Эжектор

 

Использование: для перекачивания различных сред. Сущность изобретения: разделитель потока выполнен в форме полого тела вращения, боковая поверхность которого получена от вращения образующей оси эжектора. Площадь поперечного сечения разделителя увеличивается в направлении к диффузору. Разделитель снабжен пустотелыми, жестко соединенными с ним и сообщенными внутренней полостью с внутренним пространством разделителя и приемной камерой пассивной среды, симметрично относительно оси расположенными элементами, выполняющими функции каналов для подвода пассивной среды. Плоскость симметрии элементов совпадает с осью, их передняя кромка, обращенная навстречу потока активной среды, выполнена обтекаемой, и площадь их поперечного сечения увеличивается в направлении к диффузору. Торцы элементов, обращенные в направлении к боковой стороне разделителя и противоположную сторону от последней, выполнены открытыми для прохода пассивной среды. Разделитель снабжен жестко соединенными с ним и симметрично относительно оси в промежутках между элементами расположенными опорами. На боковой стороне выполнены отверстия, сообщающие внутреннюю полость разделителя с наружным пространством. 49 з. п. ф-лы, 9 ил.

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 [1] содержащий приемную камеру, суживающееся сопло, 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 торможение потока и преобразование кинетической энергии в потенциальную, вследствие чего давление на выходе из диффузора превышает атмосферное и происходит постоянное удаление паровоздушной смеси из конденсатора.

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

Известен также струйный насос (эжектор) [2] содержащий распределительную камеру, установленное в ней многоствольное активное сопло со стволами, выполненными в виде концентрично размещенных двустенных патрубков со щелевыми выходными отверстиями, расположенными относительно друг друга с образованием кольцевых каналов для подвода пассивной среды, 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 насоса являются низкий КПД из-за большого гидравлического сопротивления в многоствольном активном сопле и больших гидравлических потерь в кольцевых каналах для подвода пассивной среды, сложность конструкции и невысокая надежность его работы перекачке загрязненных сред.

Известен эжектор [3] содержащий активное сопло, приемную камеру смешения с диффузором и разделители потока активной среды в виде колец, установленных концентрично в камере смешения на радиальных опорах за выходным сечением активного сопла.

Недостатком такого эжектора является его низкий КПД из-за повышенного гидравлического сопротивления потоку при проходе через него активной среды, а также из-за затрудненного доступа пассивной среды к внутренним разделителям потока, расположенным ближе к оси эжектора.

Конструктивно наиболее близким к предложенному является эжектор [4] содержащий активное сопло, приемную камеру пассивной среды, конфузорно- цилиндрическую камеру смешения с диффузором и разделитель потока, выполненный в виде полого тела вращения, боковая поверхность которого получена путем вращения образующей вокруг оси эжектора.

Недостатком такого эжектора является низкая эффективность его работы вследсвтие затрудненного доступа пассивной среды внутрь активного потока среды за разделителем потока.

Техническим результатом использования является повышение КПД.

Результат достигается тем, что в эжекторе, содержащем активное сопло, приемную камеру пассивной среды, конфузорно-цилиндрическую камеру смешения с диффузором и разделитель потока, выполненный в виде полого тела вращения, боковая поверхность которого получена путем вращения образующей вокруг оси эжектора, площадь поперечного сечения разделителя потока выполнена увеличивающейся в направлении к диффузору, при этом наружный радиус открытого для прохода среды основания разделителя потока, обращенного в сторону диффузора, больше радиуса выходного сечения сопла и меньше внутреннего радиуса цилиндрической части камеры смешения, а проекция противоположного выше указанному основанию разделителя потока торца на плоскость, перпендикулярную оси эжектора, размещается внутри круга, описанного радиусом выходного сечения сопла, разделитель потока снабжен по меньшей мере двумя пустотелыми, жестко соединенными с последним и сообщенными своей внутренней полостью с внутренним пространством разделителя потока и приемной камерой пассивной среды, симметрично относительно оси эжектора расположенными элементами с образованием внутри последних каналов для подвода пассивной среды, причем плоскость симметрии элементов совпадает с осью эжектора, а их передняя кромка, обращенная навстречу потоку активной среды, выполнена обтекаемой, и ширина их поперечного сечения увеличивается в направлении к диффузору, а торцы (грани), обращенные в направлении к боковой стороне разделителя потока и противоположную сторону от последней, выполнены открытыми для прохода пассивной среды, при этом разделитель потока снабжен по меньшей мере двумя жестко соединенными с последним и симметрично относительно оси эжектора в промежутках между выше указанными элементами расположенными опорами, а на боковой поверхности разделителя потока выполнены отверстия, посредством которых внутренняя полость разделителя потока сообщена с наружным пространством.

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 площадь поперечного сечения разделителя потока была бы выполнена увеличивающейся в направлении к диффузору, при этом наружный радиус открытого для прохода среды основания разделителя потока, обращенного в сторону диффузора, был бы больше радиуса выходного сечения сопла и меньше внутреннего радиуса цилиндрической части камеры смешения, а проекция противоположного выше указанному основанию разделителя потока торца на плоскость, перпендикулярную оси эжектора, размещалась бы внутри круга, описанного радиусом выходного сечения сопла, при этом разделитель потока был бы снабжен по меньшей мере двумя пустотелыми, жестко соединенными с последним и сообщенными своей внутренней полостью с внутренним пространством разделителя потока и приемной камерой пассивной среды, симметрично относительно оси эжектора расположенными элементами с образованием внутри последних каналов для подвода пассивной среды, причем плоскость симметрии элементов совпадала бы с осью эжектора, а их передняя кромка, обращенная навстречу потоку активной среды, была бы выполнена обтекаемой и ширина их поперечного сечения увеличивалась бы в направлении к диффузору, а торцы (грани), обращенные в направлении к боковой стороне разделителя потока и противоположную сторону от последней, были бы выполнены открытыми для прохода пассивной среды, при этом разделитель потока был бы снабжен по меньшей мере двумя жестко соединенными с последним и симметрично относительно оси эжектора в промежутках между выше указанными элементами расположенными опорами, а на боковой поверхности разделителя потока были бы выполнены отверстия, посредством которых внутренняя полость разделителя потока сообщалась бы с наружным пространством.

На фиг.1 представлен эжектор, продольный разрез; на фиг.2 изображено сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 показан разделитель потока; на фиг.4 и 5 изображено сечение А-А на фиг. 1, варианты; на фиг.6 показан разделитель потока, вариант; на фиг.7 представлен эжектор, продольный разрез, вариант; на фиг.8 показано направляющее кольцо; на фиг.9 показан вид Б на фиг.8.

В эжекторе (фиг.1 и 2), содержащем активное сопло 1, приемную камеру 2 пассивной среды, конфузорно-цилиндрическую камеру 3 смешения с диффузором 4 и разделитель 5 потока, выполненный в виде полого тела вращения, боковая поверхность 6 которого получена путем вращения образующей 7 вокруг оси эжектора, площадь поперечного сечения разделителя 5 потока выполнена увеличивающейся в направлении к диффузору 4, при этом наружный радиус r₁ открытого для прохода среды основания 8 разделителя 5 потока, обращенного в сторону диффузора 4, больше радиуса r₂ выходного сечения сопла 1 и меньше внутреннего радиуса r₃ цилиндрической части камеры 3 смешения, а проекция противоположного выше указанному основанию 8 разделителя 5 потока торца 9 на плоскость, перпендикулярную оси эжектора, размещается внутри круга, описанного радиусом r₂ выходного сечения сопла 1. Разделитель 5 потока снабжен по меньшей мере двумя пустотелыми, жестко соединенными с последним и сообщенными своей внутренней полостью 10 с внутренним пространством 11 разделителя 5 потока и приемной камерой 2 пассивной среды, симметрично относительно оси эжектора расположенными элементами 12 с образованием внутри последних каналов для подвода пассивной среды, причем плоскость симметрии элементов 12 совпадает с осью эжектора, а их передняя кромка 13, обращенная навстречу потоку активной среды, выполнена обтекаемой, и ширина их поперечного сечения увеличивается в направлении к диффузору 4, а торцы 14 и 15 (грани), обращенные в напрвлении к боковой стороне разделителя потока 5 и противоположную сторону от последней, выполнены открытыми для прохода пассивной среды. При этом разделитель 5 потока снабжен по меньшей мере двумя жестко соединенными с последним и симметрично относительно оси эжектора в промежутках между выше указанными элементами 12 расположенными опорами 16, а на боковой поверхности разделителя потока выполнены отверстия 17, посредством которых внутренняя полость 11 разделителя потока сообщена с наружным пространством.

Тело 5 вращения может быть образовано криволинейной образующей 7, вогнутой в направлении к оси эжектора (фиг.3). Тело 5 вращения может быть образовано прямолинейной образующей 7 (фиг.1 и 2). Разделитель 5 потока может быть выполнен в виде конуса, вершина которого обращена в сторону сопла 1, а основание 8 в сторону диффузора 4 (фиг.3). Торец 9 разделителя 5 потока, противоположный основанию 8 последнего, обращенного в сторону диффузора 4, может быть выполнен в форме открытого для прохода активной среды меньшего основания усеченного тела вращения с острой входной кромкой 18 (фиг.1 и 2). Торец 9 разделителя 5 потока, противоположный основанию 8 последнего, обращенного в сторону диффузора 4, может быть размещен внутри активного сопла 1. Торец 9 разделителя 5 потока, противоположный основанию 8 последнего, обращенного в сторону диффузора 4, может совпадать с выходным сечением активного сопла 1. Торец 9 разделителя потока, противоположный основанию 8 последнего, обращенного в сторону диффузор 4, может быть расположен на расстоянии от выходного сечения активного сопла 1 (фиг.1).

Между выходным сечением разделителя 5 потока и входным сечением в сужающийся участок камеры 3 смешения, примыкающей к ее цилиндрической части, может быть выполнен зазор а (фиг.1). Между выходным сечением разделителя 5 потока и входным сечением в цилиндрическую часть камеры 3 смешения может быть выполнен зазор. Выходное сечение разделителя 5 потока может совпадать с входным сечением в сужающийся участок камеры 3 смешения, примыкающий к ее цилиндрической части. Выходное сечение разделителя 5 потока может совпадать с входным сечением в цилиндрическую часть камеры 3 смешения. Выходное сечение разделителя 5 потока может быть расположено внутри суживающейся части камеры 3 смешения, примыкающей к ее цилиндрической части. Выходное сечение разделителя 5 потока может быть расположено внутри цилиндричепской части камеры 3 смешения.

Площадь поперечного сечения канала каждого элемента 12 для подвода пассивной среды может увеличиваться в направлении от оси эжекторас (фиг.1, 2 и 3). Задний торец 19 каждого элемента 12, обращенный в сторону диффузора 4, может быть выполнен открытым для прохода пассивной среды (фиг.1, 2 и 3). Ширина каждого элемента 12 в направлении оси эжектора в месте его жесткого соединения с разделителем 5 потока может быть равна рассоянию между крайними точками b и с образующей 7 разделителя потока (фиг.1). Ширина каждого элемента 12 в направлении оси эжектора в месте его жетского соединения с разделителем 5 потока может быть меньше расстояния между крайними точками b и с образующей 7 разделителя потока (фиг.1 и 3). Ширина каждого элемента 12 в направлении оси эжектора в месте его жесткого соединения с разделителем 5 потока может быть больше расстояния между крайними точками b и с образующей 7 разделителя потока, при этом каждый элемент 12 выступает в направлении к диффузору 4 за выходное сечение разделителя потока (фиг.1).

Кромка 20 каждого отверстия 17, выполненного на каждом участке разделителя 5 потока, расположенном между смежными элементами 12, обращенная в сторону выходного сечения сопла 1, может быть выполнена острой и совпадающей с наружной боковой поверхностью разделителя потока (фиг.1 и 3). Отверстия 17 на каждом участке разделителя 5 потока могут быть расположены рядами в направлении движения потока, при этом каждые два смежных отверстия 17, каждое из которых расположено в одном на смежных друг другу рядах, могут касаться одной и той же образующей 7 разделителя потока (фиг.1, 2 и 4). Отверстия 17 на каждом участке разделителя 5 потока могут быть расположены рядами в направлении движения потока активной среды в шахматном порядке, при этом каждые два смежных отверстия 17, одно из которых расположено в одном ряду, а другое в ряду, смежном первому ряду, пересекают одну и ту же образующую 7 разделителя потока (фиг.5).

Часть 21 боковой поверхности разделителя 5 потока, примыкающая к кромке по крайней мере каждого отверстия 17, обращенной в сторону диффузора 4, может быть вогнута в направлении к оси эжектора (фиг.6). Часть 22 боковой поверхности разделителя 5 потока, примыкающая к кромке по крайней мере каждого отверстия 17, обращенной в сторону выходного сечения сопла 1, может быть вогнута в направлении от оси эжектора (фиг.6). Часть 22 боковой поверхности разделителя 5 потока, примыкающая к кромке каждого отверстия 17, обращенной в сторону выходного сечения сопла 1, по меньшей мере двух последних рядов отверстий в направлении движения потока может быть вогнута в направлении от оси эжектора (фиг.1 и 6).

Разделитель 5 потока может быть установлен с возможностью осевого перемещения (фиг.1). Входное отверстие во внутреннюю полость 11 разделителя 5 потока со стороны его меньшего основания может быть выполнено цилиндрической формы, причем кромка 18 торца 9, обращенного в сторону сопла 1, совпадает с наружной поверхностью разделителя потока (фиг.1 и 2). Входное отверстие во внутреннюю полость 11 разделителя 5 потока со стороны его меньшего основания может быть выполнено в форме усеченного конуса с меньшим основанием, обращенным в сторону сопла 1, причем кромка 18 торца 9, обращенного в сторону сопла 1, совпадает с наружной поверхностью разделителя потока (фиг.1 и 2). Входное отверстие во внутреннюю полость 11 разделителя 5 потока со стороны его меньшего основания может быть выполнено корончатой формы, причем кромка 18 торца 9, обращенного в сторону сопла 1, совпадает с наружной поверхностью разделителя потока (фиг.1 и 2). Поверхность входного отверстия во внутреннюю полость 11 разделителя 5 потока со стороны его меньшего основания может быть выполнена гофрированной, причем направление гофр совпадает с направлением движения потока активной среды (фиг.1 и 2). Поверхность входного отверстия во внутреннюю полость 11 разделителя 5 потока со стороны его меньшего основания может быть выполнена гофрированной, при этом направление гофр выполнено под углом к оси эжектора, обеспечивающим закрутку потока активной среды внутри разделителя потока (фиг.1 и 2).

В зоне выхода активной среды из разделителя 5 потока может быть установлено соосно последнему направляющее для активной среды кольцо 23 радиусом r₄ входного сечения, превышающим наружный радиус r₁ основания 8 разделителя потока, обращенного в сторону диффузора 4, а наружный радиус r₅ в указанном сечении кольца 23 меньше радиуса r₃ внутренней цилиндрической поверхности камеры 3 смешения (фиг.7). Кольцо 23 своей частью, обращенной в сторону сопла 1, может охватывать выходной участок разделителя 5 потока (фиг.7). Входное сечение кольца 23 может совпадать с выходным сечением разделителя 5 потокас (фиг. 7). Входное сечение кольца 23 может быть расположено на расстоянии от выходного сечения разделителя 5 потока (фиг.7). Направляющее кольцо 23 по меньшей мере своей задней частью, обращенной в сторону диффузора 4, может быть размещено в цилиндрической части камеры 3 смешения (фиг.7). Цилиндрическая часть камеры 3 смешения может быть установлена за выходным сечением направляющего кольца 23 (фиг.7).

Внутренняя поверхность направляющего кольца 23 может быть выполнена цилиндрической (фиг.7). Внутренняя поверхность 24 направляющего кольца 23 может быть выполнена в форме усеченного конуса, причем внутренний радиус r₆ его выходного сечения превышает внутренний радиус r₄ его входного сечения (фиг. 8). Внутренняя поверхность 24 направляющего кольца 23 может быть снабжена по меньшей мере двумя равномерно расположенными по окружности разделителями 25 потока, выполненными в форме стержней и направленными к оси эжектора, причем их входной торец 26 выполнен обтекаемой формы, а высота стержней не превышает разности радиусов выходного сечения r₆ направляющего кольца 23 и наружного радиуса r₁ большего основания 8 разделителя 5 потока (фиг.7 и 8). Внутренняя поверхность 24 направляющего кольца 23 может быть снабжена равномерно размещенными по ее окружности выступами 27 в форме гребенки, расположенными под острым углом к оси эжектора, направленными к оси последнего и обеспечивающими закрутку потока активной среды (фиг.9). Внутренняя поверхность 24 направляющего кольца 23 может быть выполнена гофрированной, причем направление гофр совпадает с направлением движения потока (фиг.9). Внутренняя поверхность 24 направляющего кольца 23 может быть выполнена гофрированной, причем гофры расположены под острым углом к оси кольца 23 (фиг.8 и 9). Месторасположение направляющего кольца 23 на оси эжектора может изменяться в зависимости от режима работы эжектора (фиг.7). Торец направляющего кольца 23, обращенный в сторону выходного сечения сопла 1, может быть выполнен обтекаемой формы (фиг.7 и 8).

Образующая боковой поверхности каждого отверстия 17, обращенной в сторону к оси эжектора, может быть параллельна оси последнего (фиг.1 и 2). Образующая боковой поверхности каждого отверстия 17, обращенной в сторону к оси эжектора, может быть расположена по меньшей мере в нескольких рядах отверстий 17 под разным углом к оси эжектора, при этом для одного ряда указанный угол сохраняется одинаковым для всех отверстий 17 (фиг.1 и 2). Образующие боковых поверхностей по крайней мере каждых двух смежных отверстий 17 по меньшей мере одного ряда, первые из которых обращены в сторону к оси эжектора, перекрещиваются под острым углом друг с другом (фиг.1 и 2). Боковая поверхность по крайней мере каждого отверстия 17 и по крайней мере в каждом ряду, обращенная в сторону к оси эжектора, может быть выполнена гофрированной, при этом направление гофр совпадает с направлением движения потока активной среды (фиг.1 и 2). Каждое поперечное сечение каждой опоры 16 может быть вытянуто вдоль оси эжектора, а их передняя кромка 28, обращенная навстречу потоку, выполнена обтекаемой формы (фиг.1, 2 и 3).

Эжектор (фиг.1 и 2) работает следующим образом.

В 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 разделитель 5 потока, т.е. через отверстия 17, выполненные на боковой поверхности последнего, благодаря чему за разделителем 5 потока образуется вместо одной сплошной струи ряд струй. Отверстия 17 могут иметь различную форму и размеры, которые выбираются из условия достижения максимального КПД эжектора. Величины радиуса r₁ открытого для прохода среды основания 8 разделителя 5 потока, обращенного в сторону диффузора 4, и расстояния между торцом 9 разделителя 5 потока и основанием 8 выбираются из условия достижения максимального КПД. Опоры 16 служат для закрепления разделителя 5 потока в эжекторе, а их передняя кромка 28, обращенная навстречу потоку, выполняется обтекаемой формы, обеспечивая минимальное гидравлическое сопротивление при обтекании первых потоком активной среды.

Элементы 12 благодаря наличию внутри них каналов обеспечивают подвод пассивной среды из приемной камеры 2 пассивной среды во внутреннее пространство 11 разделителя 5 потока. Для обеспечения минимального гидравлического сопротивления при обтекании элементов 12 активной средой последние выполняются так, чтобы их плоскость симметрии совпадала с осью эжектора, а их передняя кромка 31, обращенная навстречу потоку активной среды, имела обтекаемую форму. В целях обеспечения поступления внутрь разделителя 5 потока необходимого количества пассивной среды из приемной камеры 2 ширина поперечного сечения каждого элемента 12 увеличивается в направлени к диффузору 4. Открытым торцом 14 каждый элемент жестко соединен с разделителем 5 потока, а противоположный открытый торец 15 каждого элемента 12 размещется в зоне пассивной среды таким образом, чтобы активная среда не попадала внутрь указанных элементов.

Тело 5 вращения может быть образовано криволинейной образующей 7, вогнутой в направлении к оси эжектора (фиг.3), прямолинейной образующей 7 (фиг. 1 и 2), а также образующая может иметь иную форму. Выбор формы образующей 7 определяется компексно с другими характеристиками эжектора. Разделитель 5 потока может быть выполнен в виде конуса с вершиной 9, обращенной в сторону сопла 1, а основанием 8 в сторону диффузора 4 (фиг.3), а также может быть выполнен в виде усеченного тела вращения с открытым торцом 9 для прохода активной среды и с острой входной кромкой 18 (фиг.1 и 2). Выбор формы торца 9 зависит от характеристик эжектора и в первую очередь от диаметра выходного сечения сопла 1. Второй случай целесообразен для эжекторов большой производительности. Форма торца определяется из условия достижения максимального КПД.

Месторасположение торца 9 разделителя 5 потока на оси эжектора по отношению к выходному сечению сопла 1 зависит от рода активной среды (пар или вода), возможного дорасширения последней за выходным сечением сопла 1 и определяется условием получения максимальногоо КПД эжектора. Основным условием при этом является то, чтобы выходящие струи активной среды из отверстий 17 разделителя 5 потока не смыкались вблизи отверстий между собой, т.е. продолжали движение в направлении к диффузору в виде отдельных струй, взаимодействуя с пассивной средой.

Расположение выходного сечения разделителя 5 потока в камере 3 смешения, а именно с зазором а между первым и входным сечением в сужающийся участок камеры 3 смешения, примыкающий к ее цилиндрической части (фиг.1), или входным сечением в цилиндрическую часть камеры 3 смешения, совпадающим с входным сечением в сужающийся участок камеры смешения, примыкающий к ее цилиндрической части, совпадающим с входным сечением в цилиндрическую часть камеры 3 смешения, расположенным внутри суживающейся части камеры смешения, примыкающей к ее цилиндрической части, или внутри цилиндрической части камеры 3 смешения зависит от характера процесса взаимодействия двух сред, т.е. характера изменения давления по длине эжектора, и определяется из условия достижения максимального КПД.

Увеличение площади поперечного сечения канала каждого элемента 12, служащего для подвода пассивной среды внутрь разделителя 5 потока, в направлении от оси эжектора облегчает доступ указанной среды в разделитель 5 потока (фиг. 1, 2 и 3), а выполнение заднего торца 19 каждого элемента 12 открытым для прохода пассивной среды улучшает условия для взаимодействия двух сред. Ширина каждого элемента 12 в направлении оси в месте их жесткого соединения с разделителем 5 потока может равняться расстоянию между крайними точками b и с образующей 7 разделителя 5 потока (фиг.1), может быть меньше расстояния между точками b и с образующей 7 (фиг.1 и 3) или может быть больше указанного расстояния, при этом каждый элемент 12 выступает в направлении к диффузору 4 за выходное сечение разделителя 5 потока (фиг.1). Выбор ширины каждого элемента 12 связан с производительностью эжектора, а соответственно с его геометрическими и режимными характеристиками и определяется из условия достижения максимального КПД.

Выполнение кромки 20 каждого отверстия 17 разделителя потока 5, обращенной в сторону выходного сечения сопла 1, острой и совпадающей с наружной боковой поверхностью разделителя 5 потока (фиг.1 и 3) создает благоприятные условия разделения потока активной среды, обеспечивающие минимальные потери энергии последней. Наиболее эффективным является расположение отверстий 17 рядами в направлении оси эжектора, в шахматном порядке и при этом когда каждые два смежных отверстия 17, каждое из которых расположено в одном из смежных друг другу рядах и касаются одной и той же образующей 7 разделителя 5 потока (фиг.1, 2 и 4), или каждые два смежных отверстия 17, одно из которых расположено в одном ряду, а другое в ряду, смежном первому ряду, пересекают одну и ту же образующую 7 разделителя 5 потока (фиг.1, 2 и 4), так как в указанных случаях достигается наиболее эффективное разделение потока активной среды с минимальными гидравлическими потерями и оптимальной траекторией движения выходящих из отверстий 17 струй.

В отдельных случаях, особенно при малых геометрических размерах эжектора, а соответственно и разделителя 5 потока, для улучшения условий взаимодействия двух сред целесообразно часть 21 боковой поверхности разделителя 5 потока, примыкающей к кромке каждого отверстия 17, обращенной в сторону диффузора 4, выполнять вогнутой в направлении к оси эжекторас (фиг.6), а часть 22 боковой поверхности разделителя 5 потока, примыкающей к кромке каждого отверстия 17, обращенной в сторону выходного сечения сопла 1, выполнять вогнутой в направлении от оси эжектора (фиг.6), а также часть 22 боковой поверхности разделителя 5 потока, примыкающей к кромке каждого отверстия 17, обращенной в сторону выходного сечения сопла 1, по меньшей мере двух последних рядов отверстий в направлении движения потока выполнять вогнутой в направлении от оси эжектора (фиг.1 и 6). В последнем случае независимо от характеристик эжектора предотвращается сход активной среды с разделителя потока с его наружной поверхности, чем обеспечиваются оптимальные условия для взаимодействия двух сред при отсутствии направляющего кольца. Величина вогнутости частей боковой поверхности разделителя 5 потока, примыкающих к соответствующим кромкам отверстия 17, зависит от формы образующей боковой поверхности разделителя 5 потока и других характеристик эжектора.

Возможность перемещения разделителя 5 потока в осевом направлении эжектора в ту или иную сторону позволяет обеспечить оптимальные условия его работы на любом режиме.

Выбор формы входного отверстия во внутреннюю полость 11 разделителя 5 потока со стороны его меньшего основания (фиг.1 и 2), а именно цилиндрической формы, формы усеченного конуса, корончатой формы или гофрированной, определяется из условия достижения максимального КПД, при этом учитываются толщина стенки разделителя 5 потока и наклон его образующей 7 к оси эжектора. С целью уменьшения гидравлических потерь кромка 18 торца 9, обращенного в сторону сопла 1, совпадает с наружной поверхностью разделителя 5 потока, а направление гофр в последнем случае может совпадать с направлением движения потока активной среды или может быть выполнено под углом к оси эжектора для закрутки потока активной среды внутри разделителя 5 потока (фиг.1 и 2). Для уменьшения гидравлического сопротивления торцы гофр, обращенных навстречу потоку, могут выполняться обтекаемой формы. В отдельных случаях часть активной среды может сходить с наружной поверхности разделителя 5 потока, что снижает КПД эжектора. Установка направляющего для активной среды кольца 23 соосно разделителю 5 потока (фиг.7) в выше указанном случае улучшает условия взаимодействия двух сред, повышая КПД эжектора. При этом месторасположение кольца 23 может быть различным: кольцо 23 своей частью, обращенной в сторону сопл 1, может охватывать выходной участок разделителя 5 потока (фиг.7), может быть расположено на расстоянии от выходного сечения разделителя 5 потока или входное сечение кольца 23 может совпадать с выходным сечением разделителя 5 потока (фиг. 7), направляющее кольцо 23 по меньшей мере своей задней частью, обращенной в сторону диффузора 4, может быть размещено в цилиндрической части камеры 3 смешения (фиг. 7) или цилиндрическая часть камеры смешения может быть установлена за выходным сечением направляющего кольца 23. При этом внутренняя поверхность 24 направляющего кольца 23 может быть выполнена цилиндрической (фиг. 7) или в форме усеченного конуса (фиг.8). Выбор месторасположения и формы внутренней поверхности направляющего кольца зависит от характеристик эжектора и определяется из условий достижения максимального КПД.

Для обеспечения свободного доступа пассивной среды внутрь потока, выходящего из разделителя 5 потока, за направляющим кольцом 23 его внутренняя поверхность 24 может быть снабжена равномерно расположенными по окружности по меньшей мере двумя разделителями 25 потока с обтекаемым входным торцом 26 (фиг.7 и 8)л. С целью дальнейшего улучшения условий взаимодействия двух сред внутренняя поверхность 24 направляющего кольца 23 может быть снабжена равномерно размещенными по ее окружности выступами 27 в форме гребенки, расположенными под острым углом к оси эжектора, направленными к оси последнего и обеспечивающими закрутку потока активной среды (фиг.9). С указанной целью внутренняя поверхность 24 направляющего кольца 23 может быть выполнена гофрированной, причем направление гофр может совпадать с направлением движения потока (фиг. 9) или они могоут быть расположены под острым углом к оси направляющего кольца 23 (фиг.8 и 9), а месторасположение кольца 23 в зависимости от режима работы может быть изменено с целью достижения максимального КПД на данном режиме его работы. Для уменьшения гидравлического сопротивления торец направляющего кольца 23, обращенный в сторону выходного сечения сопла 1, может быть выполнен обтекаемой формы (фиг.7 и 8).

В отдельных случаях, зависящих от характеристик эжектора, улучшение условий взаимодействия двух сред может достигаться различным расположением образующей боковой поверхности каждого отверстия 17, обращенной в сторону к оси эжектора, а именно выполнением образующей параллельной оси эжектора, расположением ее под разным углом к указанной оси по меньшей мере в нескольких рядах отверстий 17, но под одинаковым углом для каждого отверстия 17 в соответствующем ряду отверстий (фиг.1 и 2), могут по крайней мере каждые два смежных отверстия по меньшей мере одного ряда перекрещиваться под острым углом друг с другом (фиг.1 и 2). Также боковая поверхность, по крайней мере, каждого отверстия 17 и, по крайней мере, в каждом ряду, обращенная в сторону к оси эжектора, может быть выполнена гофрированной, при этом направление гофр совпадает с направлением движения потока активной среды (фиг.1 и 2), что приводит к увеличению поверхности взаимодействия двух сред и повышает КПД эжектора.

Выполнение каждого поперечного сечения каждой опоры 16 вытянутым вдоль оси эжектора и их передней кромки 28 обтекаемой формы (фиг.1, 2 и 3) обеспечивает минимальное сопротивление при обтекании их потоком среды.

Формула изобретения

1. ЭЖЕКТОР, содержащий активное сопло, приемную камеру пассивной среды, конфузорноцилиндрическую камеру смешения с диффузором и разделитель потока, выполненный в виде полого тела вращения, боковая поверхность которого получена путем вращения образующей вокруг оси эжектора, отличающийся тем, что площадь поперечного сечения разделителя потока выполнена увеличивающейся в направлении к диффузору, при этом наружный радиус открытого для прохода среды основания разделителя потока, обращенного в сторону диффузора, больше радиуса выходного сечения сопла и меньше внутреннего радиуса цилиндрической части камеры смешения, а проекция противоположного указанному основанию разделителя потока торца на плоскость, перпендикулярную оси эжектора, размещается внутри круга, описанного радиусом выходного сечения сопла, при этом разделитель потока снабжен по меньшей мере двумя пустотелыми жестко соединенными с последним и сообщенными своей внутренней полостью с внутренним пространством разделителя потока и приемной камерой пассивной среды, симметрично относительно оси эжектора расположенными элементами с образованием внутри последних каналов для подвода пассивной среды, причем плоскость симметрии элементов совпадает с осью эжектора, а их передняя кромка, обращенная навстречу потоку активной среды, выполнена обтекаемой и ширина их поперечного сечения увеличивается в направлении к диффузору, а торцы (грани), обращенные в направлении к боковой стороне разделителя потока и противоположную сторону к последней, выполнены открытыми для прохода пассивной среды, при этом разделитель потока снабжен по меньшей мере двумя жестко соединенными с последним и симметрично относительно оси эжектора в промежутках между выше указанными элементами расположенными опорами, а на боковой поверхности разделителя потока выполнены отверстия, посредством которых внутренняя полость разделителя сообщена с наружным пространством.

2. Эжектор по п. 1, отличающийся тем, что тело вращения образовано криволинейной образующей, вогнутой в направлении к оси эжектора.

3. Эжектор по п. 1, отличающийся тем, что тело вращения образовано прямолинейной образующей.

4. Эжектор по пп. 1-3, отличающийся тем, что разделитель потока выполнен в виде конуса, вершина которого обращена в сторону сопла, а основание в сторону диффузора.

5. Эжектор по пп. 1-3, отличающийся тем, что торец разделителя потока, противоположный основанию последнего, обращенного в сторону диффузора, выполнен в форме открытого для прохода активной среды меньшего основания усеченного тела вращения с острой входной кромкой.

6. Эжектор по пп. 1-5, отличающийся тем, что торец разделителя потока, противоположный основанию последнего, обращенного в сторону диффузора, размещен внутри активного сопла.

7. Эжектор по пп. 1-5, отличающийся тем, что торец разделителя потока, противоположный основанию последнего, обращенного в сторону диффузора, совпадает с выходным сечением активного сопла.

8. Эжектор по пп. 1-5, отличающийся тем, что торец разделителя потока, противоположный основанию последнего, обращенного в сторону диффузора, расположен на расстоянии от выходного сечения активного сопла.

9. Эжектор по пп. 1-8, отличающийся тем, что между выходным сечением разделителя потока и входным сечением в сужающийся участок камеры смешения, примыкающий к ее цилиндрической части, выполнен зазор.

10. Эжектор по пп. 1-8, отличающийся тем, что между выходным сечением разделителя потока и входным сечением в цилиндрическую часть камеры смешения выполнен зазор.

11. Эжектор по пп. 1-8, отличающийся тем, что выходное сечение разделителя потока совпадает с входным сечением в сужающийся участок камеры смешения, примыкающий к ее цилиндрической части.

12. Эжектор по пп. 1-8, отличающийся тем, что выходное сечение разделителя потока совпадает с входным сечением в цилиндрическую часть камеры смешения.

13. Эжектор по пп. 1-8, отличающийся тем, что выходное сечение разделителя потока расположено внутри суживающейся части камеры смешения, примыкающей к ее цилиндрической части.

14. Эжектор по пп. 1-8, отличающийся тем, что выходное сечение разделителя потока расположено внутри цилиндрической части камеры смешения.

15. Эжектор по пп. 1-14, отличающийся тем, что площадь поперечного сечения канала каждого элемента для подвода пассивной среды увеличиватся в направлении от оси эжектора.

16. Эжектор по пп. 1-15, отличающийся тем, что задний торец каждого элемента, обращенный в сторону диффузора, выполнен открытым для прохода пассивной среды.

17. Эжектор по пп. 1-16, отличающийся тем, что ширина каждого элемента в направлении оси эжектора в месте его жесткого соединения с разделителем потока равна расстоянию между крайними точками образующей разделителя потока.

18. Эжектор по пп. 1-16, отличающийся тем, что ширина каждого элемента в направлении оси эжектора в месте его жесткого соединения с разделителем потока меньше расстояния между крайними точками образующей разделителя потока.

19. Эжектор по пп. 1-16, отличающийся тем, что ширина каждого элемента в направлении оси эжектора в месте его жесткого соединения с разделителем потока больше расстояния между крайними точками образующей разделителя потока и при этом каждый элемент выступает в направлении к диффузору за выходное сечение разделителя потока.

20. Эжектор по пп. 1-19, отличающийся тем, что кромка каждого отверстия, выполненного на каждом участке разделителя потока, расположенном между смежными элементами, обращенная в сторону выходного сечения сопла, выполнена острой и совпдающей с наружной боковой поверхностью разделителя потока.

21. Эжектор по пп. 1-20, отличающийся тем, что отверстия на каждом участке разделителя потока расположены рядами в направлении движения потока и при этом каждые два смежных отверстия, каждое из которых расположено в одном из смежных рядов, касаются одной и той же образующей разделителя потока.

22. Эжектор по пп. 1-20, отличающийся тем, что отверстия на каждом участке разделителя потока расположены рядами в направлении движения потока активной среды, в шахматном порядке и при этом каждые два смежные отверстия, одно из которых расположено в одном ряду, а второе в ряду смежном первому ряду, пересекают одну и ту же образующую разделителя потока.

23. Эжектор по пп. 1-22, отличающийся тем, что часть боковой поверхности разделителя потока, примыкающая к кромке по крайней мере каждого отверстия, обращенной в сторону диффузора, вогнута в направлении к оси эжектора.

24 Эжектор по пп. 1-23, отличающийся тем, что часть боковой поверхности разделителя потока, примыкающая к кромке по крайней мере каждого отверстия, обращенной в сторону выходного сечения сопла, вогнута в направлении от оси эжектора.

25. Эжектор по пп. 1-23, отличающийся тем, что часть боковой поверхности разделителя потока, примыкающая к кромке каждого отверстия, обращенной в сторону выходного сечения сопла, по меньшей мере двух последних рядов отверстий в направлении движения потока, вогнута в направлении от оси эжектора.

26. Эжектор по пп. 1-25, отличающийся тем, что разделитель потока установлен с возможностью осевого перемещения.

27. Эжектор по пп. 1 и 5, отличающийся тем, что входное отверстие во внутреннюю полость разделителя потока со стороны его меньшего основания выполнено цилиндрической формы, причем кромка торца, обращенного в сторону сопла, совпадает с наружной поверхностью разделителя потока.

28. Эжектор по пп. 1 и 5, отличающийся тем, что входное отверстие во внутреннюю полость разделителя потока со стороны его меньшего основания выполнено в форме усеченного конуса с меньшим основанием, обращенным в сторону сопла, причем кромка торца, обращенного в сторону сопла, совпадает с наружной поверхностью разделителя потока.

29. Эжектор по пп. 1 и 5, отличающийся тем, что входное отверстие во внутреннюю полость разделителя потока со стороны его меньшего основания выполнено корончатой формы, причем кромка торца, обращенного в сторону сопла, совпадает с наружной поверхностью разделителя потока.

30. Эжектор по пп. 1 и 5, отличающийся тем, что поверхность входного отверстия во внутреннюю полость разделителя потока со стороны его меньшего основания выполнена гофрированной, при этом направление гофр совпадает с направлением движения потока активной среды.

31. Эжектор по пп. 1 и 5, отличающийся тем, что поверхность входного отверстия во внутреннюю полость разделителя потока со стороны его меньшего основания выполнена гофрированной, при этом направление гофр выполнено под углом к оси эжектора, обеспечивающим закрутку потока активной среды внутри разделителя потока.

32. Эжектор по пп. 1-31, отличающийся тем, что в зоне выхода активной среды из разделителя потока установлено соосно последнему направляющее для активной среды кольцо радиусом входного сечения, превышающим наружный радиус основания разделителя потока, обращенного в сторону диффузора, а наружный радиус в указанном сечении кольца меньше радиуса внутренней цилиндрической поверхности камеры смешения.

33. Эжектор по пп. 1 и 32, отличающийся тем, что кольцо своей частью, обращенной в сторону сопла, охватывает выходной участок разделителя потока.

34. Эжектор по пп. 1 и 32, отличающийся тем, что входное сечение кольца совпадает с выходным сечением разделителя потока.

35. Эжектор по пп. 1 и 32, отличающийся тем, что входное сечение кольца расположено на расстоянии от выходного сечения разделителя потока.

36. Эжектор по пп. 1, 32-35, отличающийся тем, что направляющее кольцо по меньшей мере своей задней частью, обращенной в сторону диффузора, размещено в цилиндрической части камеры смешения.

37. Эжектор по пп. 1, 32-35, отличающийся тем, что цилиндрическая часть камеры смешения установлена за выходным сечением направляющего кольца.

38. Эжектор по пп. 1, 32-37, отличающийся тем, что внутренняя поверхность направляющего кольца выполнена цилиндрической.

39. Эжектор по пп. 1, 32-37, отличающийся тем, что внутренняя поверхность направляющего кольца выполнена в форме усеченного конуса, причем внутренний радиус его выходного сечения превышает внутренний радиус его входного сечения.

40. Эжектор по пп. 1, 32-39, отличающийся тем, что внутренняя поверхность направляющего кольца снабжена по меньшей мере двумя равномерно расположенными по окружности разделителями потока, выполненными в форме стержней и направленными к оси эжектора, причем их входной торец выполнен обтекаемой формы, а высота стержней не превышает разности радиусов выходного сечения направляющего кольца и наружного радиуса большего основания разделителя потока.

41. Эжектор по пп. 1, 32-38, отличающийся тем, что внутренняя поверхность направляющего кольца снабжена равномерно размещенными по ее окружности выступами в форме гребенки, расположенными под острым углом к оси эжектора, направленными к оси последнего и обеспечивающими закрутку потока активной среды.

42. Эжектор по пп. 1, 32-37 и 40, отличающийся тем, что внутренняя поверхность направляющего кольца выполнена гофрированной, причем направление гофр совпадает с направлением движения потока.

43. Эжектор по пп. 1, 32-37 и 40, отличающийся тем, что внутренняя поверхность направляющего кольца выполнена гофрированной, причем гофры расположены под острым углом к оси указанного кольца.

44. Эжектор по пп. 1, 32-43, отличающийся тем, что месторасположение направляющего кольца на оси эжектора изменяется в зависимости от режима работы эжектора.

45. Эжектор по пп. 1, 32-44, отличающийся тем, что торец направляющего кольца, обращенный в сторону выходного сечения сопла, выполнен обтекаемой формы.

46. Эжектор по пп. 1, 32-45, отличающийся тем, что образующая боковой поверхности каждого отверстия, обращенной в сторону к оси эжектора, параллельна оси последнего.

47. Эжектор по пп. 1, 32-45, отличающийся тем, что образующая боковой поверхности каждого отверстия, обращенной в сторону к оси эжектора, расположена по меньшей мере в нескольких рядах отверстий под разным углом к оси эжектора, при этом для одного ряда указанный угол сохраняется одинаковым для всех отверстий.

48. Эжектор по пп. 1, 32-45, отличающийся тем, что образующие боковых поверхностей по крайней мере каждых двух смежных отверстий по меньшей мере одного ряда, первые из которых обращены в сторону к оси эжектора, перекрещиваются под острым углом друг с другом.

49. Эжектор по пп. 1, 32-48, отличающийся тем, что боковая поверхность по крайней мере каждого отверстия и по крайней мере в каждом ряду, обращенная в сторону к оси эжектора, выполнена гофрированной, при этом направление гофр совпадает с направлением движения потока активной среды.

50. Эжектор по пп. 1-49, отличающийся тем, что каждое поперечное сечение каждой опоры вытянуто вдоль оси эжектора, а их передняя кромка, обращенная навстречу потоку, выполнена обтекаемой формы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9