Струйная насосно-компрессорная установка

 

Изобретение относится к области насосостроения. Струйная насосно-компрессорная установка содержит вал, корпус с внутренней рабочей камерой и размещенным в ней лопастным колесом, тангенциально установленное сопло, диффузор, соединенный с тангенциальным выходом рабочей камеры, и всасывающий патрубок, установленный соосно с лопастным колесом. Рабочая камера имеет дополнительную секцию в виде патрубка, установленного между диффузором и тангенциальным выходом из рабочей камеры, в результате повышается КПД установки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области насосостроения, компрессоростроения и вакуумных устройств и предназначено для транспортировки (перемещения) жидкостей, газов и их смесей.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является струйная насосно-компрессорная установка, содержащая вал, корпус с внутренней рабочей камерой и размещенным в ней лопастным колесом, тангенциально установленное сопло, диффузор, соединенный с тангенциальным выходом рабочей камеры и всасывающий патрубок, установленный соосно с лопастным колесом (см. авторское свидетельство СССР 1733714 A, кл. F 04 F 5/54, 15.05.1992).

Известное техническое решение не обеспечивает требуемый коэффициент полезного действия.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является улучшение технических показателей установки и повышение коэффициента полезного действия.

Техническим результатом, который может быть получен при осуществлении описываемой установки, является уменьшение обратных перетоков в рабочей камере, улучшение смесеобразования жидкости и газа, уменьшение потери энергии рабочей жидкости, подаваемой в рабочую камеру.

Указанная задача решается за счет того, что струйная насосно-компрессорная установка содержит вал, корпус с внутренней рабочей камерой и размещенным в ней лопастным колесом, тангенциально установленное сопло, диффузор, соединенный с тангенциальным выходом рабочей камеры, и всасывающий патрубок, установленный соосно с лопастным колесом, при этом рабочая камера имеет дополнительную секцию в виде патрубка, установленного между диффузором и тангенциальным выходом из рабочей камеры.

Между рабочей камерой и всасывающим патрубком может быть установлен дополнительный патрубок, диаметр любого его поперечного сечения не превышает диаметр лопастного колеса, причем на боковой поверхности дополнительного патрубка выполнен тангенциальный канал, в котором размещено сопло.

Общий вид установки представлен на фиг. 1, а на фиг. 2 представлено сечение А-А по фиг. 1.

Предлагаемая установка содержит электродвигатель 1, вал 2, корпус 3. В корпусе 3 образована (внутренняя) рабочая камера 4. В рабочей камере 4 расположено лопастное колесо 5, состоящее из ротора 6 и лопастей 7. Лопасти 7 с помощью ротора 6 жестко закреплены на валу 2. Лопастное колесо 5 получает вращение через вал от электродвигателя 1. В корпусе 3 со стороны рабочей камеры 4 выполнен тангенциальный выход 8. Рабочая камера 4 имеет дополнительную секцию 9, изготовленную в виде патрубка, закрепленную с одной стороны к тангенциальному выходу 8, а с другой - к диффузору 10. На корпусе 3 установлен дополнительный патрубок 11, соединяющий рабочую камеру 4 с всасывающим патрубком 12. Причем диаметр патрубка 11 в любом поперечном сечении не превышает диаметр лопастного колеса 5. В патрубке 11 тангенциально выполнен канал 13, в котором установлено сопло 14. В состав струйной насосной установки входит сепаратор 15 с трубопроводами 16, 17, 18. Трубопровод 16 соединяет сепаратор 15 с диффузором 10, а трубопровод 17 - с соплом 14. Трубопровод 18 предназначен для отвода сжатого газа к потребителю.

Работает установка следующим образом.

Электродвигатель 1 обеспечивает через вал 2 вращение лопастного колеса 5. Находящаяся в рабочей камере 4 жидкость получает кинематическую энергию от вращающегося лопастного колеса 5, одновременно через всасывающий патрубок 12 в рабочую камеру 4 подают газ (газожидкостную смесь). В рабочей камере 4 перекачиваемая среда разгоняется лопастями 7, за счет этого ее кинематическая энергия увеличивается. По тангенциальному выходу 8 перекачиваемая среда импульсами отводится в дополнительную секцию 9. Частота импульсов определяется количеством лопастей 7 колеса 5 и частотой его вращения. В дополнительной секции 9 рабочей камеры 4 и затем в диффузоре происходит дальнейшее перемешивание жидкости с газом и торможение потока газожидкостной смеси, сопровождаемое повышением гидростатического давления при уменьшении скорости течения. С пониженной скоростью течения, но при более высоком гидростатическом давлении газожидкостная смесь по трубопроводу 16 поступает в сепаратор 15, где разделяется на жидкость и газ. Сжатый газ из сепаратора 15 отводится по трубопроводу 18 к потребителю, а жидкость по трубопроводу 17 возвращается в рабочую камеру 4 через сопло 14, канал 13 и дополнительный патрубок 11. Путем изменения проходного сечения сопла 14 регулируют расход жидкости, циркулирующей по замкнутому контуру. При перекачке газожидкостной смеси принцип работы установки не меняется, только из сепаратора 15 отводится не только газ, но и жидкость, а часть жидкости постоянно циркулирует по замкнутому контуру, как описано выше.

Подача перекачиваемой среды в дополнительную секцию 9 рабочей камеры импульсами способствует уменьшению обратных перетоков в ней, поскольку при такой подаче жидкая фаза практически полностью перекрывает ее поперечное сечение. Использование дополнительной секции 9 рабочей камеры 4 улучшает смесеобразование жидкости и газа, а применение дополнительного патрубка 11 с установленным в тангенциально выполненном канале соплом 14 позволяет уменьшать потерю энергии рабочей жидкости, подаваемой в рабочую камеру 4. В целом это позволяет улучшить технические показатели установки, повысить ее коэффициент полезного действия.

Формула изобретения

1. Струйная насосно-компрессорная установка, содержащая вал, корпус с внутренней рабочей камерой и размещенным в ней лопастным колесом, тангенциально установленное сопло, диффузор, соединенный с тангенциальным выходом рабочей камеры, всасывающий патрубок, установленный соосно с лопастным колесом, отличающаяся тем, что рабочая камера имеет дополнительную секцию в виде патрубка, установленного между диффузором и тангенциальным выходом из рабочей камеры.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что между рабочей камерой и всасывающим патрубком установлен дополнительный патрубок, диаметр любого его поперечного сечения не превышает диаметр лопастного колеса, причем на боковой поверхности дополнительного патрубка выполнен тангенциальный канал, в котором размещено сопло.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2