СТРУЙНЫЙ АППАРАТ Российский патент 2004 года по МПК F04F5/24 

Изобретение относится к насосостроению, в частности к сверхзвуковым струйным аппаратам для транспортировки и перекачки различных сред, их нагрева и может быть использовано в разных отраслях промышленности.

Известен струйный аппарат, содержащий сопло, приемный канал, камеру смешения и секционный диффузор, включающий по крайней мере две конические секции. Аппарат снабжен по крайней мере одним промежуточным патрубком, установленным между коническими секциями диффузора с зазором относительно одной из них с образованием кольцевого канала, сообщенного с приемным каналом посредством линии подачи с установленным на ней клапаном, а промежуточный патрубок установлен с возможностью замены (патент РФ №2100660, кл. F 04 F 5/02, 1997).

Недостатком данного устройства является невысокая производительность аппарата.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является струйный аппарат, содержащий корпус, приемный канал, камеру смешения, имеющую конфузорный участок, коаксиально которой установлено сопло, сообщенное с приемным каналом, патрубок и диффузор (патент РФ №2016261, кл. F 04 F 5/02, 1994).

Указанное устройство также имеет недостаточно высокую производительность, не обеспечивает эффективного смешения перекачиваемых сред и нагрева полученной смеси.

Задачей изобретения является разработка конструкции струйного аппарата для перекачки и транспортировки различных сред.

Повышение производительности устройства, улучшение степени смешения газожидкостных или жидкостных смесей и нагрев перекачиваемой среды достигается тем, что струйный аппарат, содержащий корпус, приемный канал, камеру смешения, имеющую конфузорный участок, коаксиально которой установлено сопло, сообщенное с приемным каналом, патрубок и диффузор, согласно изобретению снабжен размещенным коаксиально корпусу циклоном с тангенциально установленным к нему патрубком, причем диаметр циклона больше диаметра корпуса, камера смешения имеет участок постоянного или переменного поперечного сечения, который расположен за конфузорным участком перед диффузором, сопло, установленное коаксиально камере смешения, выполнено в виде сопла Лаваля, а между соплом Лаваля и корпусом образована камера, сообщенная с одной стороны с циклоном, а с другой - с камерой смешения.

Снабжение струйного аппарата циклоном, размещенным коаксиально корпусу и имеющим тангенциально установленный патрубок, обеспечивает тангенциальную подачу жидкости и ее закручивание в циклоне с образованием вихревого потока, который из циклона проходит через камеру, образованную между соплом Лаваля и корпусом, ускоряется в ней и попадает в камеру смешения.

За счет движения с большой скоростью потока жидкости по спирали при попадании жидкости в камеру смешения и ускорения потока на конфузорном участке камеры смешения происходит увеличение расхода перекачиваемой среды и дополнительно засасывается жидкость из кольцевой камеры, образованной между соплом Лаваля и корпусом, и активная среда, выходящая из сопла Лаваля. Это повышает производительность струйного аппарата.

Изобретение поясняется чертежом, где представлен продольный разрез устройства.

Струйный аппарат содержит корпус 1, приемный канал 2, камеру смешения, имеющую конфузорный участок 3, коаксиально которой установлено сопло 4, сообщенное с приемным каналом 2, патрубок 5, диффузор 6, размещенный коаксиально корпусу 1 циклон 7 с тангенциально установленным патрубком 5, диаметр циклона 7 больше диаметра корпуса 1, камера смешения имеет участок постоянного или переменного поперечного сечения 8, который расположен за конфузорным участком 3 перед диффузором 6. Сопло 4, установленное коаксиально камере смешения, выполнено в виде сопла Лаваля, а между соплом Лаваля 4 и корпусом 1 образована камера 9, сообщенная с одной стороны с циклоном 7, а с другой - с камерой смешения.

Корпус 1 снабжен дополнительным патрубком 10, установленным за камерой смешения.

Устройство работает следующим образом.

В приемный канал 2 подают активную среду, например газ, который поступает в сопло Лаваля 4 и разгоняется, приобретая сначала дозвуковую скорость, а после критического сечения сопла Лаваля - звуковую

Через патрубок 5 подают пассивную среду, например жидкость, которая, поступая тангенциально в циклон 7, совершает вращательное движение. Движение жидкости приобретает характер вихревого, скорость ее возрастает и она попадает в камеру 9. Скорость движения вихревого потока жидкости в камере 9 увеличивается за счет меньшего поперечного сечения камеры 9 по сравнению с поперечным сечением циклона и жидкость с высокой скоростью попадает в конфузорный участок 3 камеры смешения, куда выходит со скоростью звука поток активной среды.

При смешивании сред в конфузорном участке 3 камеры смешения происходит скачок уплотнения и полученная смесь перемещается к участку 8 постоянного или переменного сечения камеры смешения, где движется уже со сверхзвуковой скоростью более 20 м/с в сторону диффузора 6. Известно, что скорость звука в жидкости, например в воде, при обычных условиях достигает 1500 м/с; скорость звука в чистом газе при тех же условиях составляет 330 м/с. В однородной газожидкостной среде скорость звука будет равной 20 м/с (Новожилов ИА, Фисенко В.В. Новая энергоресурсосберегающая технология // Энергетик, 1996, №3, с.4). В диффузоре 6 скорость потока смеси падает, и за счет резкого перехода из одного состояния смеси в другое происходит генерирование тепла, которое достигается в результате изменения кинетической энергии потока.

Через дополнительный патрубок 10, который прикрепляют к корпусу 1, может дополнительно подаваться жидкая или газожидкостная среда.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к сверхзвуковым струйным аппаратам для транспортировки и перекачки различных сред, их нагрева, и может быть использовано в разных отраслях промышленности. Струйный аппарат содержит корпус 1, приемный канал 2, камеру смешения, имеющую конфузорный участок 3, коаксиально которой установлено сопло 4, сообщенное с приемным каналом 2, патрубок 5 и диффузор 6, размещенный коаксиально корпусу 1 циклон 7 с тангенциально установленным к нему патрубком 5, причем диаметр циклона 7 больше диаметра корпуса 1, камера смешения имеет участок постоянного или переменного поперечного сечения 8, который расположен за конфузорным участком 3 перед диффузором 6. Сопло 4, установленное коаксиально камере смешения, выполнено в виде сопла Лаваля, а между соплом Лаваля и корпусом 1 образована камера 9, сообщенная с одной стороны с циклоном 7, а с другой - с камерой смешения. Технический результат - повышение производительности устройства, улучшение степени смешения газожидкостных или жидкостных смесей и нагрев перекачиваемой среды. 1 ил.

Струйный аппарат, содержащий корпус, приемный канал, камеру смешения, имеющую конфузорный участок, коаксиально которой установлено сопло, сообщенное с приемным каналом, патрубок и диффузор, отличающийся тем, что он снабжен размещенным коаксиально корпусу циклоном с тангенциально установленным к нему патрубком, причем диаметр циклона больше диаметра корпуса, камера смешения имеет участок постоянного или переменного поперечного сечения, который расположен за конфузорным участком перед диффузором, сопло, установленное коаксиально камере смешения, выполнено в виде сопла Лаваля, а между соплом Лаваля и корпусом образована камера, сообщенная с одной стороны с циклоном, а с другой - с камерой смешения.