СТНЫЙ ИНЖЕКТОР Советский патент 1971 года по МПК F16D1/00 H02K44/08 

Изобретение относится к yclipdECTBaivi ДЛя магнитогидродинамического преобразования тепловой энергии в электрическую, в частности к разгонным устройст1вам.

Известны паро-жйдкостные инжекторы, содержащие солло Лаваля с форсунками в его закритической части, «амеру смешения, диффузор, центральное тело с регулируюш,ей иглой.

Педостатком известных паро-жидкостных инжекторов является невозможность их саморегулирования при изменении параметров инжектируемой и инжектирующей сред.

Целью изобретения является повыщение эффективности работы Инжектора лри изменяющихся параметрах -инжектируемой и инжектирующей сред и ускорение выхода инжектора на требуемый режим. Для этого форсунки в закритической части сопла Лаваля расположены рядами по окружности, а регулирующая игла выполнена е виде наконечника с форсунками И жестко скрепленного с ним полого цилиндрического стержня. Игла может перемещаться в осевом направлении в опорах под давлением жидкости и «ружины, установленной на полом стержне. Стержень регулирующей иглы расположен в опорах, одна из которых закреплена на внутренней трубе центрального тела, соединенной с наружной трубой через тепловой компенсатор и отделенной

2

ОТ нее тепловыми экранами, другая - на на ружной трубе центрального тела.

Перемещение регулирующей иглы ограничено фиксатором, расположенным на ее цилиндрическом стержне, причем продольное перемещение фиксатора также ограничено, с одной стороны, опорой внутренней трубы центрального тела, а с другой - лружиной, упирающейся одним концом в эту опору, а другим - в стопорное кольцо, закрепленное на свободном конце стержня регулирующей иглы.

Первый ряд форсунок в закритической части сопла Лаваля расположен в сечении, равном но величине входному сечению сопла, а каждый последующий ряд располож-ен в сечении, площадь которого больше площади сечения предыдущего ряда на 25-35%, -причем включение в работу того или иного ряда форсунок зависит от выбираемого режима работы инжектора.

На чертеже изображен предложенный парожидкостный инжектор.

Инжектор состоит из сверхзвукового парового сопла /, труб 2, коллекторов 3, форсуночных узлов 4, камеры смешения 5, диффузора 6, направляющего цилиндра 7, центрального тела 8, внутри которого расположены экраны 9, опора 10 и регулирующая игла //, на

которой, в свою очередь, установлены пруЖИна 12, стопорное кольцо 13 и гайка 14.

Форсуночные узлы 4 состоят из жестко соединенных между собой коротких конических труб с форсунками для влрыскивания холодного жидкого металла в закритичеокую часть inapOBoro сопла / и камеру сл-гешения 5. Эти узлы расположены по зонам закр тической части сопла, а форсунки узлов в каждой зоне расположены рядами по окружности. Первый ряд форсунок расположен в сечении FB, равном входному сечению парового сопла, т. е. в сечении, где имеется пар металла. Каждый последующий ряд форсунок расположен в сеченИИ, ллощадь которого больше плoп.aди сечения ;предыдуш,его ряда на 25-35%. В это-м сечении в случае прекран1ения подачи холодного жидкого металла через предыдущий ряд -все же будет иметься пар металла.

Вдоль iBcero парового солла и частично камеры смешения расположено центральное тело 8, состоящее из наружной и внутренней цилиндрических труб, отделенных одна от другой экранами 9 и имеющих опоры для осевого перемещения регулирующей иглы //. Один конец нарул ной трубы центрального тела жестко соединен с днищем парового сопла, а другой может свободно перемещаться, при этом осевое перемещение обеспечивается направляющим цил-индром 7, ребра которого на наружной поверхности кестко присоединены к камере смешения. Внутренняя труба центрального тела соединена с его наружной трубой через тепловой компенсатор, обеспечивающий компенсацию удлинений этих труб при работе инжектора.

Внутри центрального тела установлена регулирующая игла //, состоящая из профилированного наконечника и,жестко скрепленного с ним полого цилиндрического стержня. Центровка регулирующей иглы осуществлена с помощью двух опор, одна из которых скреплена с наружной трубой центрального тела, а другая 10, представляющая собой направляющий цилиндр с ребрами, жестко присоединена этими ребрами к внутренней трубе центрального тела.

На полом цилиндрическом стержне регулирующей иглы расположен фиксатор, ограничивающий ее перемещение. С одной стороны продольное перемещение фиксатора органнчено опорой 10, с другой - пружиной, упирающейся одним концом в опору 10, а другим- в стопорное кольцо 13, фиксируемое с помощью гайки 14 от перемен,ения 1под действием пружины.

Работает инжектор следующим образом.

При прохоладении пара металла по парОВОму сонлу / и камере смешения 5 наружная труба центрального тела 5 нагревается и свободно -перемещается вдоль направляющего цилиндра 7. При этом температурный компенсатор компенсирует разность в удлинении наружной трубы центрального тела относительно его внутренней трубы, внутри которой течет холодный жидкий металл. В процессе пуска инжектора увеличивается напор холодного жидкого металла, что приводит к сжатию пружины 12 и перемещению регулирующей

иглы // в сторону уменьшения площади горла камеры смешения. После выхода инжектора на номинальный режим регулирующая игла занимает требуемое положение, обеспечивая необходимое давление в камере смещения.

Впрыскивание холодного жидкого металла в паровое сопло через форсунки осуществляется последовательно по зонам закритической части сопла, причем при переходе инжектора с одного режима на другой одновременно может пронзводиться впрыскивание жидкого металла только через форсунки двух близлежащих зон. При избыточном увеличении напора жидкого металла регулирующая игла перемещается в направлении перекрытия сечения

Горла камеры смешения. При падении напора жидкого металла регулирующая игла Под действием пружины стремится вернуться в первоначальное положение. В случае увеличения или уменьшения напора :пара на входе в паровое сопло по сравнению с требуемым будет увеличиваться или уменьшаться давление пара на наконечник регулирующей иглы и тем самым будет изменяться в нужную сторону положение самой иглы, а следовательно, и

сечение горла камеры смешения.

Предмет изобретения

1.Паро-жидкостный инжектор, содержащий 1СОПЛО Лаваля с форсунками в его закритической части для впрыскивания холодной жидкости, камеру смешения, диффузор, центральное тело с регулирующей иглой, имеющей форсунки для впрыскивания холодной

жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы инжектора при изменяющихся параметрах инжектируемой и инжектирующей сред и ускорения выхода инжектора на требуемый режим, форсунки в закритической части сопла Лаваля расположены рядами по окружности, а регулирующая игла выполнена в виде наконечника с форсунками и жестко скрепленного с ним полого цилиндрического стержня и может перемещаться в осевом направлении в опорах под да1вленпем жидкости и пружины, расположенной на стержне регулирующей иглы, одна из Опор закреплена на внутренней трубе Центрального тела, соединенной с наружной трубой через тепловой компенсатор и отделенной от нее тепловыми экранами, другая - на наружной трубе центрального тела, причем на цилиндрическом стержне регулирующей иглы предусмотрепы средства для ограние фиксатора ограничено, с одной стороны, опорой внутренней трубы центрального тела, а с другой - Пружиной, упирающейся одним концом в JTy опару, а другим - в стопорное кольцо, закрепленное на свободном конце стержня регулирующей иглы.

3. Инжектор по п. 1, отличающийся тем, что первый ряд форсунок в закритической части

сопла Лаваля расположен в течении, равном по Величине входному сечению сопла, а каждый последующий ряд расположен в сечении, площадь которого больше площади сечения предыдущего ряда на 25-35%, причем включение В работу того или иного ряда форсунок зависит от выбираемого режима работы инжектора.