СТРУЙНАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2004 года по МПК F04F5/00 

Изобретение относится к области насосостроения, более конкретно к насосам динамического действия, в частности к струйным насосам.

Известна струйная насосная установка, содержащая рабочую камеру, приемный канал перекачиваемой среды, сопло, связанное через гидравлический канал с силовым насосом, трубопроводы, запорные регулирующие клапаны, между соплом и рабочей камерой соосно с ними размещена диафрагма, образующая два радиальных кольцевых канала (1).

К недостаткам устройства относятся:

- низкий КПД, обусловленный тем, что переходы рабочей жидкости из сопла в кольцевой канал, находящийся перед диафрагмой, а в последующем из него в кольцевой канал, расположенный за диафрагмой, сопровождаются интенсивными ударами между собой элементарных струек среды;

- наличие сильной вибрации и шума, обусловленных гидроударами элементарных струек между собой;

- сложность конструкции.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой установке является водоструйный насос, включающий корпус, сопло, приемную, смешения и диффузорную камеры и патрубок подвода инжектируемой среды (2).

Недостатками устройства являются:

- низкий КПД, обусловленный тем, что рабочая среда при выходе из сопла попадает в резко расширенное пространство, где ее периферийные элементарные струйки тормозятся инжектируемой средой. В результате происходит закручивание потока, которое сопровождается ударами элементарных струек между собой;

- наличие повышенной вибрации и шума вследствие интенсивного удара элементарных струек среды между собой.

Задачей изобретения является создание струйной насосной установки, обладающей повышенным КПД, с низким уровнем вибрации и шума и расширенным диапазоном работы.

Указанная задача решается предлагаемой установкой, включающей корпус, сопло, приемную, смешения и диффузорную камеры и патрубок подвода инжектируемой среды.

Новым является то, что корпус выполнен в виде цилиндрического патрубка с фланцами, сочлененного с коленом со стороны входа рабочей среды, в котором соосно корпусу установлен патрубок подвода инжектируемой среды; приемная и диффузорная камеры снабжены установленными в корпусе конусными седлами, обращенными друг к другу своими вершинами и разделенными соплом, сужающимся в сторону движения рабочей и инжектируемой сред; седла снабжены конусными завихрителями, выполненными в виде многозаходных винтовых (не менее трех) каналов, причем завихритесь, расположенный со стороны входа, снабжен центральным каналом, сообщенным с полостью патрубка подвода инжектируемой среды, а винтовые каналы завихрителя, расположенного со стороны выхода, выполнены только на участке, прилегающем к его большему основанию, и сообщены с кольцевым конусным каналом, образованным седлом и вершинным участком завихрителя.

На чертеже изображен продольный разрез предлагаемого устройства.

Оно состоит из корпуса 1, выполненного в виде цилиндрического патрубка с фланцами, соединенного с коленом 2, через которое соосно корпусу пропущен патрубок 3 подвода инжектируемой среды. В корпусе 1 установлены конусные седла 4 и 5, обращенные своими вершинами друг к другу и разделенные соплом 6, сужающимся в сторону движения рабочей и инжектируемой сред. Седла снабжены конусными завихрителями 7 и 8, имеющими многозаходные винтовые (не менее трех) каналы "б" и "ж". Завихритесь 7, расположенный со стороны входа среды, снабжен центральным каналом 9, сообщенным с полостью "в" патрубка 3 подвода инжектируемой среды. Винтовые каналы "ж" завихрителя 8, расположенного со стороны выхода среды, выполнены только на участке, прилегающем к его большему основанию. Завихритесь 8 снабжен конусным направляющим потока 10. Установка содержит также самоуплотняющиеся манжеты 11 и уплотнительные кольца 12 и 13.

Работает установка следующим образом.

Рабочая среда (жидкость) из полости "а", куда она попадает из нагнетательной линии системы (на чертеже не показано), направляется в каналы "б" многозаходного винтового завихрителя 7. Проходя их с плавным повышением скорости, она выходит через окна "А" винтовых каналов закрученной, имея при этом максимальную скорость. В центре закрученного потока создается давление ниже давления инжектируемой среды. В результате в полость "Б" устремляется инжектируемая среда и она встречается с рабочей средой. С этого места граничный слой рабочей среды постепенно увлекает за собой смежный ему слой инжектируемой среды. Последний, в свою очередь, увлекает смежный теперь уже ему слой инжектируемой среды и т.д. В результате происходит постепенное выравнивание скоростей рабочей и инжектируемой сред, которое заканчивается в сечении "В-В". С этого момента начинается снижение скорости при повышении статического давления смешиваемых сред, которое продолжается в кольцевом конусном канале "д" и далее в многозаходных каналах. Из последних смешанная среда выходит закрученной, продолжая свое движение в трубопроводе с постепенной потерей своего вращательного составляющего.

Регулирование расхода инжектируемой среды достигается как изменением подачи рабочей среды, так и изменением сопротивления движению инжектируемой среды.

Технико-экономические преимущества предлагаемой установки состоят в:

- повышении КПД благодаря тому, что рабочая среда при выходе инжектируемой среды из своего канала охватывает последнюю и постепенно увлекает ее во вращательно-поступательное движение, тем самым резко снижаются удары элементарных струек сред между собой, а также благодаря тому, что с момента выравнивания эпюры скоростей, скорость смешенного потока постепенно падает и постепенно растет статическое давление;

- резком снижении уровня вибрации и шума благодаря применению конусных завихрителей, обеспечивающих возможность рабочей среде плавно входить в контакт с инжектируемой средой без ощутимых ударов;

- расширении диапазона работы, которое достигается периферийным и центральным вводом соответственно рабочей и инжектируемой сред, что позволяет изменять расход последней за счет изменения расхода рабочей среды и сопротивления движению инжектируемой среды.

Источники информации

1. Патент РФ №2153103, МКИ 7 F 04 F 5/54, 2000 (аналог).

2. Соколов Е.Я., Зингер Н.М. Струйные аппараты. М.: Энергия, 1970, с.177, рис. 5-7 (прототип).

Установка предназначена для подачи рабочей среды. Установка включает корпус, сопло, приемную, смешения и диффузорную камеры и патрубок подвода инжектируемой среды, при этом корпус выполнен в виде цилиндрического патрубка с фланцами, сочлененного с коленом со стороны входа рабочей среды, в котором соосно корпусу установлен патрубок подвода инжектируемой среды; приемная и диффузорная камеры снабжены установленными в корпусе конусными седлами, обращенными своими вершинами друг к другу и разделенными соплом, сужающимся в сторону движения рабочей и инжектируемой сред; седла снабжены конусными завихрителями, выполненными в виде многозаходных винтовых каналов, причем завихритель, расположенный со стороны входа, снабжен центральным каналом, сообщенным с полостью патрубка подвода инжектируемой среды, а винтовые каналы завихрителя, расположенного со стороны выхода, выполнены только на участке, прилегающем к его большему основанию, и сообщены с кольцевым конусным каналом, образованным седлом и вершинным участком завихрителя. Технический результат - повышение КПД. 1 ил.

Струйная насосная установка, включающая корпус, сопло, приемную, смешения и диффузорную камеры и патрубок подвода инжектируемой среды, отличающаяся тем, что корпус выполнен в виде цилиндрического патрубка с фланцами, сочлененного с коленом со стороны входа рабочей среды, в котором соосно с корпусом установлен патрубок подвода инжектируемой среды; приемная и диффузорная камеры снабжены установленными в корпусе конусными седлами, обращенными своими вершинами друг к другу и разделенными соплом, сужающимся в сторону движения рабочей и инжектируемой сред; седла снабжены конусными завихрителями, выполненными в виде многозаходных винтовых каналов, причем завихритель, расположенный со стороны входа, снабжен центральным каналом, сообщенным с полостью патрубка подвода инжектируемой среды, а винтовые каналы завихрителя, расположенного со стороны выхода, выполнены только на участке, прилегающем к его большему основанию, и сообщены с кольцевым конусным каналом, образованным седлом и вершинным участком завихрителя.