ПУЛЬСАТОР ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ Российский патент 2011 года по МПК F04F5/20 F04F5/52 F15B21/12 

Изобретение относится к струйной технике и может быть использовано в химической, пищевой, металлургической отрасли народного хозяйства, а также в сельском хозяйстве. Оно может быть применено в газовых и жидкостных эжекторах с переменными параметрами активного и пассивного потоков.

Известен струйный аппарат, содержащий камеру смешения, всасывающий патрубок и активное сопло с установленной в нем с возможностью осевого перемещения подпружиненной иглой. Игла снабжена приводом, состоящим из уравнительного и силового мембранных механизмов. Подмембранная полость последнего из которых, имеет выпускной клапан, связанный с мембраной уравнительного механизма (SU 1008510 А, 30.03. 1983). Известный струйный аппарат характеризуется тем, что с целью повышения стабильности работы, надмембранная полость уравнительного механизма сообщена с камерой смешения, подмембранная - с всасывающим патрубком, и мембрана подпружинена со стороны подмембранной полости.

Отмеченный струйный аппарат конструктивно сложен и не может быть использован для получения пульсирующих потоков как активной, так и пассивной среды.

Известен эжектор, содержащий корпус с последовательно расположенными управляющей, центральной и выходной камерами. Камеры снабжены подвижными патрубками и отделены друг от друга мембранами. Шток жестко соединенный с мембранами, размещен в центральной камере и имеет сообщенную с последней полость. К штоку подсоединен расположенный в выходной камере сопловой блок с центральным соплом, сообщенный с полостью штока (SU 1257302 А1, 15.09.1986). Известный эжектор характеризуется тем, что с целью повышения экономичности путем снижения утечек эжектируемой среды, выходная камера снабжена крышкой с центральной втулкой при помощи штока, и кольцевым буртиком с уплотнительной прокладкой, взаимодействующей с торцом втулки.

В известном эжекторе одним из недостатков является наличие управляющей камеры и вследствие этого невозможностью точного регулирования перемещения соплового блока.

Наиболее близким по конструкции и принципу действия является струйный насос, содержащий корпус, камеру смешения, диффузор, активное сопло с подпружиненной относительно корпуса втулкой. В корпусе имеется перепускной канал, вход которого подключен к патрубку подвода активной среды, а выход к приемной камере (SU 1581871 А1, 30.07.1990). Отличительным свойством известного струйного насоса является то, что втулка подпружинена со стороны приемной камеры и расположена с возможностью перекрытия входа канала в исходном положении, при этом во входном канале установлен регулируемый дроссель.

Недостатком отмеченного струйного насоса является сложность конструкции, и неточность регулирования пульсации активного потока.

Задачей изобретения является упрощение конструкции аппарата, повышение точности регулирования пульсации активного потока и повышения эффективности его работы путем автоматического поддержания пульсирующего режима.

Суть изобретения заключается в том, что пульсатор для смешивания и транспортирования жидкостей и газов содержит высоконапорное сопло рабочей среды, сопло откачиваемой среды, камеру смешения и диффузор, конус, расположенный внутри камеры смешения и диффузора, и соединенный с сильфонным узлом, образующий с камерой смешения конфузорный участок, а с диффузором - диффузорный, при этом сильфонный узел расположен внутри подвижного конуса. Кроме того, сильфонный узел может быть сообщен с выходом струйного аппарата.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 показан пульсатор для смешивания и транспортирования жидкостей и газов перед началом работы, на фиг.2 показан пульсатор для смешивания и транспортирования жидкостей и газов во время работы, а на фиг.3 показано отверстие в верхнем сильфоне, на фиг.4 - отверстие в нижнем сильфоне.

Предлагаемый пульсатор для смешивания и транспортирования жидкостей и газов состоит из приемной камеры 1 с соплом откачиваемого газа 2, сопла высоконапорного газа 3, камеры смешения 4, диффузора 5, выходного патрубка 6, опоры 7, направляющей штанги 8, подвижного конуса 9, верхнего и нижнего сильфона 10, 11, ограничителя 12, регулировочного винта 13.

Пульсатор для смешивания и транспортирования жидкостей и газов работает следующим образом.

Высоконапорный газ под действием перепада давлений в сечениях выхода сопла высоконапорного газа 3 и всасывающего патрубка 6 поступает в струйный аппарат. Специальное профилирование сопла высоконапорного газа позволяет ускорить поток. Он увлекает откачиваемый газ, который поступает в струйный аппарат через приемную камеру 1 и суживающееся сопло откачиваемого газа 2. В камере смешения 4 потоки смешиваются и поступают в диффузор 5, в котором происходит снижение скорости и повышение давления смешенного потока. Под действием атмосферного давления сильфон 10 находится в сжатом состоянии (показано на фиг.2). Внутренний конус 9 поджат к опоре 7. Площадь живого сечения камеры смешения 4 и диффузора 5 в этом случае оказывается почти равной площади патрубка 6. Это обеспечивает быструю откачку газа из откачиваемого объема без байпасной линии и отключающего устройства. По мере снижения давления в откачиваемом объеме и в аппарате уменьшается перепад давлений, действующий на сильфон 10. За счет своей упругости он распрямляется, внутренний конус перемещается к соплу высоконапорного газа 3, уменьшается живое сечение камеры смешения 4 и диффузора 5.

При перепаде давлений внутри сильфона 10 и вне его, равном нулю, сильфон распрямляется полностью и внутренний конус 9 занимает рабочее положение. Соответствующее рабочее положение фиксируется ограничителем 12 - утолщение или стопорная шайба на конце направляющей штанги 8. Площади живого сечения камеры смешения 4 и диффузора 5 в этом положении соответствуют расчетным и заданным параметрам давления и производительности. Введение внутреннего конуса в зону смешения высоконапорного и откачиваемого газов повышает эффективность процесса смешения за счет возникновения системы скачков уплотнения и приводит к росту производительности эжекторной приставки. Если давление в откачиваемом объеме и в струйном аппарате возрастает, сильфон 10 разжимается и внутренний конус 9 возвращается в исходное положение.

В предлагаемом пульсаторе для смешивания и транспортирования жидкостей и газов обеспечивается конфузорность камеры смешения при изменении живого сечения камеры смешения и диффузора при помощи подвижного конуса с целью повышения эффективности работы аппарата.

Источники информации

1. SU авторское свидетельство №1008510, кл. F04F 5/00, заявл. 24.12.81, опубл. 30.03.83, бюлл. №12.

2. SU авторское свидетельство №1257302, кл. F04F 5/04, заявл. 13.11.80, опубл. 15.02.82, бюлл. №6.

3. SU авторское свидетельство №1581871, кл. F04F 5/04, заявл. 20.09.88, опубл. 07.12.90, бюлл. №28.

Пульсатор предназначен для смешивания и транспортирования жидкостей и газов с переменными параметрами активного и пассивного потоков. Пульсатор содержит высоконапорное сопло рабочей среды, сопло откачиваемой среды, камеру смешения и диффузор, конус, расположенный внутри камеры смешения и диффузора, и соединенный с сильфонным узлом, образующий с камерой смешения конфузорный участок, а с диффузором - диффузорный, при этом сильфонный узел расположен внутри подвижного конуса. Кроме того, сильфонный узел может быть сообщен с выходом струйного аппарата. Технический результат - повышение эффективности работы и упрощение конструкции струйного аппарата. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Пульсатор для смешивания и транспортирования жидкостей и газов, содержащий высоконапорное сопло рабочей среды, сопло откачиваемой среды, камеру смешения и диффузор, расположенный внутри камеры смешения и диффузора конус, соединенный с сильфонным узлом, образующий с камерой смешения конфузорный участок, а с диффузором - диффузорный, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы путем создания пульсирующего потока активной среды и упрощения конструкции струйного аппарата, сильфонный узел расположен внутри подвижного конуса.

2. Пульсатор для смешивания и транспортирования жидкостей и газов по п.1, отличающийся тем, что сильфонный узел сообщен с выходом струйного аппарата.