СТРУЙНЫЙ АППАРАТ Российский патент 2004 года по МПК F04F5/00 

Изобретение относится к струйной технологии обработки сред и может быть использовано в теплоэнергетической промышленности.

Известен струйный аппарат, содержащий корпус с патрубками подвода воды и пара, камеру смешения, паровое и жидкостное сопла [1].

Недостатком указанного технического решения является жесткая взаимосвязь характеристик конструктивных элементов между собой с заранее заданными параметрами и, отсюда, ограниченная область его использования.

Ближайшим техническим решением является струйный аппарат, содержащий цилиндрический корпус с торцевым и боковым каналами подачи рабочих сред, размещенные в корпусе рабочие осевое и периферийное кольцевое сопла и подключенный к корпусу противоположно торцевому каналу подачи торцевой узел формирования потока в виде цилиндро-конфузорной камеры смешения с цилиндро-диффузорным патрубком выхода [2].

Аппарат используется в качестве тепломассообменника и при подаче рабочих сред с номинальным расходом, аппарат работает в заданном оптимальном режиме.

Расходы воды и пара в общем случае определяются их исходными параметрами перед входом в каналы подачи рабочих сред, теплогидравлическими характеристиками и конструктивными особенностями самого аппарата.

В результате каждая совокупность входных рабочих параметров рабочих сред требует конкретного конструктивного исполнения тепломассообменного аппарата.

В случае кратковременного или незначительного отклонения расхода какой-либо из сред от оптимального значения проходное сечение парового сопла изменяется с помощью регулирующего штока и, таким образом, обеспечивается новое оптимальное соотношение расходов.

Долговременные, значительные изменения входных параметров рабочих сред приводят к изменению режима работы аппарата и даже к его срыву, что влечет за собой перемонтаж аппарата на аппарат с другими конструктивными характеристиками.

Недостатком указанного технического решения является жесткая взаимосвязь характеристик конструктивных элементов между собой с заранее заданными параметрами и, отсюда, ограниченная область его использования.

Предлагаемое изобретение направлено на повышение унификации конструктивных элементов аппарата, расширение области его использования и рабочего диапазона в целом.

Указанная цель достигается тем, что в известном струйном аппарате, содержащем цилиндрический корпус с торцевым и боковым каналами подачи рабочих сред, размещенные в корпусе рабочие осевое и периферийное кольцевое сопла и подключенный к корпусу противоположно торцевому каналу подачи торцевой узел формирования потока в виде цилиндро-конфузорной камеры смешения с цилиндро-диффузорным патрубком выхода, между корпусом и узлом формирования потока встроен режимный переходник с возможностью его замены. Сам режимный переходник выполняется различной модификации в зависимости от предполагаемой области использования аппарата или диапазона параметров рабочих сред. Переходник может быть выполнен в виде профильного цилиндро-конфузорного тела вращения, в виде обечайки с встроенным периферийным кольцевым рабочим соплом, в виде поперечной кольцевой перегородки с осевым отверстием или в каком-либо ином виде. Кроме того, в полости корпуса выделены основная рабочая и последующая вспомогательная камеры обработки, причем вспомогательная камера снабжена автономным патрубком подачи одной из сред и дополнительным кольцевым периферийным соплом, а узел формирования потока подключен своей камерой смешения к указанной вспомогательной камере. Рабочая камера может быть спрофилирована в виде цилиндро-конфузорного тела вращения.

На фиг. 1 схематично изображены сборочные единицы корпуса описываемого струйного аппарата.

На фиг.2 - деталировка проточной части.

На фиг.3 - модификации выполнения режимного переходника.

На фиг.4 - пример подсборки корпуса аппарата с одной из модификаций режимного переходника.

На фиг.5 - входная камера и один из вариантов рабочего осевого сопла.

На фиг. 6-10 схематично изображены подсборки вариантов струйных аппаратов, образованных с помощью предложенных модификаций режимного переходника.

Струйный аппарат содержит цилиндрический корпус 1 с торцевым 2 и боковым 3 каналами подачи рабочих сред, размещенные в корпусе 1 рабочие осевое 4 и периферийное кольцевое 5 сопла и подключенный к корпусу 1 противоположно торцевому каналу подачи 2 торцевой узел 6 формирования потока в виде цилиндро-конфузорной камеры смешения 7 с цилиндро-диффузорным патрубком выхода 8. Между корпусом 1 и узлом 6 формирования потока встроен режимный переходник 9.

В зависимости от предполагаемой области использования аппарата или же диапазона параметров рабочих сред режимный переходник может быть выполнен в различных модификациях, а именно в виде профильного цилиндро-конфузорного тела вращения 10, в виде обечайки 11 с встроенным периферийным кольцевым рабочим соплом 5, в виде поперечной кольцевой перегородки 12 с осевым отверстием 13 или в каком-либо ином виде. Каждому из возможных режимов работы аппарата или области его использования приводится в соответствие своя модификация режимного переходника. Совокупность же каждого режимного переходника из приведенного набора модификаций с той или иной проточной частью струйного аппарата, по существу, качественно преобразует аппарат в целом, переводит его в новое состояние и подстраивает под изменившиеся условия по параметрам рабочих сред. Преобразование аппарата может касаться не только его расходных характеристик, но и преобразовать его, например, из тепломассообменника в элеватор или гомогенизатор или в какое-либо иное качество. Указанная переналадка производится с использованием имеющихся в наличии комплекта конструктивных элементов при минимальных монтажных работах и без нарушения технологической линии, в которую аппарат встроен.

В полости корпуса 1 выделены основная рабочая 14 и последующая вспомогательная 15 камеры обработки, причем вспомогательная камера 15 снабжена автономным патрубком 16 подачи одной из сред и дополнительным кольцевым периферийным соплом 17, а узел 6 формирования потока подключен своей камерой смешения 7 к указанной вспомогательной камере 15. Рабочая камера 14 может быть спрофилирована в виде цилиндро-конфузорного тела вращения 18. Аппарат может быть снабжен регулирующим штоком 19. Торцевой канал подачи 2 аппарата может быть снабжен входной камерой 20, сквозь которую и пропускается регулирующий шток 19.

При использовании аппарата в качестве тепломассообменника, например с переходником 11 в виде обечайки (фиг.6), рабочие среды поступают каждая по своему каналу подачи 2 или 3, проходят соответствующие рабочие сопла 4 и 5, взаимодействуют между собой в камере смешения 7 и выводятся через патрубок 8 по технологическому назначению.

В случае изменения параметров рабочих сред, например увеличение расхода воды или увеличение подогрева выводимой среды, производится замена режимного переходника 11 на соответствующую модификацию, например на цилиндро-конфузорный переходник 10, и аппарат переводится в новое качество (фиг.7), обеспечивающее его оптимальную работу в изменившихся условиях.

Ужесточение требований к габаритам аппарата и к равномерности раздачи воды по периметру сопла удовлетворяется путем замены переходника на кольцевую перегородку 12 с преобразованием аппарата в компактное устройство (фиг. 8), обеспечивающее равномерную раздачу воды по периметру.

При необходимости плавной регулировки или взаимной настройки по расходам рабочих сред аппарат может быть укомплектован входной камерой 20 с регулирующим штоком 19 с видоизменением в регулируемый аппарат (фиг.9).

В случае необходимости значительного увеличения расхода обрабатываемой воды или же снижения температуры смеси на выходе аппарат дополняется вспомогательной камерой 15 и преобразуется в двухступенчатый тепломассообменник (фиг.10).

В результате каждому возможному режиму течения рабочих сред приводится в соответствие оптимальная геометрия аппарата путем подбора соответствующей конфигурации из имеющегося в наличии комплекта конструктивных элементов.

Таким образом, описанное изобретение обеспечивает использование одного и того же аппарата с одинаковой эффективностью в разных областях и при разных исходных условиях рабочих сред, повышает унификацию его конструктивных элементов, расширяет область применения аппарата и его рабочий диапазон в целом.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 1245847, МПК F 28 C 3/06, 1984.

2. Авторское свидетельство СССР 1487963, МПК B 01 F 5/04, 1987.

Струйный аппарат предназначен для обработки различных сред. Струйный аппарат содержит цилиндрический корпус с торцевым и боковым каналами подачи рабочих сред, размещенные в корпусе рабочие осевое и периферийное кольцевое сопла и подключенный к корпусу противоположно торцевому каналу подачи торцевой узел формирования потока в виде цилиндро-конфузорной камеры смешения с цилиндро-диффузорным патрубком выхода, при этом между корпусом и узлом формирования потока встроен режимный переходник с возможностью его замены. Технический результат - расширение функциональных возможностей. 5 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Струйный аппарат, содержащий цилиндрический корпус с торцевым и боковым каналами подачи рабочих сред, размещенные в корпусе рабочие осевое и периферийное кольцевые сопла и подключенный к корпусу противоположно торцевому каналу подачи торцевой узел формирования потока в виде цилиндро-конфузорной камеры смешения с цилиндро-диффузорным патрубком выхода, отличающийся тем, что между корпусом и узлом формирования потока встроен режимный переходник с возможностью его замены.2. Струйный аппарат по п.1, отличающийся тем, что режимный переходник выполнен в виде профильного цилиндро-конфузорного тела вращения.3. Струйный аппарат по п.1, отличающийся тем, что режимный переходник выполнен в виде обечайки с встроенным периферийным кольцевым рабочим соплом.4. Струйный аппарат по п.1, отличающийся тем, что режимный переходник выполнен в виде поперечной кольцевой перегородки с осевым отверстием, причем узел формирования потока частично введен в указанное отверстие и уплотнен в нем.5. Струйный аппарат по п.4, отличающийся тем, что в полости корпуса выделены основная рабочая и последующая вспомогательная камеры обработки, причем вспомогательная камера снабжена автономным патрубком подачи одной из сред и дополнительным кольцевым периферийным соплом, а узел формирования потока подключен своей камерой смешения к указанной вспомогательной камере.6. Струйный аппарат по п.5, отличающийся тем, что рабочая камера спрофилирована в виде цилиндро-конфузорного тела вращения.