Газовый эжектор

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4848360/29 (22) 09.07.90 (46) 1512.93 Бюл. Ко 45-46 (71) Санкт-Петербургский институт машиностроения (72) Ерченко Г.Н. (73) Ерченко Герман Николаевич (54) ГАЗОВЫЙ ЭЖЕКТОР (57) Использование; в струйной технике. Сущность изобретения: камера смешения выполнена цилиндрической, передние кромки лопастной вставки— ступенчатыми. Внутренние кромки лопастей вставки расположены на оси сопла. Передние кромки большего диаметра расположены в сечении, совпадающем с выходным сечением сопла. Каждая лопасть вставки в камере имеет разрезы, выполненные в направлении от оси эжектора из точек, расположенных на увеличивающихся расстояниях от выходного сечения сопла и лежащих на разных

{19) RU (11) 2004855 С1 (51) 5 F04F5 14 цилиндрических поверхностях, оси которых совпадают с осью зжектора, их радиусы больше радиуса выходного сечения сопла. Каждая последующая от выходного сечения сопла точка расположена на большем удалении от оси эжектора. По пинии разреза лопасти отогнуты и поверхности отогнутых частей лопасти с ее вогнутой стороны, прилегающие к наружным кромкам указанных частей лопасти, образуют части цилиндрических поверхностей. оси которых совпадают с осью эжектора. В каждом сечении вставки наружные кромки отогнутых частей лопасти расположены на расстоянии от выпуклой поверхности смежной лопасти. Камера смешения на участке, примыкающем к выходному сечению сопла, образована вставкой, расположенной в камере подвода пассивной среды, на последующем участке — камерой смешения, примыкающей к выходному сечению вставки. 2 з.п.ф-лы, 5 ип.

2004855

Изобретение относится к струйной технике и может быть использовано при перекачивании различных сред, Известен газовый эжектор, содержащий активное сопло, камеру смешения с диффузором и соосно установленную лопастную винтообразную вставку, наружные кромки лопастей которой прилегают вплотную к внутренней цилиндрической поверхности камеры, передние и задние кромки направлены радиально и повернуты на угол друг относительно друга, при этом толщина лопастей переменна.

Недостатком такого эжектора является низкий КПД, так как указанная вставка оказывает влияние только на длину камеры смешения и не приводит к увеличению КПД.

Конструктивно наиболее близким к предложенному газовому эжектору является струйный насос (эжектор), содер>кащий 20 активное сопло, камеру подвода пассивной среды, камеру смешения с диффузором, соосно установленную лопастную вставку, передние кромки которой меньшего диаметра расположены внутри активного сопла, а большего диаметра — вне сопла, при этом передние и задние кромки повернуты на . угол относительно друг друга, а внутренние кромки вставки в камере смешения расположены на расстоянии от оси эжектора, 80

Недостатком такого э>кектора является низкий КПД, так как процесс взаимодействия двух сред происходит в периферийной зоне камеры смешения и при этом не достигается объемного перемешивания указанных сред.

Цель изобретения — повышение КПД.

Это достигается тем, что в стр йном насосе (эжекторе), содержащем активное со- 40 пло, камеру подвода пассивной среды, камеру смешения с диффузором, соосно установленную лопастную вставку, передние кромки которой меньшего диаметра расположены внутри активно "o сопла, а большего 45 диаметра — вне сопла, при этом передние и задние кромки повернуты на угол относительно друг друга, камера смешения I3blllollкана цилиндрической, передние кромки лопастной вставки выполнены ступенчаты- 50 ми, причем внутренние кромки лопастей вставки располо>кены на оси сопла, передние кромки большего диаметра расположены в сечении, совпадающем с выходным сечением сопла, каждая лопасть вставки в 55 камере смешения имеет по крайней мере н е менее двух разрезов, выполненных в направлении от оси эжектора из точек, расположенных на увеличивающихся расстояниях от выходного сечения сопла и лежащих на разных цилиндрических поверхностях, оси которых совпадают с осью эжектора, а их радиусы больше радиуса выходного сечения сопла, причем каждая последующая от выходного сечения сопла точка расположена на большем удалении от оси эжектора, по линиям разреза лопасти отогнуты и поверхности отогнутых частей лопасти с ее вогнутой стороны, прилегающие к наружным кромкам указанных частей лопасти, образуют части цилиндрических поверхностей, оси которых совпадают с осью эжектора, и в каждом сечении лопастной вставки наружные кромки отогнутых частей лопасти располо>кены на расстоянии от выпуклой поверхности смежной лопасти и при этом камера смешения на участке, примыкающем к выходному сечению сопла, образована лопастной вставкой, располо>кенной в камере подвода пассивной среды, а на последующем участке — цилиндрической камерой смешения, примыкающей к выходному сечению лопастной вставки.

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 газовый э>кектор, и признать заявляемое решение соответствующим критерию "существенные отличия".

В частности, не изьест ibl э>кекторы, в которы камера смешения выполнена цилиндрической, передние кромки лопастной вставки выполнены ступенчатыми, причем внутренние кромки лопастей вставки располо>кены на оси сопла, передние кромки большего диаметра расположены в сечении, совпадающем с выходным сечением сопла, каждая лопасть вставки в камере смешения имела бы по крайней мере не менее двух разрезов, выполненных в направлении от оси эжектора из точек, расположенных на увеличивающихся расстояниях от выходного сечения сопла и лежащих на разных цилиндрических поверхностях, оси которых совпадают с осью эжектора, а их радиусы больше радиуса выходного сечения сопла, причем каждая последующая от выходного сечения сопла точка была бы расположена на большем удалении от оси эжектора, по линиям разреза лопасти были бы отогнуты и поверхности отогнутых частей лопасти с ее вогнутой стороны, прилегающие к наружным кромкам указанных частей лопасти, образовывали бы части цилиндрических поверхностей, оси которых совпадали бы с осью эжектора, и в каждом се ieIII1vl лопаст2004855

55 ной вставки наружные кромки отогнутых частей лопасти быги бы расположены на расстоянии от выпуклой поверхности смежной лопасти и при этом камера смешения на участке, примыкающем к выходному сечению сопла, была бы образована лопастной вставкой, расположенной в камере подвода пассивной среды, а на последующем участке — цилиндрической камерой смешения, примыкающей к выходному сечению лопастной вставки.

На фиг,1 представлен продольный разрез эжектора; на фиг.2 — сечение А — А на фиг.1; на фиг.3 — продольный разрез эжектора, на фиг.4 — и родол ьн ый разрез эжектора; на фиг.5 — сопло с лопастью (фрагмент).

В газовом эжекторе, содержащем активное сопло 1, камеру подвода пассивной среды 2, камеру смешения 3 с диффузором

4, соосно установленную лопастную вставку

5, передние кромки 6 которой меньшего диаметра расположены внутри активного сопла 1, а большего диаметра — вне сопла 1, при этом передние б и задние 7 кромки повернуты на угол относительно друг друга, камера смешения 3 выполнена цилиндрической, передние кромки 6 лопастной вставки

5 выполнены ступенчатыми, причем внутренние кромки 8 лопастной вставки 5 расположены на оси сопла 1, передние кромки большего диаметра расположены в сечении ! — I, совпадающем с выходным сечением сопла 1, каждая лопасть вставки 5 в камере смешения 3 имеет по крайней мере не менее двух разрезов, выполненных в направлении от оси эжектора из точек а1 и аг, расположенных на увеличивающихся расстояниях от выходного сечения сопла 1 и лежащих на разных цилиндрических поверхностях, оси которых совпадают с осью эжектора, а их радиусы R< и Rz (фиг,5) больше радиуса 2 выходного сечения сопла 1, причем каждая последующая от выходного сечения сопла 1 точка (а1, a2) расположена на большем удалении от оси эжектора (фиг,1), по линиям разреза лопасти отогнуты и поверхности отогнутых частей лопасти с ее вогнутой стороны 9, прилегающие к наружным кромкам 10 указанных частей лопасти, образуют части цилиндрических поверхностей 11 (фиг.2,5), оси которых совпадают с осью эжектора, и в каждом сечении лопастной вставки 5 наружные кромки 10 отогнутых частей лопасти расположены на расстоянии от выпуклой поверхности 12 (фиг.2,5) смежной лопасти и при этом камера смешения 3 на участке, примыкающем к выходному сечению Н сопла 1 (фиг.1), образована лопастной вставкой 5 (участок 13), расположенной в камере подвода 2 пассивной среды, а на последующем участке 14—

45 цилиндрической камерой смешения 15 (фиг,1,3,4), примыкающей к выходному сечению лопастной вставки 5, При этом к каждому выходному цилиндрическому участку камеры смешения 3 вплотную может примыкать участок в виде короткого усеченного конуса 16 (фиг.3,5), участок, примыкающий к каждому входному цилиндрическому участку камеры смешения

3 может быть выполнен в виде корончатой формы 17 (фиг;4).

Газовый эжектор работает следующим образом.

На выходе из сопла 1 периферийные слои активной среды за счет действующих центробежных сил, возникающих при закрутке указанной среды в лопастной вставке 5, расположенной частично в самом сопле 1. движутся вдоль вогнутой поверхности каждой лопасти одновременно вдоль оси эжектора и в направлении от оси последнего к наружной кромке 10 (фиг.2,5) каждой отогнутой части лопасти, взаимодействуя при этом с пассивной средой.

Вследствие взаимного проникновения активной в пассивную среду и соприкосновения частиц этих сред происходит передача кинетической энергии от активной к пассивной среде и пассивная среда приобретает повышенную скорость.

Благодаря ступенчатому по длине камеры смешения 3 расположению отогнутых частей лопасти обеспечивается более равномерное распределение активной среды в обьеме пассивной среды, в результате чего эффективность передачи кинетической энергии пассивной среде резко повышается, а КПД эжектора увеличивается, При этом длина камеры смешения 3 сокращается за счет достижения более качественного смешения обеих сред на коротком участке указанной камеры 3.

Вследствие того, что камера смешения

3 на участке, примыкающем к выходному сечению Н сопла 1 (фиг.1,5), образована лопастной вставкой 5 (участок 13), расположенной в камере подвода 2 пассивной среды, создаются хорошие условия для доступа пассивной среды в лопастную вставку 5 через входные цилиндрические участки 11 (фиг.5) последней и таким образом гидравлическое сопротивление движению пассивной среды к укаэанным участкам уменьшается, Выбор геометрии лопастной вставки и ее размеров зависит от характеристи.; эжектора на номинальном (расчетном) режиме его работы и они выбираются таким образом, чтобы достигался максимально возможный КПД эжектора.

2004855

Установка на входе в каждый цилиндрический участок камеры смещения 3 вплотную к последнему участка в виде короткого усеченного конуса 16 (фиг.3,5) обеспечивает направленное движение пассивной среды и приводит к дополнительному улучшению условий входа пассивной среды в камеру смешения 3. Длина участка в виде короткого усеченного конуса и угол раскрытия последнего определяются из условия достижения наибольшего КПД эжектора. При этом с целью некоторого возможного улучшения условий входа пассивной среды в лопастную вставку 5 (камеру смешения) и цилиндрическую часть 15 камеры смешения 3 участки, примыкающие к каждому входному цилиндрическому участку камеры смешения, могут иметь в отличие от конусообразной формы

Формула изобретения

1. ГАЗОВЫЙ ЭЖ Е КТО Р, содержа щий активное сопло, камеру подвода пассивной среды, камеру смешения с диффузо-, ром, соосно установленную лопастную вставку, передние кромки которой мень- шего диаметра расположены в активном сопле, а большего диаметра - вне сопла, при этом передние и задние кромки повернуты на угол одна относительно другой, отличающийся тем, что камера смешения выполнена цилиндрической, передние кромки лопастной вставки — ступенчатыми, причем внутренние кромки лопастей вставки расположены на оси сопла, передние кромки большего диаметра расположены в сечении, совпадающем с выходным сечением сопла, каждая ло-асть ..тавки в камере смешения имеет по крайней мере не менее двух разоезов, выполненных в направлении от оси эжектора из точек, расположенных на увеличивающихся расстояниях от выходного сечения сопла и лежащих на разных цилиндрических поверхностях, оси которых совпадают с осью эжектора, а их радиусы больше радиуса выходного сечения сопла, причем каждая последующая от выходного сечения со4 корончатую форму (в продольном сечении эжектора боковые стороны указанных.участков имеют форму дуг, фиг.4). Выбор геометрии и размеров примыкающих участков

5 выбирается таким образом, чтобы достигался максимально возможный КПД эжектора.

Использование изобретения в конденсационных установках паровых турбин, а также в других отраслях техники позволя10 ет уменьшить энергозатраты на обслуживание их за счет повышения КПД эжектора путем уменьшения гидравлического сопротивления пассивной среде на входе в камеру смешения и улучшения условий вза15 имодействия двух сред. (56) Патент США К. 3134338, кл, 417-194, опублик. 1964.

20 пла точка расположена на большем удале-, ! нии от оси эжектора, по линиям разреза, лопасти отогнуты и поверхности отогнутых частей лопасти с ее вогнутой стороны, при5 легающие к наружным кромкам указанных частей лопасти, образуют части цилиндрических поверхностей, оси которых совпадают с осью эжектора, и в каждом сечении лопастной вставки наружные кромки ото30 гнутых частей лопасти расположены на расстоянии от выпуклой поверхности смежной лопасти, при этом камера смешения на участке, примыкающем к выходному сечению сопла, образована лопастной

35 вставкой, расположенной в камере подвода пассивной среды, а на последующем участке - цилиндрической камерой смешения, примыкающей к выходному сечению лопастной вставки.

40 2. Эжектор по п.1, отличающийся тем, что к каждому входному цилиндрическому участку камеры смешения вплотную прилегает участок в виде короткого усеченного конуса, 45

3, Эжектор по п,1, отличающийся тем, что участок, примыкающий к каждому входному цилиндрическому участку камеры смешения, выполнен в виде корончатой

50 формь

2004855

2004855

Заказ 3393

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

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

Составитель Г. Ерченко

Редактор Н. Федорова Техред M.Ìîpråíòàë Корректор Л Пилипенко