Смеситель Советский патент 1990 года по МПК B01F5/00 F02K1/00 

Изобретение относится к машиностроению и может найти применение в качестве устройства, служащего для смешения потоков газообразных, парообразных и жидких сред в авиадвигателестроении.

Цель изобретения - повышение эффективности и надежности.

На фиг. 1 смеситель, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - постановка смесителя за турбиной ДТРД, общий вид; на фиг. 5 - вид В и сечение Г-Г на фиг. 4; на фиг. 6, 7 - варианты смесителя с двумя рядами гофр; на фиг. 8 - вид Д на фиг. 6, 7.

Смеситель содержит корпус 1 и установленный в нем распределитель, выполненный в виде гофрированной поверхности, гофры 2 которой открытыми торцами соединены с разделяющей стенкой 3 без гофр и выполнены уменьшающимися по высоте к свободной кромке и переходящими в стенку 4, эквидистантную поверхности стенки 3 без гофр. Конструктивно смеситель выполняется в виде отдельного узла, изготовленного из листового материала путем штамповки и сварки, который торцами гофр 2 крепится к разделяющей поток стенке 3. Крепление может осуществляться с помощью переходников от одной из взаимно пересекающихся поверхностей к другой, например кронштейнов, планок и т. п. При этом вершины гофр 2 располагаются с одной стороны стенки 3, а впадины с другой. По высоте гофры 2 могут разделяться стенкой 3 пополам или несимметрично в любой пропорции. Профиль полугофр одного ряда может отличаться от профиля второго , например одни сужаются к вершине, а другие расширяются.

Крайний свободный участок без гофр может быть на одном уровне со стенкой 3, а также располагаться выше или ниже ее.

В результате описанного крепления гофр 2 к стенке 3 образуются два ряда, расположенных в шахматном порядке с наружной и внутренней сторон стенки 3. Каждый ряд

сд

со сд

о со

представляет собой криволинейный канал типа лотка.

При выполнении гофр большой высоты стенки их могут быть соединены лопатками с профилем. эквиц,истантныь. профилю дна патрубка При установке смесителя за поверхностью стекання один ряд полугофр может быть удлинен на участок, смонтированный над поверхностью стекания и образующий заборный патрубок. У кольцевого смесителя стенки внутренних полугофр сближаются и могут быть полностью сомкнутыми. При том образуется сплошное кольцо, перекрывающее часть канала.

Смеситель может иметь два ряда гофр, разделенных участком, эквидистантным разделительной стенке без гофр, и расположенных в шахматном порядке, т е. так, что вершины гофр 2 одного ряда находятся напротив впадин первого. Гофры второго ряда могут отличаться по профилю от гофр первого. Гофры второго ряда могут быть выполнены уменьшающимися по высоте или увеличивающимися.

Смеситель работает следующим образом.

Струи потока среды, попадая в образованные полугофрами смесителя патрубки, изменяют свое направление в плоскости, перпендикулярной разделяющей стенке 3 без гофр.

Струя одного потока, направляемая криволинейным каналом гофр 2, внедряется в смежный поток. Внедряющаяся струя выходит между двух полугофр, выступающих в соседний поток, на участке, где высота их снижается, и образуются зоны затенения. Создающееся разрежение в следу полугофр способствует растеканию оснований внедряющихся струй и их смыканию над участком стенки 4, в которую переходят уменьшающиеся по высоте гофры 2.

Как только стенка 4 кончится, за ее срезом внедренные слои сомкнутся.

В результате за смесителем образуются четыре слоя, два внедренных и два оставшихся от основных. Между слоями существуют три поверхности соприкосновения, три поверхности смешения. Средняя поверхность смешения имеет профиль, соответствующий профилю кромки смесителя, а две крайние имеют волнообразный профиль. Толщина и профиль сечения внедренных слоев определяется высотой и профилем гофр 2. Очевидно, что площадь крайних поверхностей смешения будет тем больше, чем выше будут полугофры и чем уже их профиль. Площадь средней поверхности смешения можно увеличить, придав кромке волнообразный, гофрированный профиль. Гофры второго ряда должны быть расположены в противофазе с гофрами первого и иметь высоту примерно в два раза меньшую Такой смеситель, дающий три поверхности смешения волнообразного профиля, совпадающие по фазе, обеспечит получение максимальной суммарной площади смешения, т. е. максимальной эффективности. Постановка направляющих лопаток в высокие гофры организует поворот струи с меньшими потерями и увеличивает жесткость стеною гофр. Удлинение полуволн гофр обеспечивает вход потока з смеситель с крутых поверхностей стекания без потерь на отрывное гэчение. Расположение гофр 2 несимметрично относительно раздельной стенки 3 и смещение относительно ее кромки позволяет смещать поток зз смесителем, осуществлять переброс одного внедренного слоя, выполнять внедрение

- неравных объ емов, ускорять или замедлять смешиваемые потоки.

Благодаря тому, что патрубки, образованные гофрами, закрыты со стороны выхода потока и имеют форму криволинейных отражателей, смеситель выполняет функцию

0 экранирования и запирьния излучений, исходящих от источников через сопло. Этому способствует и участок смесителя гофр, выполняющий роль дополнительного экрана.

Предлагаемый смеситель обладает более высокой эффективностью по сравнению с известным лепестковым, имеющим те же габариты и количество гофр. Предлагаемый смеситель разделяет смешиваемые потоки на четыре слоя, между которыми образуется

о три поверхности смешения, а лепестковый смеситель слоев не создает и образует только одну.поверхность смешения, площадь ко торой в 2-2,5 раза меньше, чем суммарная площадь трех поверхностей. Благодаря значительному увеличению площади поверхнос5 ти смешения процесс смешения происходит значительно интенсивнее и полнее, при одина ковой длине камеры смешения обеспечивается более высокая полнота смешения.

40

Формула изобретения

1.Смеситель, содержащий корпус и прикрепленный к нему распределитель потоков, выполненный в виде гофр переменной высоты, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности, распределитель потоков прикреплен к стенке корпуса открытыми торцами гофр на участках между вершинами и впадинами, при этом гофры выполнены уменьшающимися по высоте в направлении от места соединения

с перегородкой к кромке корпуса и переходящими в участок перегородки, эквидистантной поверхности без гофр.

2.Смеситель по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным распределителем потоков, прикрепленным к основному распределителю и обращенным к впадинам его гофр вершинами.

ui-. 1

фиг 2

Изобретение относится к машиностроению и может найти применение в качестве устройства, служащего для смешения потоков газообразных, парообразных и жидких сред в авиадвигателестроении. Цель изобретения - повышение эффективности и надежности смесителя. Смеситель представляет собой участок гофрированной стенки, гофры которой открытыми торцами на участках между вершинами и впадинами соединены с разделяющей стенкой без гофр и выполнены уменьшающимися по высоте к свободной кромке и переходящими в участок, эквидистантный поверхности стенки без гофр. Имеется второй ряд гофр, соединенных с первым и расположенных так, что вершины гофр одного ряда находятся напротив впадин другого. 1 з.п.ф-лы, 8 ил.

Ч

фигЗ

фиг 4r-r

2

3

Вид 8

фиг. 5

Фиг.ё

8идД

щш

и

U