ЖИДКОСТНО-ГАЗОВЫЙ СТРУЙНЫЙ АППАРАТ Российский патент 1999 года по МПК F04F5/04 

Изобретение относится к области струйной техники, преимущественно к струйным аппаратам для создания вакуума в замкнутых объемах, например в вакуумных ректификационных колоннах.

Известен жидкостно-газовый эжектор, содержащий активное сопло, камеру смешения, диффузор и приемную камеру (см., Соколов Е.Я., Зингер Н.М., Струйные аппараты, Москва, Энергия, 1970, с.200, рис.7-2).

Данный жидкостно-газовый эжектор может быть использован для создания вакуума, однако он имеет сравнительно невысокий КПД, что сужает область его использования.

Наиболее близким к описываемому по технической сущности и достигаемому результату является жидкостно-газовый струйный аппарат, содержащий активное сопло, приемную камеру, камеру смешения и диффузор, при этом активное сопло со стороны входа в него снабжено распределительной камерой с выполненными на ее боковой стенке отверстиями (см., Соколов Е.Я., Зингер Н.М., Струйные аппараты, Москва, Энергия, 1970, с.228, рис.7-35).

В данном струйном аппарате на входе в сопло выполнена распределительная камера с отверстиями в боковой стенке, что позволяет более равномерно распределять активную жидкую среду на входе в сопло. Однако данный струйный аппарат также имеет сравнительно невысокий КПД, что связано с большими потерями энергии на входе в сопло и, как следствие, снижением производительности струйного аппарата.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение КПД жидкостно-газового струйного аппарата за счет более эффективного подвода активной жидкой среды в сопло струйного аппарата.

Указанная задача решается за счет того, что у жидкостно-газового струйного аппарата, содержащего камеру смешения, приемную камеру и активное сопло, снабженное со стороны входа в него распределительной камерой с выполненными в ее боковой стенке отверстиями, при этом отверстия распределительной камеры выполнены щелевидными, при этом длина L этих отверстий равна A • d, ширина δ этих отверстий равна а внутренний диаметр D распределительной камеры равен где A - расчетный коэффициент, равный 2 - 18, B - расчетный коэффициент, равный 0,2 - 11, C - расчетный коэффициент, равный 0,5 - 6,0, d - диаметр наименьшего проходного сечения сопла.

В ходе проведенного исследования было установлено, что на работу жидкостно-газового струйного аппарата большое влияние оказывает система подвода активной жидкой среды в сопло струйного аппарата. При этом было установлено, что влияние оказывает не только форма и размеры распределительной камеры, но и форма и размеры отверстий, через которые подводится в сопло через распределительную камеру активная жидкая среда. Наиболее целесообразно выполнять отверстия для подвода активной жидкой среды в сопло в виде щелевидных отверстий, выполненных в боковой стенке распределительной камеры. Было также установлено, что размеры отверстий и размеры распределительной камеры находятся в определенной зависимости от величины диаметра наименьшего проходного сечения сопла. В результате были установлены следующие зависимости, а именно длина L каждого из щелевидных отверстий равна A • d, ширина δ каждого из щелевидных отверстий равна a внутренний диаметр D распределительной камеры равен при этом A - расчетный коэффициент, равный 2 - 18, B - расчетный коэффициент, равный 0,2 - 11, C - расчетный коэффициент, равный 0,5 - 6,0, d - диаметр наименьшего проходного сечения сопла. Выполнение распределительной камеры с щелевидными отверстиями в ее боковой стенке позволяет за счет интенсивного перемешивания потоков активной жидкой среды в распределительной камере более интенсивно распылять жидкую среду при истечении из сопла и, как следствие, повысить производительность жидкостно-газового струйного аппарата.

На чертеже представлен продольный разрез жидкостно-газового струйного аппарата.

Жидкостно-газовый струйный аппарат содержит активное сопло 1, приемную камеру 2, камеру смешения 3 и диффузор 4, при этом активное сопло 1 со стороны входа в него снабжено распределительной камерой 5 с выполненными в ее боковой стенке отверстиями 6, причем отверстия выполнены щелевидными. Длина L каждого щелевидного отверстия 6 равна A • d, ширина δ каждого щелевидного отверстия 6 равна а внутренний диаметр D распределительной камеры 5 равен где A - расчетный коэффициент, равный 2 - 18, B - расчетный коэффициент, равный 0,2 - 11, C - расчетный коэффициент, равный 0,5 - 6,0, d - диаметр наименьшего проходного сечения сопла 1.

Жидкостно-газовый струйный аппарат работает следующим образом.

Активная жидкая среда под напором через щелевидные отверстия 6 поступает в распределительную камеру 5, где, за счет соударения струй жидкой среды, активная жидкая среда интенсивно перемешивается. Из распределительной камеры 6 жидкая среда поступает в сопло 1, где она разгоняется до расчетной скорости. Скоростной жидкостной поток, истекая из сопла 1, увлекает из приемной камеры 2 в камеру смешения 3 откачиваемую газообразную или парогазовую среду. В камере смешения 3 происходит интенсивный обмен энергией между смешиваемыми средами с передачей части кинетической энергии активной среды откачиваемой среде. В результате в камере смешения 3 образуется газожидкостной поток, причем в ряде случаев возможна конденсация в активной жидкой среде конденсируемых составляющих откачиваемой газообразной или парогазовой среды. Из камеры смешения 3 газожидкостная смесь может поступать в диффузор 4, где кинетическая энергия газожидкостного потока частично преобразуется в потенциальную энергию давления с одновременным сжатием в потоке газообразной составляющей газожидкостного потока.

Данный жидкостно-газовый струйный аппарат может быть использован для откачки разнообразных газовых сред и для создания вакуума в откачиваемом объеме, например для откачки парогазовых сред из вакуумной ректификационной колонны.

Аппарат предназначен для создания вакуума в замкнутых объемах. Аппарат содержит камеру смешения, приемную камеру и активное сопло, снабженное со стороны входа в него распределительной камерой с выполненными в ее боковой стенке отверстиями. Отверстия выполнены щелевидными. Длина отверстий L равна A•d. Ширина δ отверстий равна Внутренний диаметр D распределительной камеры равен А - расчетный коэффициент, равный 2 - 18, В - расчетный коэффициент, равный 0,2 - 11, С - расчетный коэффициент, равный 0,5 - 6,0, d - диаметр наименьшего проходного сечения сопла. В результате повышается КПД жидкостно-газового струйного аппарата. 1 ил.

Жидкостно-газовый струйный аппарат, содержащий камеру смешения, приемную камеру и активное сопло, снабженное со стороны входа в него распределительной камерой с выполненными в ее боковой стенке отверстиями, отличающийся тем, что отверстия выполнены щелевидными, причем длина L отверстий равна A • d, ширина δ отверстий равна а внутренний диаметр D распределительной камеры равен где A - расчетный коэффициент, равный 2 - 18, B - расчетный коэффициент, равный 0,2 - 11, C - расчетный коэффициент, равный 0,5 - 6,0, d - диаметр наименьшего проходного сечения сопла.