Эжектор

 

Сущность изобретения: разделители потока установлены за выходным срезом сопла . Активное сопло выполнено кольцевым. Разделители потока выполнены в виде стержней , размещенных напротив выходного отверстия сопла равномерно и симметрично оси эжектора. В поперечном сечении стержни выполнены с острым углом, обращенным в сторону выходного среза сопла. Внутренний конец каждого разделителя размещен внутри окружности, описанной меньшим радиусом активного сопла. Наружный конец каждого разделителя размещен за пределами окружности, описанной большим радиусом активного сопла. Наружные концы разделителей соединены между собой за пределами последней окружности, внутренние концы - внутри окружности, описанной меньшим радиусом сопла. Разделители установлены с возможностью вращательного колебательного движения относительно оси эжектора. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s F 04 F 5/14

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ 1

О о О О

» (21) 4927529/29 (22) 18.04.91 (46) 23.01.93. Бюл, М 3 (71) Ленинградский институт машиностроения (73) Г.Н.Ерченко (56) Патент Ф РГ N 884066, кл. 27 cI, 1, опубл.

1953, (54) ЭЖЕКТОР (57) Сущность изобретения; разделители потока установлены за выходным срезом сопла, Активное сопло выполнено кольцевым.

Разделители потока выполнены в виде стер>кней, размещенных напротив выходного отверстия сопла равномерно и симметрично оси эжектора. В поперечном сечении

Изобретение относится к струйной технике и может быть использовано при перекачивании различных сред, Известен эжектор, предназначенный для удаления паровоздушной смеси из конденсатора паротурбинной установки и поддержания необходимого вакуума, содержащий приемную камеру, суживающееся сопла, камеру смешения, суживающуюся часть канала и диффузор, Сопло служит для преобразования потенциальной энергии давления активной среды, поступающей в сопло из приемной камеры, в кинетическую энергию струи, которая, вытекая из сопла с большой скоростью, увлекает за собой паровоздушную смесь из камеры, соединенной с паровым пространством конденсатора, в суживающуюся часть канала переменного сечения и далее поступает в диффузор, в котором происходит торможе„„. Ж„„1790699 А3 стержни выполнены с острым углом, обращенным в сторону выходного среза сопла, Внутренний конец каждого разделителя размещен внутри окружности, описанной меньшим радиусом активного сопла. Наружный конец каждого разделителя размещен за пределами окружности, описанной большим радиусом активного сопла, Наружные концы разделителей соединены между собой за пределами последней окружности, внутренние концы — внутри окружности, описанной меньшим радиусом сопла, Разделители установлены с воэможностью вращательного колебательного движения относительно оси эжектора, 4 з.п. ф-лы, 7 ил. ние потока и преобразование кинетической энергии в потенциальную, вследствие чего давление на выходе из диффузора превышает атмосферное и происходит постоянное удаление паровоздушной смеси иэ конденсатора.

Недостатком такого эжектора является низкий КПД из-эа того, что активная струя захватывает пассивную среду только своей поверхность, внутренняя же часть струи с пассивной средой не контактирует.

Известен также струйный насос (эжектор), содержащий распределительную камеру, установленное в ней многоствольное активное сопло со стволами, выполненными в виде концентрично размещенных двустенных патрубков с щелевыми выходными оТверстиями, расположенных друг относительно друга с образованием кольцевых каналов для подвода пассивной среды, 1790699

55 и камеру смешения с горловиной, причем активное сопло имеет диаметр, превышающий диаметр горловины камеры смешения, одна из стенок каждого патрубка выполнена цилиндрической, другая — конической и расположена под острым углом к оси камеры смешения, а каналы для подвода пассивной среды сообщены между собой при помощи радиальных патрубков, Недостатками такого струйного (аппарата) насоса являются низкий КПД из-за большого гидравлического сопротивления в многоствольном активном сопле и больших гидравлических потерь s кольцевых каналах для подвода пассивной среды, сложность конструкции и невысокая надежность его работы при перекачке загрязненных сред.

Конструктивно наиболее близким к предло>кенному является э>кектор, содер>кащий активное сопло, камеру смешения и разделители потока активной среды в виде колец, установленных концентрично в камеру смешения на радиальных опорах за выходным сечением активного сопла.

Недостатками такого эжектора являются его низкий КПД из-за повышенного гидравлического сопротивления разделителей потока при проходе через них активной среды, а также из-за затрудненного доступа пассивной среды к внутренним разделителям потока, располо>кенным ближе к оси э>ке кто ра.

Цель изобретения — повышение КПД, Указанная цель достигается тем, что в известном эжекторе, содер>кащем активное сопло и камеру смешения с диффузором и разделителями потока, установленными за выходным срезом сопла, активное сопла выполнено кольцевым, разделители потока выполнены в виде стержней, последние размещены напротив отверстия сопла равномерно и симметрично оси э>кектора и в поперечном сечении стержни выполнены с острым углом, обращенным в сторону Bblходного среза сопла, при этом внутренний конец каждого разделителя потока размещается внутри окру>кности, описанной меньшим радиусом кольцевого активного сопла, а наружный конец ка>кдого разделителя потока размещается за пределами окру>кности, описанной большим радиусом кольцевого активного сопла, причем нару>кные концы ка>кдого разделителя потока соединены ме>кду собой за пределами последней окружности, внутренние концы— внутри окружности, описанной меньшим радиусом сопла, а разделители потока установлены с возможностью вращательного колебательного дви>кения относительно оси эжектора.

Анализ известных технических решений — аналога и прототипа — в исследуемой области,т.е.струйных аппаратов, позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками, описывающими заявляемый эжектор, и признать заявляемое решение соответствующим критерию

"существенные отличия".

В частности, не известны эжекторы, в которых активное сопло было бы выполнено кольцевым, разделители потока были бы выполнены в виде стержней, последние размещались бы напротив выходного отверстия сопла равномерно и симметрично оси эжектора и в поперечном сечении стержни были бы выполнены с острым углом, обращенным в сторону выходного среза сопла, при этом внутренний конец каждого разделителя потока размещался бы внутри окружности, описанной меньшим радиусом кольцевого активного сопла, а наружный конец каждого разделителя потока размещался бы за пределами окружности, описанной большим радиусом кольцевого активного сопла, причем наружные концы каждого разделителя потока были бы соединены между собой за пределами последней окружности, внутренние концы — внутри окру>кнасти, описанной меньшим радиусом сопла, а разделители потока были бы установлены с возможностью вращательного колебательного движения относительно оси эже кто ра.

На фиг. 1 представлен продольный разрез э>кектора; на фиг. 2 — сечение по А-А фиг.

2; на фиг, 3 — фрагмент сечения разделителя потока; на фиг, 4 — сечение по А-А фиг.1; на фиг. 5 — продольный разрез эжектора; на фиг. 6 — сечение по Б-Б фиг, 5; на фиг. 7— фрагмент сечения пустотелого разделителя потока.

В эжекторе (фиг.1,2), содержащем активное сопло 1 и камеру смешения 2 с диффузором 3 и разделителями потока 4, установленными за выходным срезом сопла

1, активное сопло 1 выполнено кольцевым, разделители потока 4 выполнены в виде стержней 5, последние размещены напротив выходного отверстия сопла 1 равномерно и симметрично оси эжектора и в поперечном сечении стержни 5 выполнены с острым углом Р (фиг.3), обращенным в сторону выходного среза сопла 1, при этом внутренний конец 6 каждого разделителя потока 4 размещается внутри окружности 7, описанной меньшим радиусом кольцевого активного сопла 1, а наружный конец 8 каждого разделителя потока 4 размещается за пределами окружности 9, описанной боль1790699

25

45

55 шим радиусом кольцевого активного сопла 1, причем наружные концы 8 каждого разделителя потока 4 соединены между собой за пределами последней окружности 9, внутренние концы 6 — внутри окружности 7, описанной меньшим радиусом сопла 1, а разделители потока 4 установлены с возможностью вращательного колебательного (p ) движения относительно оси эжектора.

При этом разделители потока 4 могут быть выполнены в виде стержней 10 дуговой формы (фиг,4), а также в виде прямых стержней 11 (фиг. 2); кольцевое сопло 1 может быть разделено радиальными перегородками 12, острые кромки 13 которых обращены навстречу активной среде, а разделители потока 4 размещены напротив отверстий 14 сопла 1 (фиг. 5,6); разделители потока 4 могут быть выполнены в виде пустотелых стержней 5, одна из боковых сторон которых обращена в сторону диффузора 3 и выполнена открытой (фиг.7).

Эжектор работает следующим образом (фиг. 1,2), В кольцевое активное сопло 1 из приемной камеры поступает активная среда (пар или вода), где и происходит преобразование потенциальной энергии давления последней в кинетическую энергию струи, которая после выхода из сопла 1 проходит через разделители потока 4, благодаря чему за указанными разделителями потока 4 образуется вместо одной сплошной струи ряд струй. М ногорасполо>кение разделителей потока 4, а именно вплотную к выходному срезу сопла 1 или с зазором между ними и выходным срезом сопла 1 (фиг, 1), определяется из условия достижения максимального КПД эжектора. Подвод пассивной среды в рассматриваемом случае осуществляется и с периферии и с центрального отверстия, расположенного в сопле 1. Острые кромки каждого разделителя потока 4, обращенные с сторону выходного среза сопла

1, разрезают выходящую из сопла 1 сплошную струю (фиг.3). В результате между разделенной струей с помощью разделителей потока 4 образуются зазоры. При этом вследствие того, что разделители потока 4, разрезающие струю на ряд струй, уменьшают проходное сечение для активной среды, происходит перемещение активной среды за пределы внешней границы струи при отсутствии указанных разделителей потока 4, что наряду с увеличением поверхности активной среды вследствие разделения потока на ряд струй дополнительно обеспечивает увеличение поверхности взаимодействия двух сред, а соответственно, дополнительно повышает КПД эжектора.

Величина выхода концов 6 и 8 разделителей потока 4 (фиг.1,2) за кольцо выхода активной среды из выходного среза сопла 1 должна быть такой, чтобы не происходило на любом режиме работы эжектора закрытия обоих концов (торцев) каждого из разделителей потока 4 активной средой, Выполнение разделителей потока 4 в виде стержней 10 дуговой формы (фиг,4) позволяет несколько увеличить поверхность взаимодействия двух сред по сравнению с разделителями потока 4, выполненными в виде прямых стержней 11 (фиг,2), что приводит к повышению КПД эжектора.

При разделении кольцевого сопла 1 радиальными перегородками 12 (фиг.5,6) подвод активной среды к оси эжектора осуществляется как за разделителями потока 4, так и в образующиеся пустоты на выходе активной среды из сопла 1 благодаря наличию вышеуказанных радиальных перегородок 12 в кольцевом активном сопле 1.

Размещение разделителей потока 4 с зазором между ними и выходным срезом сопла 1 обеспечивает надежную работу эжектора при перекачке загрязненных жидкостей. Выполнение разделителей потока 4 в виде пустотелых стержней (фиг.7), одна из боковых сторон которых, обращенная в сторону диффузора, выполнена открытой, обеспечивает надежный подвод пассивной среды при любых условиях эксплуатации эжектора в зону активной среды.

Наиболее ощутимое влияние на увеличение КПД вносит возможность разделителями потока 4 совершать вращательные колебательные (на угол +. p ) движения относительно оси эжектора (фиг.1,2), Величина угла р зависит от расстояния между смежными разделителями потока и определяется из условий достижения максимального КПД. Вышеуказанное вращательное колебательное движение разделителей потока 4 относительно оси эжектора обеспечивает наиболее благоприятные условия для смешения двух сред, т.к, при этом обеспечивается воздействием среды на пассивную среду подобно поршню, сжимающему рабочее тело при своем движении. Частота колебаний зависит от режима работы эжектора и определяется из условий обеспечения наивысшего КПД.

Использование заявляемого изобретения в конденсационных установках паровых турбин, а также в других отраслях техники позволяет повысить КПД, уменьшить массу и габариты эжектора за счет обеспечения оптимальных условий для взаимодействия двух сред.

1790699

Фо рмула изобретения

1. Эжектор, содержащий активное сопло и камеру смешения с диффузором и разделителями потока, установленными за выходным срезом сопла, о т л ич а ю шийся тем, что активное сопло выполнено кольцевым, разделители потока выполнены в виде стержней, последние размещены напротив выходного отверстия сопла равномерно и симметрично оси эжектора, и в поперечном сечении стержни выполнены с острым углом, обращенным в сторону выходного среза сопла, при этом внутренний конец каждого разделителя потока размещается внутри окружности, описанной меньшим радиусом кольцевого активного сопла, а наружный конец каждого разделителя потока размещается за пределами окружности, описанной большим радиусом кольцевого активного сопла, причем наружные концы каждого разделителя потока соединены между собой за пределами последней окружности, внутренние концы— внутри окружности, описанной меньшим радиусом сопла, а разделители потока установлены с возможностью вращательного колебательного движения относительно оси эжектора.

2. Эжектор по и. 1, отличающийся тем, что разделители потока выполнены в виде стержней дуговой формы.

3. Эжектор по и. 1, о тл и ч а ю щи и с я тем, что разделители потока выполнены в виде прямых стержней.

4, Эжекторпоп.1, отл ича ю щийся тем, что кольцевое сопло разделено радиальными перегородками, острые кромки которых обращены навстречу активной среде, а разделители потока размещены напротив отверстий сопла.

5. Эжектор по и. 1, отличающийся тем, что разделители потока выполнены в виде пустотелых стержней, одна из боковых сторон которых обращена в сторону диффузора и выполнена открытой.

1790699

2Г

35

45

Редактор

Заказ 371 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Составитель Г. Ерченко

Техред М,Моргентал Корректор А, Козориз

Ф

72

Д