Эжектор

Эжектор предназначен для использования в различных областях, где требуется использовать энергию струи рабочего продукта для передачи ее энергии смежному продукту и выполнения тем самым поставленных задач. Эжектор состоит из отвода, с подводящим и отводящим патрубком, скругляющей косынки, патрубка смежного продукта, при этом он содержит отвод при углах поворота от 85,95° до 120°. Технический результат - упрощение изготовления. 5 ил.

 

Изобретение относится к области струйной техники, включает в себя множество решений по конструкции струйных насосов, связанных зависимостями, в том числе с числом 3,14 при отводе около 100 градусов и с числами до 2000 и более, при отводе 175 и более градусов (для больших, сверхзвуковых подач рабочего продукта).

Известен «Струйный аппарат», см. а.с. СССР № 868134, F04F 5/02, авторы Рылов Б.М., Марьенко В.П., Палица Е.И.

Струйный аппарат имеет входящий и отводящий патрубок, патрубок для поступления подмешиваемой среды, активное сопло, камеру, диффузор, проточку.

Недостаток: сложность устройства.

Наиболее близким техническим решением к описываемому изобретению является «Трубоструйный насос», см. патент России № 2255249, бюл. № 18 от 27.06.05, авторы Шаталов Г.В. и Зенькович В.К.

Он состоит из отвода и патрубка.

Недостатки: характеристики насоса ограничены.

Техническая задача эжектора - объединение всех струйных насосов с конструкцией, имеющей отвод с любым углом закругления, расширение характеристик насоса по значениям подачи и скорости рабочего продукта, при этом расчет и конструирование их основывается на одних и тех же формулах.

Поставленная задача решается и технический результат достигается за счет того, что эжектор состоит из отвода, с подводящим и отводящим патрубком, и патрубка смежного продукта, подключенного к отводящему патрубку в зоне вакуума, при этом он снабжен скругляющей косынкой, а угол между осями подводящего и отводящего патрубка составляет от 85,95° до 120°, при этом радиус скругления отвода соответствует R_з+0,5d<R_скр<R_кр,

где R_з - радиус закругления отвода;

d - диаметр подводящего и отводящего патрубка;

R_скр - расчетный радиус скругления косынки;

R_кр - критический радиус скругления косынки;

и центр скругления находится на биссектрисе угла между осями подводящего и отводящего патрубка, а критический радиус и соответствующие ему угол между осями подводящего и отводящего патрубка и количество добавленных диаметров определяется из формул:

R_кр=d+R_з-0,5d+х_крsinα/2;

х_кр=1/(1-sinα/2);

sinα/2=1-х_кр=(х_кр-1)/х_кр,

где

R_кр - критический радиус скругления косынки;

d - диаметр подводящего и отводящего патрубка;

R_з - радиус закругления отвода;

х_кр - количество добавленных диаметров;

α - угол между осями подводящего и отводящего патрубка.

На фиг.1-5 показаны возможные схемы эжекторов.

Эжектор состоит из (см. фиг.5) подводящего патрубка 1, отводящего патрубка 2, скругляющей косынки 3, патрубка смежного продукта 4, детали жесткости 5 между точками начала и конца скругления (см. фиг 3).

При движении рабочего продукта по патрубку 1 и патрубку 2 струя изменяет сечение и увеличивает скорость до максимальной в сечении, проходящем через биссектрису угла отвода благодаря направляющей поверхности скругляющей косынки 3.

После прохождения этого участка происходит отрыв струи от внутренней стенки и образование там вакуумной зоны, в которую по патрубку смежного продукта поступает смежный продукт.

Характерные числа от 3,14 до 7,46 определяет радиус критического скругления косынки 3, при соответствующем угле отвода. При этом скругляющая косынка 3 не должна перекрывать минимальное сечение.

Чтобы эжектор начал работать, надо увеличить сечение, чтобы выполнить условие: радиус закругления трубы плюс половина диаметра трубы меньше радиуса скругления отвода, меньше суммы половины диаметра отвода, радиуса закругления отвода, количество добавленных диаметров отвода в пределах 3,14-7,46 и больше суммы радиуса закругления отвода, количества добавленных диаметров отвода без половины диаметра отвода из центра, расположенного на биссектрисе угла отвода.

Расчет радиуса скругления косынки.

На фиг.1, 2 показан отвод 90° и радиусы скруглений: из точки О-1, линия скругления - 1; из точки О-2 - линия скругления - 2; из точки О-3 - линия скругления - 3; из точки О-3,41, линия скругления 4.

На фиг.3, 4 показаны построения для отводов с углом 120° и 85,95°. Несовпадение численных значений критического радиуса и расчетного радиуса скругления косынки приводит к образованию в живом сечении 1-1 фигуры в форме сегмента.

Примененные формулы зависимостей (фиг.2):

R_кр=d+R_з-0,5d+х_крsinα/2;

R_кр=R_з-0,5d+x_крd=d+R_з-0,5d+х_крdsinα/2,

где R_кр - критический радиус скругления косынки, делающий эжектор неработоспособным;

R_з - радиус закругления отвода - расстояние от точки О до оси отвода;

х_кр - количество добавленных диаметров отвода от точки О на биссектрисе угла отвода до получения критического радиуса R_кр;

d - диаметр подводящего и отводящего патрубка;

α - угол между осями подводящего и отводящего патрубка.

Откуда определяется общая формула радиуса критического скругления и соответствующего угла отвода (фиг.1 и 2).

х_кр=1/1-sinα/2;

sinα/2=1-1/х_кр,

например: для α=100°, х_кр=1/1-sin50°=1/0,23395=4,2743,

sinα/2=1-1/х_кр=1-1/4,2743=0,766.

Эжектор, состоящий из отвода, с подводящим и отводящим патрубком, и патрубка смежного продукта, подключенного к отводящему патрубку в зоне вакуума, отличающийся тем, что он снабжен скругляющей косынкой, а угол между осями подводящего и отводящего патрубка составляет от 85,95 до 120°, при этом радиус скругления отвода соответствует R_з+0,5d<R_скр<R_кр,

где R_з - радиус закругления отвода;

d - диаметр подводящего и отводящего патрубка;

R_скр - расчетный радиус скругления косынки;

R_кр - критический радиус скругления косынки,

и центр скругления находится на биссектрисе угла между осями подводящего и отводящего патрубка, а критический радиус и соответствующие ему угол между осями подводящего и отводящего патрубка и количество добавленных диаметров определяется из формул

R_кр=d+R_з-0,5d+х_крsinα/2;

х_кр=1/(1-sinα/2);

sinα/2=1-х_кр=(х_кр-1)/х_кр,

где R_кр - критический радиус скругления косынки;

d - диаметр подводящего и отводящего патрубка;

R_з - радиус закругления отвода;

х_кр - количество добавленных диаметров;

α - угол между осями подводящего и отводящего патрубка.