ЖИДКОСТНО-ГАЗОВЫЙ СТРУЙНЫЙ АППАРАТ Российский патент 2013 года по МПК F04F5/04 

1. Область техники

Аппарат предназначен для перекачивания жидкостью газа, необходимость в чем присутствует в различных областях техники.

2. Уровень техники

Известен жидкостно-газовый струйный аппарат, содержащий сопловой блок с, по меньшей мере, одним соплом, по меньшей мере, одну первичную и одну вторичную камеры смешения, причем вход вторичной камеры смешения расположен перед выходами первичных камер смешения, и приемную камеры, в которой размещены сопла соплового блока, первичные камеры смешения и вход вторичной камеры смешения (SU №158041, кл. F04F 5/46, 1963 г.).

Известный струйный аппарат имеет низкий коэффициент полезного действия из-за недостаточно совершенной организации смешения сред (потоков пассивного газа и активной жидкости).

Наиболее близким к предлагаемому устройству, принятым в качестве прототипа, является жидкостно-газовый струйный аппарат, содержащий сопловой блок с, по меньшей мере, одним соплом, одну первичную и одну вторичные камеры смешения и приемную камеру, в которой размещены сопла соплового блока, причем первичная камера смешения частично расположена вокруг сопла, а выход вторичной камеры смешения совмещен с диффузором (RU №2205994. М.кл.⁷: F04F 5/02, 2002 г.).

Недостатком прототипа является неконтролируемое насыщение жидкости пассивным газом, в связи с тем что после выхода потока жидкости и газа из первичной камеры смешения с эжектором происходит неконтролируемый (не расчетный) «окончательный захват пассивного газа».

3. Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является обеспечение заданного проектного насыщения жидкости газом с помощью эжектора.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что жидкостно-газовый струйный аппарат содержит сопловой блок, по меньшей мере, с двумя соплами, две камеры смешения: первичную для предварительного разбиения и перемешивания жидкости с пассивным газом и вторичную для выравнивания скоростей и повышения давления смеси, причем вторичная камера смешения совмещена с диффузором, а также две приемные камеры, одна для жидкости и другая для газа.

Приемная камера для жидкости расположена дальше от диффузора, чем приемная камера для газа.

Приемная камера для газа расположена дальше от диффузора, чем приемная камера для жидкости.

Используются профилированные кольцевые сопла для газа, расположенные вокруг профилированных сопел для жидкости.

Используются сопла для газа в виде отдельных профилированных отверстий, расположенных вокруг профилированных сопел для жидкости.

В приемных камерах используются известные элементы для снижения потерь давления.

Торец приемной камеры, обращенный к диффузору, выполнен сменным.

Сопла и для жидкости, и для газа размещены в ближайшей к диффузору приемной камеры.

Часть или все сопла для газа размещены на боковой поверхности приемной камеры для газа.

4. Краткое описание чертежей

Жидкостно-газовый струйный аппарат изображен на прилагаемой фигуре, где 1 - патрубок подвода жидкости к размещенным в жидкостном коллекторе 2 струйным аппаратам 3, имеющим сопла 4; газ поступает в приемную камеру 5 (газовый коллектор); выход струйного аппарата 3 размещен в первичной камере смешения 6, в которой происходит проектное насыщение жидкости газом, после чего жидкостно-газовая смесь поступает во вторичную камеру смешения 7, от которой жидкостный коллектор 2 и приемная камера 5 отделены стенками 8, и на выходе которой размещены последовательно диффузор 9 и выравнивающая труба 10, переходящая в расширитель 11 с выходом 12 в корпус расширителя 13, имеющего крепление 14 к струйному аппарату. Стенки 8 выполнены с условием инжектирования газа жидкостью только в первичной камере смешения.

Как следует из описания устройства, оно включает две приемные камеры смешения: первичную 6, в которой происходит предварительное смешение, и вторичную камеру смешения 7, в которой происходит окончательное перемешивание сред.

Соотношение площадей отверстий для ввода в первичную камеру смешения жидкости и газа подбираются из условия обеспечения проектного насыщения жидкости газом при заданных параметрах сред.

Приемная камера для жидкости расположена дальше от диффузора, чем приемная камера для газа.

Приемная камера для газа расположена дальше от диффузора, чем приемная камера для жидкости.

Используются профилированные кольцевые сопла для газа, расположенные вокруг профилированных сопел для жидкости.

Используются сопла для газа в виде отдельных профилированных отверстий, расположенных вокруг профилированных сопел для жидкости.

В приемных камерах используются известные элементы для снижения потерь давления.

Торец приемной камеры, обращенный к диффузору, выполнен сменным.

Сопла и для жидкости, и для газа размещены в ближайшей к диффузору приемной камеры.

Часть или все сопла для газа размещены на боковой поверхности приемной камеры для газа.

Приемная камера для жидкости расположена дальше от диффузора, чем приемная камера для газа, а приемная камера для газа расположена дальше от диффузора, чем приемная камера для жидкости.

Иcпoльзуютcя профилированные кольцевые сопла для газа, расположенные вокруг профилированных сопел для жидкости; профилированные кольцевые сопла для газа, расположенные вокруг профилированных сопел для жидкости, причем конструктивно сопла для газа могут быть в виде отдельных профилированных отверстий, расположенных вокруг профилированных сопел для жидкости.

В приемных камерах используются известные элементы для снижения потерь давления (плавные переходы и др.).

Для удобства обслуживания торец приемной камеры, обращенный к диффузору, выполняется сменным.

Сопла и для жидкости, и для газа могут быть размещены в ближайшей к диффузору приемной камере.

Часть или все сопла для газа размещаются па боковой поверхности приемной камеры для газа.

Профилированная часть сопел как для жидкости, так и для газа располагается внутри приемной камеры, ближайшей к диффузору, в выходном торце этой приемной камеры или снаружи ее, в первичной камере смешения.

5. Осуществление изобретения

Работает устройство следующим образом: струя активной жидкости, подводимой в аппарат по патрубку 1, из каждого сопла 4 струйного аппарата 3 попадает из жидкостного коллектора 2 в первичную камеру смешения 6, где происходит ее предварительное разбиение и перемешивание с пассивным газом, поступающим из приемной камеры 5. В первичной камере смешения 6 происходит, в соответствии с законом Дальтона, проектное насыщение жидкости газом, определяемое размерами струйного аппарата и параметрами подаваемых сред: жидкости и газа (Кедров В.М. Атомистика Дальтона. М.-Л. 1940 г.). Затем газожидкостная смесь поступает во вторичную камеру смешения 7, где происходит выравнивание скоростей и повышение давления смеси. Благодаря стенкам 8, ограничивающим инжектирование газа потоком жидкости только в первичной камере смешение, диффузор 9 обеспечивает в выравнивающей трубе 10 качественное перемешивание сред, выходящих в расширитель 11, имеющим выход 12 в корпус расширителя 13 с креплением 14 к струйному аппарату.

6. Технические результаты

Заявленное предложение обеспечивает заданное проектное насыщение жидкости газом с высокой точностью, определяемой закономерностями эжектирования сред.

Аппарат предназначен для совместного перекачивания жидкости и газов, необходимость в чем присутствует в различных областях техники. Жидкостно-газовый струйный аппарат содержит сопловой блок с, по меньшей мере, двумя соплами, первичную и вторичную камеры смешения, а также две приемные камеры, одна для жидкости и другая для газа, а вторичная камера смешения совмещена с диффузором. Технический результат - получение заданного насыщения жидкости газом с высокой точностью. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Жидкостно-газовый струйный аппарат, содержащий сопловой блок с, по меньшей мере, двумя соплами, первичную и вторичную камеры смешения, а также две приемные камеры, одна для жидкости и другая для газа, а вторичная камера смешения совмещена с диффузором.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что приемная камера для жидкости расположена дальше от диффузора, чем приемная камера для газа.

3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что приемная камера для газа расположена дальше от диффузора, чем приемная камера для жидкости.

4. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что используются профилированные кольцевые сопла для газа, расположенные вокруг профилированных сопел для жидкости.

5. Аппарат по п.4, отличающийся тем, что используются сопла для газа в виде отдельных профилированных отверстий, расположенных вокруг профилированных сопел для жидкости.

6. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что в приемных камерах используются известные элементы для снижения потерь давления.

7. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что торец приемной камеры, обращенный к диффузору, выполнен сменным.

8. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что сопла и для жидкости, и для газа размещены в ближайшей к диффузору приемной камере.

9. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что часть или все сопла для газа размещены на боковой поверхности приемной камеры для газа.

10. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что профилированная часть сопел как для жидкости, так и для газа, расположена внутри приемной камеры, ближайшей к диффузору, в выходном торце этой приемной камеры или снаружи ее в первичной камере смешения.