ВИХРЕВОЙ ЭЖЕКТОР Российский патент 2001 года по МПК F04F5/42 

Изобретение относится к струйной технике, преимущественно к эжекторам для откачки различных сред, и может быть использовано для перекачки жидкостей в системах водоснабжения городов и промышленных предприятий.

Известен эжектор (см. а.с. N 1622646, МКИ F 04 F 5/42, Бюл. N 3, 1991), содержащий улиткообразную вихревую камеру с тангенциальным патрубком подвода активной среды и осевыми всасывающим и нагнетательным патрубками, установленными соосно друг другу с образованием радиального зазора, при этом выходной участок всасывающего патрубка расположен в зоне входного участка нагнетательного патрубка, для предотвращения попадания перекачиваемого материала в вихревую камеру входной и выходной участки всасывающего патрубка установлены с образованием осевого зазора между их крайними кромками, величина радиального зазора между выходным участком всасывающего патрубка и нагнетательным патрубком равна величине зазора между крайними кромками входного и выходного участка всасывающего патрубка, а контур вихревой камеры выполнен в виде спирали Архимеда, минимальный радиус которой равен внутреннему радиусу нагнетательного патрубка, площадь поперечного сечения выходного участка всасывающего патрубка больше площади поперечного сечения его входного участка.

Недостатком данного вихревого эжектора является незначительная величина подсоса пассивной среды, которую не может увеличивать рабочий орган, выполненный в виде спирали Архимеда.

Известен вихревой эжектор (см. а.с. N 1694996, МКИ F 04 F 5/24, Бюл. N 44, 1991), содержащий вихревую камеру с тангенциальным патрубком подвода активной среды, плоскими торцовыми стенками и направляющей стенкой, образующей спиралевидный канал с переменным радиусом для подвода и закрутки рабочей среды, камеру смешения и подвода пассивной среды, установленные соосно с вихревой камерой, спиралевидный канал, выполненный в виде концентрических кольцевых каналов, сопряженных между собой при помощи суживающихся каналов, торцевая стенка вихревой камеры выполнена вогнутой, спиралевидный канал выполнен в виде логарифмической спирали.

Недостатком данного вихревого эжектора является неполное использование действия центробежных сил для увеличения подсоса пассивной среды, возникающих при закрутке активной среды.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы вихревого эжектора путем установки на внутренней поверхности вихревой камеры криволинейных винтообразных направляющих по ходу движения активной среды, внутренних криволинейных винтообразных канавок в камере смешения, биметаллической вставки в патрубке подвода пассивной среды, устройством последнего витка спиралевидного канала перед камерой смешения в форме в виде кривой "локона" Аньези.

Технический результат достигается тем, что в вихревом эжекторе, содержащем вихревую камеру с тангенциальным патрубком подвода активной среды, плоскими торцевыми стенками и направляющей стенкой, образующей спиралевидный канала с переменным радиусом для подвода и закрутки рабочей среды, камеру смешения и патрубок подвода пассивной среды, установленные соосно с вихревой камерой, спиралевидный канал, выполненный в виде концентрических кольцевых каналов, сопряженных между собой при помощи суживающихся каналов, торцевая стенка вихревой камеры выполнена вогнутой, спиралевидный канал выполнен в виде логарифмической спирали, на внутренней поверхности вихревой камеры установлены криволинейные винтообразные направляющие по ходу движения активной среды, в камере смешения предусмотрены внутренние винтообразные канавки, в патрубке подвода пассивной среды установлена биметаллическая вставка, а последний виток спиралевидного канала перед камерой смешения выполнен формой в виде "локона" Аньези.

На фиг. 1 приведен разрез А-А вихревого эжектора; на фиг. 2 - план, а на фиг. 3 - винтообразные направляющие.

Вихревой эжектор содержит вихревую камеру 1 с тангенциальным патрубком 2 подвода активной среды, плоскими торцевыми стенками 3 и 4 и направляющей стенкой 5, образующей спиралевидный канал 6 с переменным радиусом для подвода и закрутки активной среды, камеру 7 смешения и патрубок 8 подвода пассивной среды, установленные соосно вихревой камере 1. Спиралевидный канал 6 выполнен в виде концентрических кольцевых каналов 9, сопряженных между собой при помощи суживающихся каналов 10. Торцевая стенка 3 вихревой камеры 1 может быть выполнена в виде логарифмической спирали 11. На внутренней поверхности вихревой камеры 1 по ходу движения активной среды установлены криволинейные винтообразные направляющие 12, в камере смешения 7 предусмотрены криволинейные винтообразные канавки 13, в патрубке 8 входа пассивной среды предусмотрена биметаллическая вставка 14, а последний виток спиралевидного канала 6 перед камерой смешения 7 выполнен формой в виде кривой "локона" Аньези 15.

Предлагаемый вихревой эжектор работает следующим образом.

Активная среда, преимущественно жидкость, подается в вихревую камеру 1 под значительным давлением по тангенциальному патрубку 2, где она приобретает ускоренное вращательное движение, усиливаемое при прохождении очередного витка спиралевидного канала 6 с криволинейными винтообразными направляющими 12, в которых жидкость закручивается, приобретая дополнительно центробежные силы, отбрасывающие ее к периферии и циркулируя поток, они повышают эффект подсоса пассивной среды и соответственно эффективность работы эжектора. Истекая из спиралевидного канала 6, активная среда создает в приосевой области пониженное давление, что вызывает поступление в эжектор пассивной среды, усиливаемый за счет биметаллической вставки 14 и разницы температуры активной и пассивной сред, что постоянно имеет место при работе эжектора из-за наличия зон повышенного и пониженного (разрежения) давления. В камере 7 смешения активная и пассивная среда смешиваются, эффективность смешения при этом повышается за счет закрутки потоков во внутренних криволинейных винтообразных канавках и смесь легко удаляется из эжектора. Выполнение последнего витка спиралевидного канала 6 формой в виде кривой "локона" Аньези 15 снижает гидравлические сопротивления в эжекторе и обеспечивает благоприятный режим движения и смешения потоков.

Предлагаемый вихревой эжектор имеет наилучшие гидравлические характеристики по сравнению с прототипом, усиливает эффект подсоса перекачиваемой жидкости и повышает эффективность работы за счет использования дополнительно создаваемых центробежных сил при закрутке потока жидкости.

Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в использовании эндогенных (внутренних) сил, возникающих за счет селективных и синергических свойств, проявляемых элементами вихревого эжектора, что повышает эффективность его работы при высоких гидравлических и энергетических параметрах.

Изобретение относится к области струйной техники. Вихревой эжектор содержит вихревую камеру с тангенциальным патрубком подвода активной среды, плоскими торцевыми стенками и направляющей стенкой, образующей спиралевидный канал с переменным радиусом для подвода и закрутки рабочей среды, камеру смешения и патрубок подвода пассивной среды, установленные соосно с вихревой камерой, и спиралевидный канал, выполненный в виде концентрических кольцевых каналов. На внутренней поверхности вихревой камеры установлены криволинейные винтообразные направляющие по ходу движения активной среды, в камере смешения предусмотрены внутренние криволинейные винтообразные канавки, в патрубке подвода пассивной среды установлена биметаллическая вставка, а последний виток спиралевидного канала перед камерой смешения выполнен формой в виде "локона" Аньези. В результате повышается эффективность работы эжектора. 3 ил.

Вихревой эжектор, содержащий вихревую камеру с тангенциальным патрубком подвода активной среды, плоскими торцевыми стенками и направляющей стенкой, образующей спиралевидный канал с переменным радиусом для подвода и закрутки рабочей среды, камеру смешения и патрубок подвода пассивной среды, установленные соосно с вихревой камерой, спиралевидный канал, выполненный в виде концентрических кольцевых каналов, сопряженных между собой при помощи суживающихся каналов, торцевая стенка вихревой камеры выполнена вогнутой, спиралевидный канал выполнен в виде логарифмической спирали, отличающийся тем, что на внутренней поверхности вихревой камеры установлены криволинейные винтообразные направляющие по ходу движения активной среды, в камере смешения предусмотрены внутренние криволинейные винтообразные канавки, в патрубке подвода пассивной среды установлена биметаллическая вставка, а последний виток спиралевидного канала перед камерой смешения выполнен формой в виде "локона" Аньези.