СТРУЙНЫЙ АППАРАТ Российский патент 2000 года по МПК F04F5/02 

Изобретение относится к области струйной техники, преимущественно к струйным аппаратам (элеваторам) систем теплоснабжения и регулирования температуры горячей воды в системе водяного отопления.

Известен водоструйный элеватор, содержащий активное сопло, камеру смешения, напорный трубопровод, патрубок подвода пассивной среды и фланцы с отверстиями (А.С. СССР 729385, М.кл. F 04 F 5/02, 1978 г.).

Однако в данном элеваторе не предусмотрено регулирование режима работы, что сужает его область применения, так как не позволяет регулировать тепловой режим в отапливаемых помещениях.

Известен другой элеватор для систем водяного отопления, содержащий корпус, активное сопло, камеру всасывания и диффузор, а в сопле элеватора смонтирован винт с расположенными по его высоте отверстиями разного диаметра, причем отверстия расположены симметрично (А.С. СССР 208238, М.кл. F 04 F 5/24 1966 г.).

Известна конструкция элеватора, содержащая активное коническое сопло, установленную в нем, с возможностью осевого перемещения, регулирующую коническую иглу, с углом конусности меньшим угла конусности сопла, камеру смешения и диффузор (А.С. СССР 249668, М.кл. F 04 F 5/14, 1967 г.).

Данный элеватор имеет сравнительно низкий коэффициент эжекции, особенно при небольшом диаметре сопла, вследствие увеличения гидравлического сопротивления в нем.

Прототипом предлагаемого изобретения выбран струйный аппарат, содержащий корпус с камерой смешения и диффузором, размещенное в корпусе активное сопло и установленную в нем, с возможностью осевого перемещения иглу снабженную толкателем, соединенным со штоком, при этом корпус снабжен патрубком, расположенным под острым углом к его оси по ходу потока и шток размещен в патрубке (А.С. СССР 989161, М.кл. F 04 F 5/02, 1983 г.).

Недостатки прототипа:
1. Эксплуатационная ненадежность находящегося в потоке активной среды узла соединения толкателя со штоком и пружиной ввиду того, что мелкие твердые частицы из потока и растворенные в активной среде карбонаты залипают на деталях узла или его элементы "прикипают" друг к другу.

2. Большое гидравлическое сопротивление проходящей через узкий кольцевой зазор, между отверстием сопла и иглой, активной среды, особенно при малых ее расходах, и как следствие этого, низкий коэффициент эжекции.

3. Невозможность установки регулятора расхода активной среды с толкателем в эксплуатируемые водоструйные элеваторы.

Задачи изобретения:
1. Защитить от "прикипания" и залипания кинематическую часть регулятора, находящегося в потоке жидкой среды, путем размещения ее в специальном кожухе, расположенном внутри сопла, и тем самым, повысить надежность работы аппарата.

2. Расширить диапазон регулирования смешанной среды, при малых расходах активной среды, путем закручивания активной струей, выходящей из сопла, пассивную среду, поступающую из патрубка подвода пассивной среды.

3. Установить (встроить) в эксплуатируемый водоструйный элеватор активное сопло с регулятором расхода активной среды.

Сущность изобретения заключается в том, что предложен струйный аппарат, содержащий корпус с камерой смешения, патрубком подвода пассивной среды с диффузором, установленные в корпусе активное сопло и регулятор расхода активной среды, выполненный в виде дроссельной иглы, установленной с возможностью осевого перемещения в сопле и снабженной механизмом ее перемещения, при этом кинематическая часть механизма перемещения дроссельной иглы, представляющая собой червячную или зубчатую пару, размещена в установленном внутри активного сопла кожухе, обеспечивающим совмещение продольных осей иглы и сопла, и возможность возвратно- поступательного движения дроссельной иглы. Кожух выполнен, по меньшей мере, с тремя центрирующими его в сопле ребрами. На внутреннем конусном участке сопла, со стороны смесительной камеры, имеется по меньшей мере три спиральных канавки.

В предпочтительном варианте канавки сопла выполнены изменяющимися по конфигурации, при этом площадь сечения канавок уменьшается в направлении камеры смешения. На поверхности дроссельной иглы так же расположены спиральные канавки, причем углы закручивания канавок, расположенных на сопле и игле равны, а направления их закручивания совпадают.

Расположение кинематической части механизма перемещения в закрытом кожухе, установленном внутри активного сопла, обеспечивают высокую эксплуатационную надежность работы струйного аппарата.

Наличие спиральных канавок на сопле и игле создает турбулентность движению активной струи, выходящей из сопла.

На фиг. 1 представлен продольный разрез струйного аппарата - водоструйного элеватора, с встроенным в него активным соплом и регулятором расхода активной среды.

На фиг. 2, 3 - проекции активного сопла и регулятора с его деталировкой.

На фиг.4 поперечный разрез активного сопла и дроссельной иглы.

Струйный аппарат - элеватор (фиг.1) содержит корпус с патрубком подвода активной среды 1, камеру смешения 2, патрубок подвода пассивной среды 3, диффузор 4, активное сопло 5 (фиг. 2 и 3) с установленным в нем регулятором расхода активной среды, состоящим из кожуха 6 с тремя центрирующими его в сопле ребрами 7, и кинематического узла, состоящего из валика с зубцами 8, зубчатой рейки 9 и с установленной на ее конце, обращенном в сторону смесительной камеры 2, дроссельной иглы 10.

На внутренней конусной части активного сопла 5 имеются (фиг.4) изменяющиеся по конфигурации спиральные канавки 11, такие же канавки 12 имеются на дроссельной игле. Канавки 11 и 12 имеют одинаковые и направленные в одну сторону углы закручивания, а площадь их сечения уменьшается в сторону выходного отверстия сопла.

Струйный аппарат - водоструйный элеватор работает следующим образом: вода (активная) поступает в корпус 1 с установленным в нем активным соплом 5 и истекая из него, увлекает в камеру смешения 2 из патрубка 3 пассивную воду. Из камеры смешения смесь поступает в диффузор 4 и далее в систему отопления.

При необходимости изменения температуры воды в системе отопления ручным приводом регулятора 13 изменяют по шкале диска 14 положение дроссельной иглы 10 в створе выходного отверстия сопла, чем изменяют ее эффективную площадь, а следовательно, и количество активной воды, входящей в камеру смешения. Это приводит к изменению температуры и количества смешанной воды перекачиваемой струйным аппаратом в систему отопления.

Конструкция струйного аппарата обеспечивает высокую устойчивость его работы за счет выхода из сопла закрученной активной струи. Активная вода из сопла входит в смесительную камеру закрученной, за счет канавок в сопле и дроссельной игле, обеспечивая за счет этого надежность работы системы теплоснабжения при малом (менее 25%) количестве активной воды, поступающей в смесительную камеру.

Таким образом, путем установки струйного аппарата - водоструйного элеватора с регулируемой площадью выходного отверстия сопла, в тепловом пункте системы центрального теплоснабжения, достигается возможность регулирования температуры в помещениях, в зависимости от температуры наружного воздуха, наличия в помещениях людей и др. производственных или хозяйственных причин.

Конструкция эксплуатируемых водоструйных элеваторов не позволяет во время отопительного сезона изменять температуру воды в системе отопления, а от 40% до 70% времени отопительного сезона в зданиях (детских садов, учебных заведений, учреждений культуры, общественных организациях, предприятий, фабрик и заводов) нет людей, а система отопления работает так же, как и при наличии людей.

Кроме того, ежегодно осенью и весной жилые и нежилые здания работают с перетопом не менее 30 суток. Все эти факторы приводят в итоге к излишнему (от 15 до 50%) расходу тепловой энергии за отопительный сезон.

Предлагаемый струйный аппарат с регулируемым активным соплом позволяет сэкономить эту излишне расходуемую тепловую энергию.

Изобретение относится к области струйной техники. Струйный аппарат содержит корпус с камерой смешения и диффузором и установленные в корпусе активное сопло и регулятор расхода активной среды в виде дроссельной иглы. Механизм перемещения дроссельной иглы представляет собой червячную или зубчатую пару, размещенную в установленном внутри активного сопла кожухе, обеспечивающем совмещение продольных осей иглы и сопла. Активное сопло выполнено с внутренним конусным участком со стороны камеры смешения и на внутреннем конусном участке активного сопла выполнены, по меньшей мере, три спиральных канавки. Канавки в активном сопле выполнены с уменьшающейся в направлении камеры смешения площадью сечения, на дроссельной игле выполнены спиральные канавки, а углы закручивания канавок, выполненных на активном сопле и дроссельной игле, равны и направление их закручивания совпадает. В результате достигается повышение надежности работы и расширение диапазона регулирования. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Струйный аппарат, содержащий корпус с камерой смешения, патрубком подвода активной среды и диффузором. установленные в корпусе активное сопло и регулятор расхода активной среды, выполненный в виде дроссельной иглы, установленной с возможностью осевого перемещения в активном сопле и снабженной механизмом перемещения, отличающийся тем, что механизм перемещения дроссельной иглы представляет собой червячную или зубчатую пару, размещенную в установленном внутри активного сопла кожухе, обеспечивающем совмещение продольных осей иглы и сопла и возможность возвратно-поступательного перемещения, активное сопло выполнено с внутренним конусным участком со стороны камеры смешения и на внутреннем конусном участке активного сопла выполнены, по меньшей мере, три спиральных канавки, при этом канавки в активном сопле выполнены с уменьшающейся в направлении камеры смешения площадью сечения, на дроссельной игле выполнены спиральные канавки, а углы закручивания канавок, выполненных на активном сопле и дроссельной игле, равны и направление их закручивания совпадает. 2. Струйный аппарат по п.1, отличающийся тем, что кожух выполнен, по меньшей мере, с тремя центрующими его в активном сопле ребрами.