ЭЖЕКТОР Российский патент 2009 года по МПК F04F5/00 F04F5/48 

Изобретение относится к струйной технике и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности.

Анализ существующего уровня показал следующее:

- известен эжектор, включающий полый корпус с боковым отводом (патрубок подвода), сопло, связанное с полым корпусом соединением, предотвращающим вращение сопла, и камеру смешения, соосно установленные в полом корпусе, с образованием между ними приемной камеры, диффузор и механизм регулирования (регулирующий клапан), снабженный средством его вращения, жестко связанный с полым корпусом (см. а.с. «Струйный насос» №775409 от 12.06.78 г. по кл. F04F 5/02, опубл. в ОБ №40, 1980 г.)

Недостатком указанного устройства является низкая эффективность работы устройства, обусловленная следующим.

Величина возможного максимального напора эжектора, величина давления нагнетаемого при этом газа и коэффициент эжекции зависят от гидравлической характеристики аппарата, а последняя зависит от геометрической характеристики эжектора и взаиморасположения его основных деталей (сопла, камеры смешения, диффузора и др.). Невозможность изменения расстояния между соплом и камерой смешения в процессе работы не позволяет достигать оптимальных параметров работы эжектора на разных технологических режимах. Изменение же расхода активной и пассивной сред приведет к необходимости изменения геометрических характеристик устройства, что невозможно сделать без остановки технологического процесса и демонтажа основных деталей устройства.

В качестве прототипа взят эжектор, включающий полый корпус с боковым отводом (подсасывающий канал), сопло (струйная трубка), имеющее на входе наружную резьбу, связанное с полым корпусом соединением, предотвращающим вращение сопла, и камеру смешения, соосно установленные в полом корпусе, с образованием между ними приемной камеры, диффузор и механизм регулирования (устройство перемещения), снабженный средством его вращения, жестко связанный с полым корпусом (см. а.с. «Струйный насос переменной производительности» №251372 от 24.06.68 г. по кл. F04F 5/00, опубл. в ОБ №27, 1969 г.) В диффузоре выполнена приемная коническая полость и коническая камера смешения. Сопло связано с полым корпусом штифтовым соединением, а средством вращения механизма регулирования является валик.

Недостатком указанного устройства является низкая эффективность работы устройства, что обусловлено следующим.

Устройство перемещения диффузора выполнено в виде зубчатой конической передачи. При движении диффузора вниз сила сопротивления, возникающая в резьбе, будет направлена вверх. Это приведет к образованию зазора между нижней поверхностью гайки-шестерни и горизонтальной опорной поверхностью корпуса. При этом тангенциальная сила, возникающая в конической зубчатой передаче, приложенная в одной линии зацепления, приведет к образованию крутящего момента на гайке-шестерне в вертикальной плоскости, что приведет к перекосу последней и соответственно к возможному заклиниванию передачи винт-гайка.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении предлагаемого изобретения, обеспечивает повышение эффективности работы устройства за счет:

- возможности изменения гидравлических характеристик эжектора при транспортировке различных сред на разных технологических режимах, без демонтажа из технологической обвязки;

- исключения заклинивания устройства.

Технический результат достигается с помощью известного устройства, содержащего полый корпус с боковым отводом, сопло, имеющее на входе наружную резьбу, связанное с полым корпусом соединением, предотвращающим вращение сопла, и камеру смешения, соосно установленные в полом корпусе, с образованием между ними приемной камеры, диффузор и механизм регулирования, снабженный средством его вращения, жестко связанный с полым корпусом.

Согласно изобретению сопло установлено в полом корпусе с возможностью осевого перемещения и связано с ним посредством шпоночного соединения. На выходе сопло оснащено насадкой из твердого сплава, закрепленной втулкой.

Камера смешения жестко соединена с диффузором и неподвижно закреплена в полом корпусе накидной гайкой.

Механизм регулирования состоит из корпуса насыпных подшипников, выполненного в виде ступенчатой втулки с внутренней резьбой, ответной наружной резьбе сопла, обеспечивающей перемещение последнего в полом корпусе. Вход корпуса насыпных подшипников является наружной обоймой одинарного насыпного подшипника, а выход - наружной обоймой сдвоенного насыпного подшипника, в которой установлена внутренняя обойма сдвоенного насыпного подшипника, жестко связанная с входным концом полого корпуса. Внутри корпуса насыпных подшипников неподвижно установлен патрубок, наружная поверхность которого в средней части выполнена в виде внутренней обоймы под одинарный насыпной подшипник, а выходной конец патрубка расположен во внутренней части сопла.

Средство вращения механизма регулирования выполнено в виде рукояток.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию новизны.

Анализ изобретательского уровня показал следующее: из источников патентной документации и научно-технической литературы нами не выявлены технические решения, имеющие в своей основе признаки, совпадающие с отличительными признаками заявляемого технического решения. Достигаемый технический результат обусловлен неизвестными свойствами конструктивных элементов и связями между ними, обеспечивающими возможность изменения гидравлических характеристик эжектора при транспортировке различных сред на разных технологических режимах, без демонтажа из технологической обвязки и исключения заклинивания устройства.

Таким образом, заявляемые нами существенные признаки не следуют явным образом из проанализированного уровня техники, т.е. соответствуют условию изобретательского уровня.

На чертеже представлен продольный разрез предлагаемого устройства.

Эжектор содержит полый корпус 1 с боковым отводом 2. Концы полого корпуса 1 и бокового отвода 2 имеют присоединительную резьбу 3. В полом корпусе 1 соосно установлены сопло 4 и камера смешения 5, с возможностью образования между ними приемной камеры 6. Сопло 4 установлено с возможностью осевого перемещения в полом корпусе 1 и связано с последним шпоночным соединением 7, предотвращающим вращение сопла 4. На входе сопло 4 имеет наружную резьбу, а на выходе оснащено насадкой 8 из твердого сплава, закрепленной втулкой 9. Камера смешения 5 жестко соединена с диффузором 10 в единый узел и жестко закреплена в полом корпусе 1 накидной гайкой 11. Полый корпус 1 жестко связан с механизмом регулирования. Механизм регулирования содержит корпус насыпных подшипников 12, выполненный в виде ступенчатой втулки с внутренней резьбой. Внутренняя резьба корпуса насыпных подшипников 12 соответствует наружной резьбе сопла 4, обеспечивая перемещение последнего в полом корпусе 1. Вход корпуса насыпных подшипников 12 является наружной обоймой 13 одинарного насыпного подшипника 14, а выход - наружной обоймой 15 сдвоенного насыпного подшипника 16. Во внутренней части наружной обоймы 15 сдвоенного насыпного подшипника 16 установлена внутренняя обойма 17 сдвоенного насыпного подшипника 16, жестко связанная с входным концом полого корпуса 1. Внутри корпуса насыпных подшипников 12 неподвижно установлен патрубок 18, наружная поверхность которого в средней части выполнена в виде внутренней обоймы 19 одинарного насыпного подшипника 14. Выходной конец патрубка 18 расположен во внутренней части сопла 4. Механизм регулирования снабжен средством его вращения, выполненным в виде рукояток 20.

Устройство работает следующим образом.

Эжектор включают в технологическую обвязку. Через патрубок 18 в эжектор подают рабочую жидкость с высоким давлением. Струя жидкости, истекая из сопла 4 с большой скоростью, создает в приемной камере 6 разряжение и эжектирует из бокового отвода 2 транспортируемую среду. Далее струя рабочей жидкости с транспортируемой средой поступают в камеру смешения 5, где происходит смешение потоков, выравнивание их скоростей, а также частичное преобразование кинетической энергии смешанного потока в энергию напора. В диффузоре 10 происходит окончательное восстановление напора смешанного потока до давления - напора эжектора.

Изменение гидравлических характеристик эжектора в процессе работы на разных технологических режимах происходит за счет изменения расстояния между насадкой 8 и камерой смешения 5, которое осуществляется механизмом регулирования без демонтажа эжектора из технологической обвязки. При вращении механизма регулирования резьбовой конец сопла 4 перемещается по резьбе корпуса насыпных подшипников 12, плавность хода и предотвращение заклинивания сопла 4 обеспечено конструктивным выполнением корпуса насыпных подшипников 12 и насыпными подшипниками 14, 16. Шпоночное соединение 7 предотвращает сопло от вращения в полом корпусе 1. Полное перекрытие соплом 4 бокового отвода 2 полого корпуса 1 позволяет использовать эжектор в качестве обычного трубопровода.

Таким образом, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию промышленная применимость.

Предлагаемое изобретение соответствует условию патентоспособности, так как является новым, имеет изобретательский уровень и промышленную применимость.

Эжектор предназначен для перекачивания различных рабочих сред. Эжектор содержит полый корпус с боковым отводом, сопло, имеющее на входе наружную резьбу, связанное с полым корпусом соединением, предотвращающим вращение сопла, и камеру смешения, соосно установленные в полом корпусе, с образованием между ними приемной камеры, диффузор и механизм регулирования, снабженный средством его вращения, жестко связанный с полым корпусом. Сопло установлено в полом корпусе с возможностью осевого перемещения и связано с ним посредством шпоночного соединения. На выходе сопло оснащено насадкой из твердого сплава, закрепленной втулкой. Камера смешения жестко соединена с диффузором и неподвижно закреплена в полом корпусе накидной гайкой. Механизм регулирования состоит из корпуса насыпных подшипников, выполненного в виде ступенчатой втулки с внутренней резьбой, ответной наружной резьбе сопла. Внутри корпуса насыпных подшипников неподвижно установлен патрубок, наружная поверхность которого в средней части выполнена в виде внутренней обоймы под одинарный насыпной подшипник, а выходной конец патрубка расположен во внутренней части сопла. Средство вращения механизма регулирования выполнено в виде рукояток. Технический результат - повышение эффективности работы эжектора. 1 ил.

Эжектор, содержащий полый корпус с боковым отводом, сопло, имеющее на входе наружную резьбу, связанное с полым корпусом соединением, предотвращающим вращение сопла, и камеру смешения, соосно установленные в полом корпусе, с образованием между ними приемной камеры, диффузор и механизм регулирования, снабженный средством его вращения, жестко связанный с полым корпусом, отличающийся тем, что сопло установлено в полом корпусе с возможностью осевого перемещения и связано с ним посредством шпоночного соединения, при этом сопло на выходе оснащено насадкой из твердого сплава, закрепленной втулкой, а камера смешения жестко соединена с диффузором и неподвижно закреплена в полом корпусе накидной гайкой, причем механизм регулирования состоит из корпуса насыпных подшипников, выполненного в виде ступенчатой втулки с внутренней резьбой, ответной наружной резьбе сопла, обеспечивающей перемещение последнего в полом корпусе, при этом вход корпуса насыпных подшипников является наружной обоймой одинарного насыпного подшипника, а выход - наружной обоймой сдвоенного насыпного подшипника, в которой установлена внутренняя обойма сдвоенного насыпного подшипника, жестко связанная с входным концом полого корпуса, при этом внутри корпуса насыпных подшипников неподвижно установлен патрубок, наружная поверхность которого в средней части выполнена в виде внутренней обоймы одинарного насыпного подшипника, а выходной конец патрубка расположен во внутренней части сопла, причем средство вращения механизма регулирования выполнено в виде рукояток.