Эжектор

 

Использование: в струйной технике. Сущность изобретенияразделители потока (РП), установленные в камере смешения, выполнены в виде прямых стержней с острым углом в каждом их сечении, обращенным в сторону выходного среза сопла (ВСС). Острые кромки всех РП, обращенные в сторону ВСС, параллельны между собой, лежат в двух плоскостях, параллельных ВСС КромИзобретение 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 сопло, камеру смешения, суживающуюся часть канала и диффузор. Сопло служит для преобразования потенциальной ки каждых двух РП, размещенных друг под другом, лежат в одной плоскости, параллельной продольной плоскости эжектора. При повороте указанных РП вокруг осей, совпадающих с их кромками, навстречу друг другу их плоские грани, обращенные друг к другу, м.б. совмещены в одной плоскости. При совмещении граней, лежащих друг под другом, в одной плоскости в каждой паре смежных РП они располагаются под одинаковым по абсолютной величине углом к продольной плоскости эжектора, но равным по знаку для каждого из двух РП, расположенных в разных сечениях эжектора. При работе РП совершают колебательные движения вокруг оси, совпадающей с кромкой, на один и тот же угол. Колебания для всех РП одного сечения эжектора имеют одинаковое направление, но противоположное для РП указанных сечений. При совершении колебательных движений плоские поверхности граней каждых из двух РП, расположенных друг под другом, достигают поверхности, параллельной продольной плоскости эжектора , не пересекая ее. 5 з. п. ф-лы, 3 ил. 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 торможение потока и преобразование кинетической энергии в потенциальную, вследствие чего 70 с кэ о о о 00 о о

fs»s F 04 F 5/14

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .ленц". т,,,, ., фЦ Я Ф, f

К ПАТЕНТУ

О

О

Изобретение относится к струйной технике и может быть использовано при перекачивании различных сред, Известен эжектор, предназначенный дпя удаления паровоздушной смеси иэ конденсатора паротурбинной установки и поддержания необходимого вакуума. содержащий приемную камеру, суживающееся сопло, камеру смешения, суж вающуюся часть канала и диффузор. Сспло служит для преобразования потенциальной (21) 4955388/29 (22) 17.06.91 (46) 07.09.93. Бюл, N 33-36 (71) Санкт-Петербургский институт машиностроения (ВТУЗ-Л M3) (72) Ерченко Г, Н, (73) Ерченко Г. Н, (56) Паровые и газовые турбины/ Под ред.

А. Г. Костюка и В. В. Фролова, — M,: Энерговтомиздат. 1985, с. 192-193.

Авторское свидетельство СССР

М 1201556, кл, F 04 F 5/14, 1985.

Патент США N. 2759661, кл, F 04 F 5/02, опублик, 1956. (54) ЭЖЕКТОР (57) Использование: в струйной технике.

Сущность изобретения. разделители потока (РП), установленные в камере смешения, выполнены в виде прямых стержней с острым углом в каждом их сечении, обращенным в сторону выходного среза сопла (ВСС). Острые кромки всех РП, обращенные в сторону

ВСС, параллельны между собой, лежат в двух плоскостях, параллельных ВСС. Кром„.,RU Ä 2000486 С ки каждых двух РП, размещенных друг под другом. лежат в одной плоскости, параллельной продольной плоскости эжектора.

При повороте укаэанных РП вокруг осей, совпадающих с их кромками, навстречу друг другу их плоские грани, обращенные друг к другу, м.б. совмещены в одной плоскости.

При совмещении граней, лежащих друг под другом, в одной плоскости в каждой паре смежных РП они располагаются под одинаковым по абсолютной величине углом к продольной плоскости эжектора. но равным по знаку для каждого из двух РП, расположенных в разных сечениях эжектора. При работе РП совершают колебательные движения вокруг оси, совпадающей с кромкой, на один и тот же угол. Колебания для всех РП одного сечения эжектора имеют одинаковое направление, но противоположное дпя РП укаэанных сечений, При совершении колебательных движений плоские поверхности граней каждых из двух РП, расположенных друг под другом, достигают поверхности, параллельной продольной плоскости эжектора, не пересекая ее, 5 з. и. ф-лы, 3 ил. энергии давления активной среды. поступающей в сопло из приемной камеры, в кинетическую энергию струи, которая, вытекая иэ сопла с большой скоростью, увлекает за собой паровоэдушную смесь иэ камеры, соединенной с паровым пространством конденсатора, в суживающуюся часть канала переменного сечения и далее поступает в диффуэор. в котором происходит торможение потока и преобразование кинетической энергии в потенциальную. вследствие чего

2000486 давление на оыходе из диффузорэ превышает атмосферное и происходит постолнное

ypaneIlue паровоздушной смасб1 из конденсатора.

Недостатком такого эжекторэ является низкий КПД из-за того, что актионал струл захватывает пассивную среду только своей поверхностью, внутренняя же часть струи с пассивной средой не контактирует.

Известен так>ке струйный насос (эжектор), содержащий распределительную камеру, уб.тановленное о ней многоствольное активное сопло с0 стволами, L!ыполненныMè в виде концентрично размещенных доухстенных патрубков с щелевыми выходными отверстиями, расположенных двух относительно друга с образованием кольцевых каналов длл г1одводэ пассивной среды, и камеру смешенил с горловиной. и ричем активное сопло имеет диаметр, превышабощий диаметр горловины камеры смешения, одна из стенок патрубкэ выполнена цилиндрическо I, а другая - коб1ической и расположен l под острым углом к ocll камеры смешенил, а каналы длл подзода пассб1011ой среды сообщены между собой при помощи радиальных патрубков, Недостатка;1б1 такого cTpjjAIIofo насоса яоллботсл низкий КПД б13 зэ большого гидравлического сопротиоленил в многоствольном активном сопле и больших гидравлических потерь о кольцеоь1х каналах

ДЛЛ ПОДООДЭ flBCCL10lloi1 СРЕДЫ, СЛО>КНОСГЬ ко11струкциб1 и неоысокал надежность еТО работы при перекачке загp03lleffliblx сред.

Конструктивно наиболее близким к

П РЕДЛОжЕН11ОМУ Я ОЛЯЕтСЛ Э>КЕКтОР, СОДЕР>кащий актигное сопло, камеру смешения, диффузор и установленные ээ выходным срезом сопла о камере смешения разделители потока, размещенные параллельно друг другу о сечеббб1и, перпендикулярном оси э>кектора, причем 060 конца ка>кдого разделителя потока выступэбот за окружность, описан 1ую радиусом выходного среза сопла.

Недостатками такого эжекторэ лоляются низкий КПД из-за повышенного гидравлического сопротивления при проходе активной среды через разделители потока, а также из-зэ неэффективного качества смешения активной и пассивной сред при движении эа разделителями потока.

Цель изобретения — пооьнвение КПД, Указанная цель достигаетсл тем, что о известном эжекторе. содержаобем активное сопло, камеру смешения с диффузором и установленные в камере смешения рээделители потока, причем оба конца каждого разделителя потока выступают зэ пределы

20 >5

55 окружности, описанной выходным радиусом сопла, разделители потока выполнены

0 виде прямых стержней с острым углом 0 ка.кдом их сечении. обращенном о сторону выходного среза сопла, и размещенные напротив отверстий последнего так. что острые кромки всех разделителей потока, обращенные 0 сторону выходного среза сопла, параллельны между собой, лежат в двух плоскостях параллельных выходному срезу сопла, и при этом указанные кромки каждый двух разделителей потока, размещенных друг под другом. лежат в одной плоскости, параллельной продольной плоскости эжектора, а и ри повороте указанных каждых двух разделителей потока вокруг осей, совпадающих с их острыми кромками, наостречу друг другу плоскиа грани, обращенные друг к другу, могут быть совмещеньб о одной плоскости, при этом при совмещении указанных плоских граней двух разделителей потока, лежащих друг под другом, о одной плоскости D каждой паре сме>кных разделителей fl010K0 г1оследние располагаются под одинаковым по эбсол отной величине углом к продолы1ой плоскости эжектора, но разным по знаку длл ка>кдого из двух разделителей ffofoê0, рас lоло>кенных 0 разных сечеббилх эжектора, а при работе эжектора разделители потока совершают колебательные движения вокруг оси, соопадэбощей с острой крoMкой кэждоf0 разделителя пото-. ка, на один и тот же угол, причем указанные колебания для всех разделителей погокэ одного сеченил э>кектора имебот одинаковое направление, но противоположное длл разделителей потока указанных сечений, при этом при совершении колебательных дви>кений плоские поверхности граней каждых иэ двух разделителей потока, расположенI1!1x друг под другом, достигают поверхности, параллелы1ой продольной плоскости эжектора, не пересекал последнюбо.

При этом входной су>киоабощийся участок камеры смешения может быть выполнен в và>êäoM сечении 00алыбой формы и сопряжен с цилиндрической частью камеры смешения.

Анализ известных технических решений — аналогов и прототипа — в исследуемой области позволяет сделать вывод об отсутствии о них признаков, сходных с сущест0eIIll!,lf1l: отличигелбн1ыми признаками, описыоэlîщиMè ЗаяоляеMûé эжекбор, и признать заявляемое решение соответствующим кригери1о "существенные отличия".

В частности, не известны эжекторы, о которых разделители потока были бы Bll полнены в виде прямб,Ix стер:кней с острым углом 0 каждом их сечении. обращенном в

2000486 сторону выходного среза сопла, и размещенные напротив отверстий последнего так, что острые кромки всех разделителей потока, обращенные в сторону выходного среза сопла, были бы параллельны между собой, лежали бы в двух плоскостях, параллельных выходному срезу сопла, и при этом укаэанные кромки каждых двух разделителей потока, размещенных друг под другом, лежали бы в одной плоскости, параллельной продольной плоскости эжектора, а при повороте указанных каждых двух разделителей потока вокруг осей, совпадающих с их острыми кромками. навстречу друг другу плоские грани, обращенные друг к другу, могли бы быть совмещены в одной плоскости, при этом при совмещении указанных плоских граней двух разделителей потока, лежащих друг под другом, в одной плоскости в каждой паре смежных разделителей потока последние располагались бы под одинаковым по абсолютной величине углом к продольной плоскости эжектора, но разным по знаку для каждого из двух разделителей потока, расположенных в разных сечениях эжектора, а при работе эжектора разделители потока совершали бы колебательные движения вокруг оси. совпадающей с острой кромкой каждого разделителя потока, на один и тот же угол, причем укаэанные колебания для всех разделителей потока одного сечения эжектора имели бы одинаковое направление, но противоположное для разделителей потока указанных сечений, при этом при совершении колебательных движений плоские поверхности граней каждых из двух разделителей потока, расположенных друг под другом, достигали бы поверхности. параллельной продольной плоскости эжектора. не пересекая последнюю.

На фиг. 1 представлен продольный разрез эжектора: на фиг. 2 — сечение А-А на фиг, 1; на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг. 1.

В эжекторе. содержащем активное сопло 1, камеру смешения 2 с диффузором 3 и установленные в камере смешения 2 разделители потока 4, причем оба конца 5 и 6 каждого разделителя потока 4 выступают за пределы окружности, описанной выходным радиусом сопла 1, разделители потока 4 выполнены в виде прямых стержней 7 (фиг. 1.

2) с острым углом rp (фиг, 3) в каждом их сечении, обращенным в сторону выходного среза сопла 1, и размещенные напротив отверстий последнего так. что острые кромки

8 всех разделителей потока 4. обращенные в сторону выходного среза сопла 1, параллельны между собой. лежат в двух плоскостях, параллельных выходному срезу сопла

1 (фиг, 1). При этом указанные кромки 8 каждых двух разделителей потока 4. размещенных друг под другом. лежат в одной плоскости, параллельной продольной плоскости эжектора (фиг. 3). а при повороте укаэанных каждых двух разделителей потока 4 вокруг осей 9 (фиг. 2, 3), совпадающих с их острыми кромками 8, навстречу друг другу плоские грани 10, обращенные друг к другу, могут быть совмещены в одной пло5

10 скости 11 (фиг. 3), при этом при совмещении указанных плоских граней 10 двух разделителей потока 4, лежащих друг под другом, s одной плоскости в каждой паре смежных разделителей потока 4 последние распола15 другу (фиг. 1); между разделителями потока

4, расположенными в первом и втором сечениях камеры смешения 2, может быть выполнен зазор Ь (фиг. 3).

Эжектор работает следующим образом.

В сопло 1 из приемной камеры поступает активная среда (пар или вода), где и прогаются под одинаковым по абсолютной величине углом,В (фиг. 3) к продольной плоскости эжектора, но разным по знаку для каждого из двух разделителей потока 4, рас20 положенных в разных сечениях эжектора.

При работе эжектора разделители потока 4 совершают колебательные движения вокруг оси 9, совпадающей с острой кромкой 8 каждого разделителя потока 4, на один

25 и тот же угол ф причем укаэанные колебания для всех разделителей потока 4 одного сечения эжектора имеют одинаковое направление, но противоположное для разделителей потока 4 указанных сечений, при

ЭО этом при совершении колебательных движений плоские поверхности граней 10 каждых двух разделителей потока 4, расположенных друг под другом, достигают поверхности, параллельной продольной

35 плоскости эжектора, не пересекая последнюю.

При этом суживающийся участок 12 камеры смешения 2 (фиг. 1) может быть выполнен в каждом сечении овальной формы и

40 сопряжен с цилиндрической частью 13 камеры смешения 2; разделители потока 4. установленные в ближнем к соплу 1 сечении камеры смешения 2, могут острой кромкой

8 вплотную прилегать к выходному срезу

45 укаэанного сопла 1. Между выходным срезом сопла 1 и разделителями потока 4. установленными в ближнем к соплу i сечении камеры смешения 2, может быть выполнен зазор а (фиг. 1); разделители потока 4, уста50 новленные в двух сечениях камеры смешения 2, могут вплотную прилегать друг к

2000488 исходит преобразование потенциальной энергии давления последней в кинетическую энергию струи. Последняя после выхода из сопла 1 проходит через разделители потока 4, благодаря чему за указанными разделителями потока 4 образуется вместо одной сплошной струи ряд струй.

Величина выхода концов 5 и б разделителей потока 4 (фиг. 1. 2) эа окружность, описанную радиусом выходного среза сопла 1, должна быть такой, чтобы не происходило на любом режиме работы эжектора закрытия обеих сторон (торцов) каждого из разделителей потока 4 активной средой.

Между струями активной среды за разделителями потока 4 образуются зазоры, в которые втягивается пассивная среда. За счет взаимодействия с активной средой при этом пассивная среда приобретает дополнительную кинетическую энергию от первой.

Вследствие совершения разделителями потока 4, расположенными в двух сечениях камеры смешения 2, при работе эжектора колебательных движений вокруг оси 9, совпадающей с острой кромкой 8 каждого разделителя потока 4, на один и тот же угол. причем указанные колебания последних в сечениях противоположны друг другу (фиг.

3), обеспечиваются наиболее благоприятные условия для смешения двух сред за счет воздействия активной среды на пассивную среду подобно поршню, сжимающему рабочее тело при своем движении.

Угол /3в зависимости от режима работы эжектора выбирается аким, чтобы дости. гался максимальный КПД эжектора.

При прохождении активной среды через разделители потока 4 происходит изменение формы выходящего потока указанной среды, приобретающей в сечении форму овала вследствие того, что ширина потока активной среды на выходе из разделителей потока 4 увеличивается, причем в большей мере ближе к оси эжектора, поэтому целесообразно входной участок 12 камеры смешения 2 выполнять в каждом сечении овальной формы и сопрягать его с цилиндрической частью 12 указанной камеры 2. В этом случае вход активной среды во входной суживающийся участок 12 оказывается безударным.

Место расположения разделителей потока 4, а именно вплотную к выходному срезу сопла 1 или с зазором а между ними и выходным срезом сопла 1 (фиг. 1). определяется из условия достижения максимального КПД эжектора.

Размещение разделителей потока 4 с зазором между ними и выходным срезом сопла 1 обеспечивает надежную работу

55 эжектора при перекачке загрязненных жидкостей.

Расположение разделителей потока 4, расположенных s двух сечениях, вплотную или с зазором Ь (фиг. 3) между разделителями потока указанных сечений также определяется иэ условия достижения максимального КПД эжектора.

Форма поперечного сечения каждого разделителя потока 4 выбирается таким образом, чтобы был достигнут максимальный

КПД, она зависит от параметров рабочей среды (активной) и других характеристик эжектора.

Количество разделителей потока 4, их геометрические параметры зависят от требуемых характеристик эжектора с учетом степени жесткости конструкции и надежности ее работы и определяются из условия достижения максимального КПД эжектора.

Использование изобретения в конденсационных установках паровых турбин, а также в других отраслях техники позволяет уменьшить энергоэатраты на работу эжектора за счет значительного повышения КПД, а также уменьшить массу и габариты и повысить надежность его в работе.

Формула изобретения

1. Эжектор, содержащий активное сопло, камеру смещения с диффузором и установленные в камере смешения разделители потока, причем оба конца каждого разделитеllA потока выступают за пределы окружности. описанной выходным радиусом сопла, о т л ич а ю шийся тем, что разделители потока выполнены в виде прямых стержней с осТрым углом в каждом их сечении, обращенным в сторону выходного среза сопла, и размещенные напротив отверстий последнего так, что острые кромки всех разделителей потока. обращенные в сторону выходного среза сопла, параллельны между, собой, лежат в двух плоскостях, параллельных выходному срезу сопла. и при этом указанные кромки каждых двух разделителей потока. размещенных друг под другом, лежат в одной плоскости, параллельной продольной плоскости эжектора. а при повороте укаэанных каждых двух разделителей потока вокруг осей, совпадающих с их острыми кромками, навстречу друг другу плоские грани, обращенные друг к другу, могут быть совмещены в одной плоскости, при этом при совмещении укаэанных плоских граней двух разделителей потока, лежащих друг под другом, в одной плоскости в каждой паре смежных разделителей потока последние располагаются под одинаковым по абсолютной величине углом к продольной плоскости эжектора. но разным

2000486

1п

Фиг.?

Фиг.2 а.с.

Фиг. 3

Составитель Г.Ерченко

Техред М.Моргентал

Редактор А,Бер

Корректор О.Кравцова

Заказ 3073

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 по знаку для каждого из двух разделителей потока, располо>кенных в разных сечениях эжектора, а при работе эжектора раэделите и потока совершают колебательные движения вокруг оси, совпадающей с острой кромкой каждого разделителя потока, на один и тот же угол, причем ук занные колебания для всех разделителей потока одного сечения эжектора имеют одинаковое направление, но противоположное для разделителей потока укаэанных сечений, при этом при совершении колебательных движений плоские поверхности граней каждых иэ двух разделителей потока, расположенных друг под другом, достигают поверхности, параллельной продольной плоскости эжектора, не пересекая последнюю.

2. Эжектор по и, 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что входной суживающийся участок камеры смешения выполнен в каждом сечении овальной формы и сопряжен с цилиндрической частью камеры смешения.

3. Эжектор по пп. 1 и 2, от л и ч а ю щий с я тем, что разделители потока, установ5 ленl ûå в ближнем к соплу сечении камеры смешения. острой кромкой вплотную прилегают к выходному срезу указанного сопла.

4 Эжекторпопп, 1и2,отличающий с я тем, что между выходным срезом сопла

10 и разделителями потока, установленными в ближнем к соплу сечении камеры смешения, выполнен зззор.

5. Эжектор попп. 1 и 2,отл и ча ющий с я тем, что разделители потока, установ15 ленные в двух сечениях камеры смешения, вплотную прилегают друг к другу.

6. Эжекторпопп. 1и2,отличающий с я тем. что между разделителями потока. располо>кенными в первом и втором сечени20 ях камеры смешения. выполнен зазор.