РАБОЧАЯ КАМЕРА ЭЖЕКТОРА Российский патент 2015 года по МПК F04F5/42 

Изобретение относится к классу струйных насосов, его целью является улучшение энергетических характеристик указанных устройств.

Известен относящийся к струйной технике ВИХРЕВОЙ ЭЖЕКТОР (авторское свидетельство SU №1333866 А1, класс F04F 5/42 от 03.01.86), содержащий камеру завихрения с центральным пассивным и кольцевым активным соплами, камеру смешения и диффузор. В активном сопле расположены закручивающие элементы. С целью повышения коэффициента эжекции на наружной поверхности пассивного сопла выполнена винтовая нарезка, выполняющая функции закручивающих элементов.

Известен предназначенный к использованию в химической, нефтехимической и других отраслях ВИХРЕВОЙ СТРУЙНЫЙ АППАРАТ (патент RU №2076250 С1. класс 6 F04F 5/42 от 29.04.94), состоящий из нескольких разъемных и/или неразъемных цилиндрических секций, содержащих приемную камеру, кольцевое профилированное активное сопло и тангенциальный вводной штуцер. Активные сопла могут быть снабжены направляющими или проточками, или профилированными лопатками, например лопатками типа паровых и газовых лопаток.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предлагаемое изобретение относится к наиболее важному рабочему органу струйного насоса, создающему поток активной текучей среды, от параметров которого (величина и направление вектора скорости, температура активной среды и др.) зависит эффективность воздействия на пассивную текучую среду. Предлагается воздействовать на величину и направление вектора скорости потока активной текучей среды с помощью рабочей камеры, состоящей из тороидального сосуда, имеющего два соосных ему профилированных патрубка, образующих в сборе с сосудом профилированное кольцевое сопло. Тороидальный сосуд предназначен для формирования потока активной текучей среды, поступающей в него при помощи устройства подачи, содержащего патрубки подвода, расположенные равномерно по окружности. Каждый патрубок подвода снабжен профилированным активным соплом, предназначенным для создания струи активной текучей среды. Ось профилированного активного сопла располагается в меридианной плоскости так, что вектор скорости струи активной текучей среды направлен по касательной к внутреннему контуру сечения тороидального сосуда меридианной плоскостью. В этом случае на выходе из кольцевого сопла создается осесимметричный двумерный поток активной среды, вектор скорости которого имеет осевую и радиальную составляющие. Для получения трехмерного потока на выходе из кольцевого сопла профилированное активное сопло следует расположить так, чтобы вектор скорости струи активной текучей среды был направлен по касательной к внутреннему контуру сечения тороидального сосуда плоскостью, образующей с меридианной плоскостью сосуда острый двугранный угол, ребром которого является линия пересечения плоскости симметрии тороидальной поверхности с меридианной плоскостью сосуда.

Предлагаемая конструкция позволяет увеличить приращение кинетической энергии потока пассивной среды при использовании многоступенчатой рабочей камеры.

КОНСТРУКЦИЯ РАБОЧЕЙ КАМЕРЫ

Конструкция рабочей камеры схематически изображена на чертеже фиг. 1. Тороидальный сосуд 2 имеет два соосных ему профилированных патрубка. Патрубок 1 предназначен для подвода пассивной текучей среды, патрубок 5 предназначен для отвода смеси пассивной и активной текучих сред. Патрубки выполнены таким образом, что в сборе с тороидальным сосудом образуют профилированное кольцевое сопло 6. Активная текучая среда поступает в сосуд с помощью устройства подачи, в состав которого входят расположенные равномерно по окружности патрубки подачи 3, каждый патрубок снабжен профилированным активным соплом 4.

Для создания на выходе из сопла 6 осесимметричного двумерного потока активной среды, вектор скорости которого имеет осевую и радиальную составляющие, ось активного сопла 4 располагается в меридианной плоскости так, чтобы вектор скорости выходящей из него струи активной текучей среды был направлен по касательной к внутреннему контуру сечения тороидального сосуда 2 этой плоскостью.

Рассматриваемая конструкция рабочей камеры дает возможность получить на выходе из сопла 6 трехмерный поток активной среды, вектор скорости которого имеет составляющую, перпендикулярную к меридианной плоскости рабочей камеры, то есть тангенциальную составляющую. Для получения трехмерного потока на выходе из сопла 6 активное сопло 4 следует расположить так, чтобы на выходе из сопла 4 вектор скорости струи активной текучей среды был направлен по касательной к внутреннему контуру сечения сосуда 2 плоскостью, образующей с меридианной плоскостью сосуда 2 острый двугранный угол, ребром которого является линия пересечения плоскости симметрии тороидальной поверхности с меридианной плоскостью сосуда.

Осевая симметрия равномерно расположенных патрубков 3 с активными соплами 4 и тороидальная внутренняя поверхность создают условия для возникновения внутри сосуда 2 осесимметричного вихревого потока активной текучей среды. Периферийная часть этого потока попадает в кольцевое сопло 6, на выходе из которого в зависимости от варианта исполнения устройства подачи активной текучей среды возникает осевой либо закрученный поток активной текучей среды. В установившемся режиме активный поток передает часть своей кинетической энергии пассивному потоку в процессе смешения во время движения в патрубке 5.

Приращение кинетической энергии потока пассивной среды можно увеличить при использовании многоступенчатой рабочей камеры, представленной на чертеже фиг. 2. Она может состоять из универсального патрубка для подвода и отвода текучей среды 10 и двух взаимно симметричных частей 8 и 9 сосуда 2. Рабочий режим устройства подачи активной текучей среды в тороидальный сосуд может быть подобран отдельно для каждой ступени в зависимости от потребности.

Камера предназначена для струйных насосов. Камера содержит кольцевое профилированное активное сопло, соосно расположенные патрубок подвода пассивной текучей среды, тороидальный сосуд для формирования потока активной текучей среды, поступающей в него при помощи устройства подачи, содержащего патрубки подвода, каждый из которых снабжен профилированным активным соплом, предназначенным для создания струи активной среды, вектор скорости которой направлен по касательной к внутреннему контуру сечения тороидального сосуда меридианной плоскостью, патрубок отвода смеси активной и пассивной сред, выполненные с возможностью образования в сборе с тороидальным сосудом профилированного кольцевого сопла. Технический результат - улучшение энергетических характеристик указанных устройств. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Рабочая камера эжектора, содержащая кольцевое профилированное активное сопло, отличающаяся тем, что имеет в своем составе соосно расположенные патрубок, предназначенный для подвода пассивной текучей среды, тороидальный сосуд, предназначенный для формирования потока активной текучей среды, поступающей в него при помощи устройства подачи, содержащего патрубки подвода, каждый из которых снабжен профилированным активным соплом, предназначенным для создания струи активной среды, вектор скорости которой направлен по касательной к внутреннему контуру сечения тороидального сосуда меридианной плоскостью, патрубок, предназначенный для отвода смеси активной и пассивной сред, выполненные с возможностью образования в сборе с тороидальным сосудом профилированного кольцевого сопла, на выходе из которого с целью перемещения пассивной среды создается двумерный осесимметричный поток активной среды, вектор скорости которого находится в меридианной плоскости камеры, имеет осевую и радиальную составляющие.

2. Рабочая камера эжектора по п. 1, устройство подачи активной среды которой выполнено так, что вектор скорости выходящей из активного сопла струи активной текучей среды направлен по касательной к внутреннему контуру сечения тороидального сосуда плоскостью, образующей с меридианной плоскостью сосуда острый двугранный угол, ребром которого является линия пересечения плоскости симметрии тороидальной поверхности с меридианной плоскостью сосуда.

3. Рабочая камера эжектора по п. 1, выполненная с возможностью сборки многоступенчатой конструкции, а также с возможностью задания режима подачи активной текучей среды для каждой отдельной ступени.

4. Рабочая камера эжектора по п. 2, выполненная с возможностью сборки многоступенчатой конструкции, а также с возможностью задания режима подачи активной текучей среды для каждой отдельной ступени.