СТРУЙНО-ВИХРЕВОЙ АППАРАТ Российский патент 1999 года по МПК F04F5/02 

Изобретение относится к струйным аппаратам и может быть использовано в качестве насоса для всасывания и перекачивания различных жидких и газообразных сред, а также твердых материалов в гидро- и пневмосмесях с помощью жидких и газообразных напорных рабочих сред.

Известен вентиляционный трубопровод, конец которого выполнен в виде струйного аппарата двухтрубной конструкции с концентрической насадкой и винтовым каналом в межтрубном пространстве для закручивания рабочего потока сжатого воздуха, делающего встречный вентиляционный воздушный поток, засасываемый вентилятором в трубопровод, более компактным и увеличивающего дальность его всасывания (Авт. свид. СССР N 505815. кл. E 21 F 1/04, БИ N 9, 1976).

Это изобретение принято за прототип.

Недостатком этого изобретения при работе в качестве струйного аппарата-насоса является низкая эффективность вследствие невысокой эжектирующей и инжектирующей способности при взаимодействии закрученного концентрического рабочего потока лишь с поверхностными слоями охватываемого им безнапорного потока эжектируемой среды.

Известен также эжектор с установленным на корпусе по винтовой линии трубчатым коллектором с эжектирующими соплами, которые введены внутрь корпуса эжектора и направлены тангенциально (Авт. свид. СССР N 427148 кл. E 21 F 5/10, F 04 F 5/00. 1975).

Недостатки такого эжектора - ограниченность зон взаимодействия потоков при дискретном расположении эжектирущих сопел, снижающая эффективность работы, а введение этих сопел внутрь потока увеличивает гидравлические сопротивления и их износ и снижает КПД эжектора, особенно при перемещении смесей с твердыми частицами.

Целью изобретения является повышение эффективности, надежности и КПД струйного аппарата.

Эта цель достигается тем, что в струйном аппарате двухтрубной конструкции с винтовым каналом в межтрубном пространстве, конфузором и кольцевым соплом между ним и торцом внутренней эжектирущей трубы внутренняя поверхность конфузора снабжена установленными под углом к его оси направляющими лопатками, а эжектирущая труба выполнена со сквозными, наклонными к ее оси по направлению движения потока щелевидными эжектирукщими каналами, которые расположены последовательно друг за другом поперек движения потока рабочей среды в винтовом канале и направляющих лопатках заподлицо с внутренней поверхностью трубы тангенциально к ее сечению и снабжены козырьками - заборниками напорного потока рабочей среды.

Такое техническое решение дает возможность дополнительно закручивать вырывающуюся из кольцевого сопла вихревую коническую струю напорного потока рабочей среды, повышая его эжектирующую способность, подавать внутрь эжектирущей трубы перекрывающиеся дугообразные струи напорного потока рабочей среды, синхронно закручивать и обеспечивать подпор потока эжектируемой среды при взаимодействии с закрученной вихревой конической струей напорного потока рабочей среды, повышая инжектирующую способность, надежность и КПД струйно-вихревого аппарата.

На фиг. 1 и фиг. 2 показана схема предлагаемого струйно-вихревого аппарата.

Он содержит внешнюю напорную трубу 1 с тангенциально подключенным патрубком 3 для подачи напорного потока рабочей среды в начале и конфузором 4 в конце, расположенную в ней концентрически с зазором внутреннюю эжектирующую трубу 2, торец которой образует с конфузором кольцевое сопло 7 и примыкающую к вершине конфузора цилиндрическую смесительную камеру 5 с диффузором 6.

В межтрубном пространстве размещен винтовой канал 8 для предварительного закручивания напорного потока рабочей среды, а на внутренней поверхности конфузора 4 под углом к его оси установлены направляющие лопатки 9 для дополнительного закручивания вырывающейся из кольцевого сопла 7 вихревой конической струи напорного потока рабочей среды.

Эжектирующая труба 2 выполнена со сквозными наклонными к ее оси по направлению движения потока щелевидными эжектирующими каналами 10, которые расположены последовательно друг за другом поперек движения потока рабочей среды в винтовом канале 8 и направляющих лопатках 9 заподлицо с внутренней поверхностью трубы тангенциально к ее сечению и снабжены козырьками - заборниками 11 напорного потока рабочей среды для подачи его перекрывающихся дугообразных струй внутрь трубы, синхронного закручивания и обеспечения подпора потока эжектируемой среды.

Струйно-вихревой аппарат работает следующим образом. Эжектируемая перекачиваемая среда поступает во внутреннюю эжектирующую трубу 2, а напорный поток рабочей среды по тангенциально подключенному патрубку 3 подается в наружную напорную трубу 1. Подготовленный к закручиванию таким образом напорный поток по касательной к ее сечению входит в винтовой канал 8 в межтрубном пространстве, предварительно закручивается и попадает на установленные на внутренней поверхности конфузора 4 направляющие лопатки 9, где дополнительно закручивается и выбрасывается через кольцевое сопло 7 в цилиндрическую смесительную камеру 5 в виде интенсивно вращающейся вихревой конусной воронки с высокой эжектирующей способностью.

Часть закрученного напорного потока рабочей среды захватывается козырьками - заборниками 11 и нагнетается через щелевидные эжектирующие каналы 10 в эжектирующую трубу 2 в виде перекрывающихся дугообразных струй, по всему периметру охватывающих поток эжектируемой среды, синхронно его закручивая и сообщая ему подпор.

В цилиндрической смесительной камере 5 вращающаяся перекачиваемая среда с подпором поступает в зону всасывания вращающейся в том же направлении вихревой конической струи напорного потока рабочей среды, остаточный скоростной напор которого в результате безударного взаимодействия полностью передается перекачиваемой среде и в диффузоре 6 преобразуется в статический напор.

Все это обеспечивает высокоэффективную надежную работу струйно-вихревого аппарата с максимально возможными инжектирующей способностью и КПД.

Аппарат предназначен для всасывания и перекачивания различных жидких и газообразных сред. Внутренняя поверхность конфузора снабжена установленными под углом к его оси направляющими лопатками. Эжектирующая труба выполнена со сквозными, наклонными к ее оси по направлению движения потока щелевидными эжектирующими каналами, которые расположены последовательно друг за другом поперек движения потока рабочей среды в винтовом канале и направляющих лопатках заподлицо с внутренней поверхностью трубы тангенциально к ее сечению и снабжены козырьками-заборниками напорного потока рабочей среды. В результате повышается надежность и КПД струйного аппарата. 2 ил.

Струйно-вихревой аппарат двухтрубной конструкции, содержащий внешнюю напорную трубу с тангенциально подключенным патрубком для подачи напорного потока рабочей среды в начале и конфузором в конце, расположенную в ней концентрически с зазором внутреннюю эжектирующую трубу, торец которой образует с конфузором кольцевое сопло, размещенный в межтрубном пространстве винтовой канал для предварительного закручивания напорного потока рабочей среды и примыкающую к вершине конфузора цилиндрическую смесительную камеру с диффузором, отличающийся тем, что внутренняя поверхность конфузора снабжена установленными под углом к его оси направляющими лопатками с возможностью дополнительного закручивания вырывающейся из кольцевого сопла вихревой конической струи напорного потока рабочей среды и повышения его эжектирующей способности, а эжектирующая труба выполнена со сквозными, наклонными к ее оси по направлению движения потока щелевидными эжектирующими каналами, которые расположены последовательно друг за другом поперек движения потока рабочей среды в винтовом канале и направляющих лопатках заподлицо с внутренней поверхностью трубы тангенциально к ее сечению и снабжены козырьками-заборниками напорного потока рабочей среды с возможностью подачи его перекрывающихся дугообразных струй внутрь трубы, синхронного закручивания и обеспечения подпора потока эжектируемой среды и повышения инжектирующей способности аппарата.