Газовый эжектор

 

Использование: при перекачивании различных сред Сущность изобретения: коаксиально активному соплу установлен зз его выходным сечением насадок, вплотную примыкающий к выходному сечению сопла В насадке от его входного сечения выполнены симметричные относительно оси эжектора прорези.в направлении диффузора камеры смешения К внутренней поверхности насадка вплотную примыкают ребра, расположенные симметрично относительно оси эжектора и с уменьшающейся площадью поперечного сечения в направлении оси. Острая кромка ребер обращена в сторону выходного сечения сопла 13 злф-лы, 6 ил

(19) RØÄ (11) (51) F04 F5 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ПАТЕНТУ

Ф ь ч

Комнтет Российской Федерации по патентам и товарным знакам г (21) 5008094/29 (22) 08.07.91 (46) 30.12.93 Бюл. Na 47-48 (76) Ерченко Герман Николаевич (54) ГАЗОВЫЙ ЭЖЕКТОР (57) Использование: при перекачивании различных сред Сущность изобретения: коаксиально активному соплу установлен за его выходным сечением насадок вплотную примыкающий к выходному сечению сопла В насадке от его входного сечения выполнены симметричные относительно оси эжектора прорези в направлении диффузора камеры смешения К внутренней поверхности насадка вплотную примыкают ребра, расположенные симметрично относительно оси эжектора и с уменьшающейся площадью поперечного сечения в направлении ом Острая кромка ребер обращена в сторону выходного сечения сопла 13 зл.ф-лы, 6

2005221

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

Известен эжектор, предназначенный для удаления паровоздушной см..си из конденсатора, паротурбинной установки и поддержания необходимого вакуума (1), содержащий приемную камеру, суживающееся сопло, камеру смешения, суживающуюся часть канала и диффузор. Сопло 10 служит для преобразования потенциальной энергии давления активной среды, поступающей в сопло из приемной камеры, в кинетическую энергию струи, которая, вытекая иэ 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, s котором происходит торможе- 20 ние потока и преобразование кинетической энергии в потенциальную, вследствие чего давление на выходе из диффузора превышает атмосферное и происходит постоянное удаление паровоздушной смеси из конден- 25 сато ра.

Недостатком такого эжектора является низкий КПД из-за того, что активная струя захватывает пассивную среду только своей поверхностью, внутренняя же часть струи с 30 пассивной средой не контактирует, Известен также водоструйный насос (эжектор) (2), содержащий сопло питания со звездообразным рабочим сечением, выходная часть сопла питания выполнена, напри- 35 мер, в виде гофрированной тонкостенной трубки.

Недостатком такого насоса (эжектора) является низкий КПД при использовании пара в качестве активной среды, так как 40 вследствие внезапного расширения последней (окончательное расширение) за пределами сопла в камере смешения (3), что приводит к незначительному увеличению поверхности взаимодействия двух сред, вы- 45 полнение выходной части сопла в виде гофрированной тонкостенной трубки оказывает малое влияние на увеличение

КПД насоса.

Конструктивно наиболее близким к 50 предложенному является газовый эжектор (4), содержащий активное сопло, камеру смешения с диффузором и установленный за выходным сечением сопла коаксиально

55 последнему насадок, вплотную примыкающий к выходному сечению сопла и имеющий одинаковый входной радиус с последним, а в насадке от входного его сечения выполнены симметричные относительно оси эжектора прорези в направлении диффузора.

Недостатком такого эжектора является низкий КПД при использовании пара в качестве активной среды, так как вследствие внезапного расширения последней за пределами сопла в камере смешения происходит незначительное увеличение поверхности взаимодействия двух сред.

Цель изобретения — повышение КПД газового эжектора.

Указанная цель достигается тем, что в газовом эжекторе, содержащем активное сопло, камеру смешения с диффузором и установленный коаксиально соплу за выходным сечением последнего насадок, вплотную примыкающий к выходному сечению сопла и имеющий одинаковый входной радиус с выходным сечением сопла, а в насадке от его входного сечения выполнены симметричные относительно оси эжектора прорези в направлении диффузора, к внутренней поверхности насадка вплотную примыкают ребра, расположенные симметрично относительно оси эжектора и с уменьшающейся площадью поперечного сечения в направлении оси последнего, острая кромка которых обращена в сторону выходного сечения сопла.

При этом к каждому участку боковой наружной поверхности насадка, расположенному между прорезями, может вплотную примыкать ребро с увеличивающейся радиальной высотой в направлении диффузора, а прорези могут быть выполнены винтовыми и в соответствии с этим ребра с наружной и внутренней сторон насадка могут иметь винтообразную форму.

Сопоставительный анализ заявляемого решения и прототипа позволяет сделать вывод о наличии новых отличительных признаков, следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна".

В известных в науке и технике решениях не обнаружены совокупности отличительных признаков заявляемого решения, проявляющих аналогичные свойства и позволяющих достичь указанный в цели изобретения результат, следовательно, решение соответствует критерию изобретения "существенные отличия", На фиг, 1 представлен продольный разрез газового эжектора; на фиг. 2 — сечение

А-А на фиг. 1; на фиг. 3- продольный разрез газового эжектора; на фиг. 4 — сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 и 6 — то же (варианты).

В газовом эжекторе (фиг. 1, 2), содержащем активное сопло 1, камеру смешения 2 с диффузором 3 и установленный коаксиально соплу эа выходным сечением последнего насадок 4, вплотную примыкающий к выход2005221

40

50

55 ному сечению сопла 1 и имеющий одинаковый входной радиус с выходным сечением сопла 1, а в насадке 4 от его входного сечения — l выполнены симметричные относительно оси эжектора прорези 5 (фиг. 2) в направлении диффузора 3, к внутренней поверхности насадка 4 вплотную примыкают ребра 6, расположенные симметрично относительно оси эжектора и с уменьшающейся площадью поперечного сечения в направлении оси последнего, острая кромка 7 которых обращена в сторону выходного сечения сопла 1.

При этом к каждому участку 8 боковой наружной поверхности насадка 4, расположенному между прорезями 5, вплотную может примыкать ребро 9 с увеличивающейся радиальной высотой h (h2>h1) в направлении диффузора 3 (фиг. 3, 4). Ребра 6, примыкающие к внутренней поверхности насадка

4, могут соединяться друг с другом у оси эжектора (фиг. 2, 4). Между внутренними гранями 10 ребер 6, примыкаю;цих к внутренней поверхности насадка 4, может быть образован зазор 11 (фиг. 5). Каждое ребро 6, примыкающее к внутренней поверхности насадка 4, может граничить через стенку насадка с каждым ребром 9, расположенным между смежными прорезями 5 с наружной ее стороны (фиг. 5). К каждому участку внутренней поверхности насадка 4, расположенному между ребрами 9, примыкающими к боковой наружной поверхности насадка 4; может примыкать внутреннее ребро 6 (фиг. 6). Прорези 5 могут быть выполнены винтовыми, при этом ребра с наружной и внутренней сторон насадка 4 имеют соответственно прорезям винтообразную форму. Внутренние ребра 6 могут иметь противоположное наружным ребрам

9 направление закрутки. Расстояние между боковыми сторонами каждой прорези 5 может увеличиваться в каждом сечении в направлении к диффузору 3. Внутренняя поверхность насадка 4 может быть выполнена в форме усеченного конуса 12 с вершиной, обращенной в сторону выходного сечения сопла 1 (фиг. 1). Внутренняя поверхность насадка 4 может быть выполнена цилиндрической радиусом r выходного сечения сопла 1. Внутренняя поверхность насадка 4 может быть выполнена в форме усеченного конуса с вершиной, обращенной в сторону диффузора 3. Каждое ребро может примыкать к внутренней поверхности насадка на всей ее длине в направлении оси эжектора. Каждое ребро может примыкать к внутренней поверхности насадка на части ее длины в направлении оси эжектора, расположенной на стороне выхода из насадка.

Газовый эжектор работает следующим образом. В активное сопло t из приемной камеры поступает активная среда (пар или вода), где и происходит преобразование потенциальной энергии давления последней в кинетическую энергию струи. За выходным сечением Н сопла 1 давление активной среды вследствие окончательного расширения снижается до давления на всасывании эжектора. Вследствие наличия за выходным сечением сопла 1 коаксиально ему установленного насадка 4 с прорезями 5, к внутренней поверхности которого вплотную йримыкают ребра 6, расположенные симметрично относительно оси эжектора и с уменьшающейся площадью поперечного сечения в направлении оси последнего, острая кромка 7 которых обращена в сторону выходного сечения сопла (фиг. 1, 2), окончательное расширение активной среды происходит от оси эжектора вглубь прорезей 5, при этом при использовании в качестве активной среды воды при проходе последней между прорезями образуется "веерный" поток, между смежными струями которого создается разрежение, куда и устремляется пассивная среда, и одновременно при проходе активной среды внутри насадка между ребрами также образуется аналогичный "веерный" поток, между струями которого за ребрами 6 образуется пустота, куда также устремляется пассивная среда, в результате чего поверхность взаимодействия двух сред .многократно возрастает, увеличивается

35 КПД эжектора. Процесс передачи энергии между средами происходит на коротком участке клмеры смешения, поэтому потери энергии резко уменьшаются.

При использовании в качестве активной среды кара более эффективным является насадок 4 с наружными ребрами 9 (фиг. 2-6), так как в этом случае в зазоре между указанными ребрами происходит полное расширение пара и не происходит смыкания отдельных струй пара в одну сплошную струю, Поэтому изменение высоты наружных ребер 9 в осевом направлении должно обеспечивать вышеуказанное, а длина насадка 4 должна обеспечивать полное расширение активной среды, что также устраняет смыкание выходящих стру9 среды за задними гранями (по потоку) в один сплошной поток. . Выбор насадка 4 с ребрами 6, соединяющимися друг с другом у оси эжектора или с зазором между внутренними гранями 10, определяется из условия достижения максимального КПД эжектора. Последнее также определяет выбор расположения внутренних ребер 6 по отношению к наруж2005221 зи в направлении к диффузору в каждом 20 сечении обеспечивает надежную работу эжектора, так как мелкие загрязнения про- скакивают между прорезями, не заклиниваясь в них.

30

1 ным ребрам 9 насадка. При этом в последнем случае прорези выполняются не на всей длине насадка 4, а на ее части, причем острая кромка 13 (фиг, 6) оставшейся части стенки насадка 4 между наружными ребрами 9 должна быть обращена в сторону выходного сечения сопла 1, Выполнение прорезей 5 прямыми или винтовыми, а соответственно им внутренних 6 и наружных 9 ребер зависит от достигаемого КПДэжектора. В отдельных случаях выполнение внутренних ребер 6 с противоположной наружным ребрам 9 направлением закрутки оказывается эффективным и зависит от характеристик эжектора.

При использовании в качестве активной среды загрязненной воды выполнение насадка с увеличивающимся расстоянием между боковыми сторонами каждой прореВыполнение внутренней поверхности насадка 4 в виде усеченного конуса 12 с вершиной, обращенной в сторону выходного сечения сопла 1, или цилиндрической радиусом выходного сечения сопла 1, или в форме усеченного конуса с вершиной, обращенной в сторону диффузора, зависит от рода активной среды, характеристик эжектора, конструкции насадка.

Формула изобретения

1. ГАЗОВЫЙ ЭЖЕКТОР, содержащий активное сопла, камеру смешения с диффузором и установленный коаксиально соплу за выходным сечением последнего насадок, вплотную примыкающий к выходному сечению сопла и имеющий одинаковый входной радиус с выходным сечением сопла, а в насадке от его входного сечения выполнены симметричные относительно оси эжектора прорези в направлении диффуэора, отличающийся тем, что к внутренней поверхности насадка вплотную примыкают ребра с острой кромкой, расположенные симметрично относительно оси эжектора и с уменьшающейся площадью поперечного сечения в направлении оси последнего, острая кромка которых обращена в сторону выходного сечения сопла.

2. Эжектор по п.1, отличающийся тем, что к каждому участку боковой наружной поверхности насадка, расположенному между прорезями, вплотную примыкает

Каждое внутреннее ребро 6 может примыкать к внутренней поверхности насадки

4 на всей его длине или на части последней, а в случае, когда наружные 9 и внутренние

6 ребра располагаются в шахматном порядке (фиг, 6), они могут примыкать к внутренней поверхности насадка 4 только на части его длины на стороне выхода из него, Это определяется из условий достижения максимального КПД эжектора.

Количество прорезей в насадке, размеры их, а также размеры ребер определяются из условий достижения максимального КПД и зависят от характеристик эжектора и перекачиваемых сред, Использование изобретения в конденсационных установках паровых турбин, а также в других отраслях техники позволяет уменьшить энергозатраты на работу эжектора за счет значительного повышения его

КПД, а также уменьшить массу и габариты по сравнению с прототипом. (56) 1, Паровые и газовые турбины, /Под ред.

А. Г. Костюка и В В Фролова. M.: Энергоатомиздат, 1985, с, 192-193, 2. Авторское свидетельство СССР

N - 393478, кл. F 04 F 5/04, опублик, 1973.

3, Шкловер Г. Г, и Мильман 0.0, Исследование и расчет конденса цион н ых устройств паровых турбин. M,, Энергоатомиздат, 1985. с, 167.

2. Авторское свидетельство СССР

N 233832, кл. F 04 F 5/14, 1966. ребро с увеличивающейся радиальной высотой в направлении диффузора.

3, Эжектор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что ребра, примыкающие к внутренней поверхности насадка, соединяются друг с другом у оси эжектора.

4. Эжектор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что между внутренними гранями ребер, примыкающих к внутренней поверхности насадка, образован зазор.

5. Эжектор по пп.1 — 4, отличающийся тем, что каждое ребро, примыкающее к внутренней поверхности насадка, граничит через стенку насадка с каждым ребром, расположенным между смежными прорезями с наружной ее стороны.

6. Эжектор по пп.1 — 4, отличающийся тем, что к каждому участку внутренней поверхности насадка, расположенному между ребрами, примыкающими к боковой наружной поверхности насадка. примыкает внутреннее ребро.

7. Эжектор по пп.1 - 6, отличающийся тем, что прорези вь полнени винтовыми, 2005221

10 при этом ребра с наружной и внутренней сторон насадка имеют соответственно прорезям винтообразную форму.

8, Эжектор по пп.1 - 6, отличающийся тем. что внутренние ребра имеют противоположное наружным ребрам направление закрутки.

9. Эжектор по пп.t - 8, отличающийся тем, что расстояние между боковыми сторонами каждой прорези увеличивается в каждом сечении в направлении к диффузору.

10. Эжектор по пп.1 - 9, отличающийся тем, что внутренняя поверхность насадка выполнена в форме усеченного конуса с вершиной, обращенной в сторону выходного сечения сопла.

11. Эжектор по пп.1 - 9, отличающийся тем, что внутренняя поверхность насадка выполнена цилиндрической, радиусом выходного сечения сопла.

12. Эжектор по пп.1 - 9. отличающийся тем, что внутренняя поверхность насадка

5 выполнена в форме усеченного конуса с вершиной, обращенной в сторону диффузора.

13. Эжектор по пп.1 - 12, отличающий10 ся, тем, что каждое ребро примыкает к внутренней поверхности насадка на всей ее длине в направлении оси эжектора.

14. Эжектор по пп.1 - 12, отличающийся тем, что каждое ребро примыкает к внутренней поверхности насадка на части ее длины в направлении оси эжектора, расположенной на стороне выхода из на2р садка.

2005221

Составитель Г.Ерченко .

Редактор Н.Цалихина Техред M,Mîðãåíòàë Корректор M.Òêà÷

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3427

Производственно-издательский комбинат Т!атент, г. Ужгород, ул.Гагари э, 101