патрубок установлен с возможностью замены. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что промежуточный патрубок выполнен цилиндрической формы. 3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что промежуточный патрубок выполнен конфузорным с углом конусности меньше угла конусности секций диффузора. 4. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что промежуточный патрубок выполнен диффузорным с углом конусности меньше угла конусности секций диффузора.