Эжектор для отлагающихся сред Советский патент 1992 года по МПК B01F5/04 

Изобретение относится к области струйной техники и может меняться в процессах циркуляционного перемешивания сред, в том числе склонных к образованию отложений, для транспортировки жидких продуктов в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известен эжектор, содержащий сопло, камеру всасывания и смешивания, диффузор. Недостатком устройства является снижение коэффициента эжекции (и, следовательно, производительности устройства) из-за образования отложений на наружной поверхности сопла. При работе эжектора в зоне наружной поверхности сопла образуется гидродинамически пассивная зона, в которой происходит оседание и отложение продуктов, обладающих высокими адгезионными свойствами, что приводит к наружному обрастанию сопла. Процесс зарастания сопла достигает выходного среза сопла и нарушает гидродинамику вытекающей из сопла струи: происходит преждевременное расширение вытекающей струи из- за возмущения, создаваемого на выходной кромке сопла отложениями. (Такое явление известно в гидродинамике как эффект Ко- анда). Это нарушает работу эжектора и вызывает необходимость остановки системы для очистки наружной поверхности сопла.

Известен эжектор, содержащий сопло, камеру всасывания с размещенным внутри завихрителем, камеру смешивания и диффузор. Недостатком его является снижение коэффициента эжекции в- условиях работы на средах, содержащих вещества, склонные к отложениям на поверхности оборудования. Наличие статического завихрителя турбули- зирует пассивный поток, то только в периферийной части камеры смешивания, т.к. туда сбрасывается основная масса жидкости за счет инерционных сил. При этом в осевой зоне завихрителя образуется гидродинамически пассивная зона и, следовательно, создаются благоприятные условия для осаждения отлагающихся веществ на

сл

С

vi

Qs

К

го

поверхности сопла, что приводит к нарушению гидродинамики активной струи и снижает коэффициент эжекции,

В качестве прототипа изобретения выбран эжектор, содержащий активное сопло, на котором с возможностью вращения установлен завихритель, соединенный со скребком в виде пластин, и камеру смешивания. Основным недостатком известного устройства является недостаточный коэффициент эжекции, обусловленный зарастанием снаружи выходной кромки сопла, Это происходит потому, что скребок из пластин размещен на расстоянии за пределами выходного среза сопла и не обеспечивает механического удаления отложений. При этом при натекании активной струи на скребок происходит рассекание сплошной струи на струи, что приводит к нарушению сплошности активной струи и обуславливает наблюдаемое снижение коэффициента эжекции.

Цель изобретения - повышение коэффициента эжекции за счет устранения образования отложений на сопле.

На фиг.1 показан общий вид устройства; на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1; на фиг.З - вид Б.

Эжектор для отлагающихся сред включает активное сопло 1, камеру всасывания 2, камеру смешивания 3, диффузор 4. Внутри камеры всасывания размещен завихритель 5 в виде усеченного конуса, выполненный из однонаправленных пластин 6, которые могут частично перекрывать друг друга по всей длине лопастей. Завихритель 5 установлен с зазором 7 относительно стенок камеры всасывания 2 и размещен свободно меньшим основанием на втулке 8, выполненной из фторопласта для снижения коэффициента трения. Большее основание завихрителя 5 размещено между соплом 1 и камерой смешивания 3. На сопле 1 жестко размещено кольцо 9, исключающее продольное перемещение завихрителя 5. Завихритель 5 соединен посредством держателя 10 со скребком 11, выполненным из пластин 12. Пластины 12 нижним концом спрофилированы по поверхности сопла 1, при этом нижний крайний конец пластины размещен на срезе сопла 1, Пластины 12 соединены жестко друг с другом верхними концами и в этом месте соединены с держателем 9. Пластины 12 могут быть размещены равномерно на поверхности сопла 1, изолированно друг от друга. В этом варианте каждая пластина 12 снабжена держателем 9.

Устройство работает следующим образом. Жидкость, содержащая вещества, склонные к образованию отложений (например, смолообразующие компоненты), поступают в сопло 1. Благодаря высокой скорости жидкости в сопле 1 зарастания сопла 1 внутри не происходит. Высокоскоростная струя

из сопла 1 эжектирует пассивную жидкость из камеры всасывания 2 и интенсивно перемешивается с ней в камере смешивания 3 и диффузоре 4. Высокие скорости жидкости в элементах 3 и 4, а также высокая турбулизация потока предотвращают образование отложений в этих зонах устройства. Поток пассивной жидкости в камере всасывания 2 под действием эжекционного эффекта со стороны активной струи натекает на завихритель 5. Благодаря тому, что завихритель 5 установлен на сопле 1 свободно и на расстоянии относительно стенок камеры 2 происходит его вращение. За счет жесткого соединения завихрителя 5 со скребком 11

происходит одновременно и вращение скребка 11, обеспечивающее очистку наружной поверхности сопла 1 от отложений. Благодаря наклонному размещению пластин 12 обеспечивается низкое лобовое сопротивление скребка при вращательном движении. В условиях работы на быстроот- лагающихся средах целесообразно равномерное размещение пластин 12 на поверхности сопла. В этом случае число пластин и угол их наклона определяются временем образования отложений. Так как завихритель 5 и скребок 11 постоянно находятся во вращательном движении, то зарастания их элементов - лопастей б и пластин

12 не происходит из-за активного взаимодействия этих элементов с потоком жидкости. Выполнение завихрителя 5 коническим и размещенным большим основанием между соплом 1 и камерой смешивания 3 обеспечивает более развитую поверхность взаимодействия потока и завихрителя, что позволяет получить значительный вращательный момент и требуемую частоту вращения зазихрителя 5 со скребком 11.

Жидкость, пройдя завихритель 5 и придав ему вращение, турбулизируется и увлекается активной струей из сопла 1 в камеру смешивания 3.

50

Формула изобретения

1. Эжектор для отлагающихся сред, содержащий активное сопло, на котором с возможностью вращения установлен завих- ритель, соединенный со скребком в виде пластин, и камеру смешивания, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента эжекции за счет устранения отложений на сопле, скребок размещен на наружной поверхности сопла и имеет профиль, аналогичный наружному профилю сопла.

2. Эжектор по п.1,отличающийся тем, что завихритель имеет форму усеченнооснованием, а большее основание размещено между соплом и камерой смешивания. 3. Эжектор по пп.1 и2,отличающий- с я тем, что пластины скребка размещены

Сущность изобретения: активное сопло содержит конический завихритель, установленный на наружной поверхности сопла с возможностью вращательного движения. Завихритель жестко соединен со скребком, выполненным из пластин, спрофилированных по наружной поверхности сопла. Завихритель и скребок вращаются под воздействием эжектируемого потока. 2 з.п. ф- лы, 3 ил.

го конуса и закреплен на сопле меньшим 5 равномерно по поверхности сопла.

Оиг.1

7

направлнниевращения

Фиг. 3