Эжектор Ерченко Г.Н. Советский патент 1993 года по МПК F04F5/14 

Изобретение относится к струйной технике и может быть использовано при перекачивании различных сред.

Цель изобретения - повышение КПД эжектора.

На фиг.1 представлен продольный разрез эжектора; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1: на фиг.З - фрагмент выполнения элемента и участка кольца; на фиг.4 - фрагмент выполнения участка кольца: на фиг.5 - фрагмент выполнения другого кольца.

В эжекторе, содержащем активное сопло 1. камеру смешения 2 с диффузором 3 и установленный в камере смешения 2 коаксиально соплу 1 разделитель потока 4, выполненный в виде двух колец 5 и 6, кромки колец обращены друг к другу, соединены элементом 7, имеющим форму усеченного конуса, большее основание которого обращено к диффузору, причем в указанном эле- менте 7 на всей его длине сделаны равномерно распределенные вокруг оси эжектора вырезы 8, ориентированные в направлении оси последнего и чередующиеся с участками боковой поверхности элемента 7.

При этом по крайней мере одно кольцо (5 или 6) может иметь цилиндрическую форму (фиг.1); по крайней мере одно кольцо (5 или 6) может быть выполнено в форме усеченного конуса; части боковой поверхности элемента 7. граничащие с вырезами, с обеих сторон на всей их длине могут иметь отгибы 9, ориентированные от оси эжектора (фиг.З): кольцо 6 большего размера может иметь на участках, граничащих с торцевыми гранями, элемента 7, обращенными в сторону диффузора 3, гофры 10, выполненные в направлении оси эжектора (фиг.З): на указанных участках кольца 6 большего размера с их наружной стороны могут быть выполнены винтообразные выступы 11, имеющие форму гребенки, с острыми входными кромками 12, обращенными в сторону сопла 1 (фиг.4): за выходным сечением элемента 7 разделителя потока 4 вплотную к последнему коак- сиально оси эжектора может быть установлено кольцо 13. имеющее размеры в каждом сечении, превосходящие размеры кольца 6 большего размера разделителя потока 4 (фиг.1); кольцо 13, установленное коаксиально оси эжектора, может быть

v

fe

DO Ю

1Л

ся

СА

выполнено в форме усеченного конуса; кольцо 13, установленное коаксиально оси эжектора, может быть выполнено в форме цилиндра (фиг.1); с внутренней стороны кольца 13, установленного коаксиально оси эжектора, могут быть сделаны винтовые выступы, имеющие форму гребенки с острыми входными кромками, обращенными в сторону сопла 1; винтовые выступы на внутренней стороне кольца 13, установленного коаксиально оси эжектора, могут быть выполнены на участках, смежных в радиальном направлении с боковой поверхностью элемента 7; кольцо 13, установленное коаксиально оси эжектора, с внутренней стороны и наружной стороны, на участках, смежных в радиальном направлении с вырезами 8 элемента 7, может иметь цилиндрическую форму, а с наружной стороны, на участках 14, смежных в радиальном направлении с участками боковой поверхности элемента 7, может иметь форму усеченного конуса, причем на границах указанных участков и цилиндрических участков могут быть выполнены выступы 15 (фиг.5), ориентированные от оси эжектора, причем острой входной кромкой 16 кольцо 13 обращено в сторону сопла 1, а указанная острая кромка 16 кольца 13 располагается между внутренней 17 гранью каждого отгиба боковой поверхности элемента, примыкающей к последнему, и наружной гранью 18 в выходном сечении элемента 7 (фиг.З); кольца 13, установленные коаксиально оси эжектора, с наружной стороны на участке, смежном в радиальном направлении с участками боковой поверхности элемента 7, могут быть снабжены винтообразными выступами, имеющими форму гребенки с острыми входными кромками, обращенными в сторону сопла 1 (аналогично фиг.4); направление закрутки винтообразных выступов с внутренней и наружной сторон кольца 13, установленного коаксиально оси эжектора, может совпадать; направление закрутки винтообразных выступов с внутренней и наружной сторон кольца 13, установленного коаксиально оси эжектора, может быть противоположно друг другу; на каждом участке элемента 7, расположенном между вырезами последнего, на части его длины, отсчитываемой от передней кромки, обращенной в сторону сопла 1, с боковых его сторон могут быть выполнены выступы 19 (фиг.З), ориентированные в противоположном отгибам элемента направлении, причем высота указанных выступов ограничена поверхностью цилиндра, описанного радиусом входного сечения элемента 7; к каждому начальному участку элемента 7 разделителя потока 4,

расположенному между вырезами 8 (фиг.1), со стороны, обращенной к оси эжектора, вплотную могут примыкать элементы, внутренняя поверхность которых ограничена

цилиндрической поверхностью, описанной радиусом входного сечения элемента 7 разделителя потока 4, а боковые стороны являются продолжением отгибов в направлении к оси эжектора, а задняя грань, обращенная к диффузору 3, расположена между входным и выходным сечениями элемента 7 разделителя потока 4; элементы, примыкающие к каждому участку элемента 7 разделителя потока 4, могут быть выполнены

5 пустотелыми с открытыми задними гранями, обращенными к диффузору 3.

Эжектор работает следующим образом. Активная среда (пар или вода), выходящая из сопла 1 (фиг.1. 2), с помощью разде0 лителя потока 4, установленного в камере смешения 2 вплотную или на расстоянии от выходного сечения сопла 1, делится на ряд струй. Центральная часть струи активной среды и активная среда, проходящая в зазо5 pax разделителя потока 4. перемещается за разделителями потока в виде единой струи, но со сложной формой в каждом ее сечении, а активная среда, набегающая на боковую поверхность элемента 7, перемещается в

0 зону пассивной среды, что в совокупности с вышеуказанным приводит к резкому увеличению поверхности взаимодействия двух сред, а следовательно, приводит к значительному повышению КПД эжектора.

5 Кольца 6 большего размера располагаются в зоне движения пассивной среды, благодаря чему под боковыми поверхностями элемента 7 образуются пустоты, в которые втягивается пассивная среда, создавая

0 благоприятные условия для передачи кинетической энергии от активной к пассивной среде. Кольцо 5 меньшего размера разделителя потока 4 размещается в зоне активной среды, при этом диаметр указан5

0

ного кольца определяется местом установки разделителя потока 4, характеристиками эжектора.

Выбор формы колец 5 и 6, соединяемых элементом 7 разделителя потока 4, определяется также характеристиками эжектора.

При этом оба кольца могут быть одновременно выполнены в форме цилиндра или усеченного конуса (фиг.1). Выполнение отгибов 9 с обеих сторон боковых поверхно- 5 стей элемента 7, граничащих с вырезами 8 (фиг.З), устраняет боковое смещение потоков активной среды, движущихся по вышеуказанным поверхностям элемента 7 в зону пассивной среды, и тем самым предотвращает изменение направленного движения

активной среды в зону разрежения под боковыми поверхностями элемента 7, Высота отгибов должна быть такой, чтобы не происходило бокового перетекания активной среды через указанные отгибы при ее движении вдоль боковых поверхностей элемента 7.

Для увеличения поверхности взаимодействия между активной средой и пассивной средой на наружной поверхности кольца 6 могут быть выполнены гофры (фиг.З). Для большей интенсификации процесса передачи кинетической энергии между средами на участках кольца б большего размера выполняются винтовые выступы 11 (фиг.4). К дополнительному повышению КПД эжектора приводит установка кольца 13 за выходным сечением элемента 7, которое организует движение активной среды (фиг.5). Форма кольца 13 может быть разнообразной и определяется характеристиками эжектора и условием достижения максимального КПД. Количество колец 13 зависит от характеристик эжектора, его геометрических размеров.

Выполнение винтовых выступов на кольце 13, установленном коаксиально оси эжектора (фиг.5), приводит к дальнейшему улучшению условий для взаимодействия двух сред, при этом указанные выступы могут выполняться на одной стороне кольцд 13 или одновременно на внутренней и наружной сторонах кольца, а выполнение участков кольца 13. которые с обеих сторон обтекаются активной средой, треугольного профиля в продольном сечении эжектора обеспечивает образование за указанными участками пустоты, в которые устремляется пассивная среда. При этом направление закрутки указанных выступов с обеих сторон может совпадать; может быть противоположно друг другу. Выбор направления закрутки определяется условиями достижения максимального КПД эжектора.

С целью предотвращения втягивания в образующиеся пустоты под боковыми поверхностями элемента 7 активной среды к последним могут вплотную примыкать элементы (вытеснители), за задними гранями которых располагается раздел двух сред. При этом вместо указанных элементов с боковых сторон поверхности, расположенной между вырезами 8, могут быть выполнены выступы 19 (фиг.З). Выбор производится опытным путем.

Количество вырезов в разделителе потока 4, геометрические размеры последнего и другие характеристики определяются из условий достижения максимального КПД

Использование заявляемого изобретения в конденсационных установках паровых турбин, а также в других отраслях техники позволяет уменьшить энергозатраты на ра- 5 боту эжектора за счет значительного повышения его КПД, а также уменьшить массу и габариты.

Формула изобретения

01. Эжектор, содержащий активное сопло, камеру смешения с диффузором и установленный в камере смешения коаксиально соплу разделитель потока, выполненный в виде двух колец, отличающийся тем.

5 что кромки колец, обращенные одна к другой, соединены элементом, имеющим форму усеченного конуса, большее основание которого обращено к диффузору, причем в указанном элементе на всей его длине сде0 ланы равномерно распределенные вокруг оси эжектора вырезы, ориентированные в направлении оси последнего и чередующиеся с участками боковой поверхности элемента.

5 2. Эжектор по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что по крайней мере одно кольцо имеет цилиндрическую форму.

3.Эжектор поп.1,отл ича ющийся тем, что по крайней мере одно кольцо вы0 полнено в форме усеченного конуса.

4.Эжектор по пп.1-3, отличающИй- с я тем. что части боковой поверхности элемента, граничащие с вырезами, с обеих сторон на всей их длине имеют отгибы,

5 ориентированные от оси эжектора.

5.Эжектор по пп.1-4, отличающий- с я тем, что кольцо большего размера имеет на участках, граничащих с торцевыми гранями элемента, обращенными в сторону диф0 фузора. гофры, выполненные в направлении оси эжектора.

6.Эжектор по пп.1-5, отличэющий- с я тем, что на указанных участках кольца большего размера с их наружной стороны

5 выполнены винтообразные выступы, имеющие форму гребенки с острыми входными кромками, обращенными в сторону сопла.

7.Эжектор по пп.1-6, отличающий- 0 с я тем, что за выходным сечением элемента

разделителя потока вплотную к последнему коаксиально оси эжектора установлено кольцо, имеющее размеры в каждом сечении, превосходящие размеры кольца боль- 5 шего размера разделителя потока.

8.Эжектор по п.7, отличающийся тем, что кольцо, установленное коаксиально оси эжектора, выполнено в форме усеченного конуса

9.Эжектор по п.7, отличающийся тем, что кольцо, установленное коаксиально оси эжектора, выполнено в форме цилиндра.

10.Эжектор по пп.7-9, от л ича ю щи й- с я тем, что с внутренней стороны кольца, установленного коаксиально оси эжектора, сделаны винтовые выступы, имеющие форму гребенки с острыми входными кромками, обращенными в сторону сопла.

11.Эжектор по п.10, отличающий- с я тем, что винтовые выступы на внутренней стороне кольца, установленного коаксиально оси эжектора, выполнены на участках, смежных в радиальном направлении с боко- вой поверхностью элемента,

12.Эжектор по пп,7-11,отличающий с я тем, что кольцо, установленное коаксиально оси эжектора, с внутренней стороны и с наружной стороны, на участках, смежных в радиальном направлении с вырезами элемента, имеет цилиндрическую форму, а с наружной стороны, на участках, смежных в радиальном направлении с участками боковой поверхности элемента, име- ет форму усеченного конуса, причем на границах указанных участков и цилиндрических участков выполнены выступы, ориентированные от оси эжектора, причем острой входной кромкой кольцо обращено в сто- рону сопла, а указанная острая кромка кольца располагается между внутренней гранью каждого отгиба боковой поверхности элемента, примыкающей к последнему,

и наружной гранью е выходном сечении эле- мента.

13.Эжектор по п.12, отличающий- с я тем, что кольца, установленные коаксиально оси эжектора, с наружной стороны,

на участках, смежных в радиальном на- правлении с участками боковой поверхности элемента, снабжены винтообразными выступами, имеющими форму гребенки с

острыми входными кромками, обращенными в сторону сопла.

14.Эжектор по пп.12 и 13, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что направление закрутки винтообразных выступов с внутренней и наружной сторон кольца, установленного коаксиально оси эжектора, совпадает.

15.Эжектор по пп.12 и 13, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что направление закрутки винтообразных выступов с внутренней и наружной сторон кольца, установленного коаксиально оси эжектора, противоположно друг другу.

16.Эжектор по пп.1-15, отличающийся тем, что на каждом участке элемента, расположенном между вырезами последнего, на части его длины, отсчитываемой от передней кромки, обращенной в сторону сопла, с боковых его сторон выполнены выступы, ориентированные в противоположном отгибам элемента направлении, причем высота указанных выступов ограничена поверхностью цилиндра, описанного радиусом входного сечения элемента.

17.Эжектор по пп.1-15, отличающийся тем, что к каждому начальному участку элемента разделителя потока, расположенному между вырезами, со стороны, обращенной к оси эжектора, вплотную примыкают элементы, внутренняя поверхность которых ограничена цилиндрической поверхностью, описанной радиусом входного сечения элемента разделителя потока, а боковые стороны являются продолжением отгибов в направлении к оси эжектора, а задняя грань, обращенная к диффузору, расположена между входным и выходным сечениями элемента разделителя потока.

18.Эжектор по п.17, отличающий- с я тем, что элементы, примыкающие к каждому участку элемента разделителя потока, выполнены пустотелыми с открытыми задними гранями, обращенными к диффузору.

а.с.

Использование: в струйной технике. Сущность изобретения: в камере смешения с диффузором установлен коаксиально соплу разделитель потока, выполненный в виде двух колец. Кромки колец, обращенные одна к другой, соединены элементом умеющим форму усеченного конуса. Большее основание конуса обращено к диффузору. В элементе по всей длине сделаны равномерно распределенные вокруг оси эжектора вырезы, ориентированные в направлении оси эжектора и чередующиеся с участками боковой поверхности элемента. 17 з.п. ф- лы. 5 ил.