Плоскощелевой эжектор

Плоскощелевой эжектор предназначен для перемещения текучих сред методом эжекции. Эжектор состоит из нескольких труб, имеющих по две плоские щели каждая, при этом трубы расположены параллельно друг другу на одном уровне так, что их носовые части находятся в одном направлении, торцы труб соединены трубопроводами для транспортировки от нагнетателя к трубам эжектирующей текучей среды, перед носовой частью каждой трубы находится симметричный, серповидный, в поперечном сечении, обтекатель, прямые края каждого обтекателя и носовая часть каждой трубы составляют две плоские щели, каналы которых, в поперечном сечении, являются сужающимися соплами, полость между обтекателем и носовой частью трубы является ресивером - сосудом для выравнивания колебаний давления, который сообщается с внутренней полостью труб через отверстия в носовой части труб. Технический результат – сокращение веса эжектора. 6 ил.

 

Устройство «Плоскощелевой эжектор» (далее ПЩЭ) относится к разделу машиностроение. Предназначено для перемещения текучих сред.

Из предшествующего уровня техники известен эжектор по авторскому свидетельству WO 2009054732 А1 30.04.2009 г.

Изобретение относится к эжектору для жидкостей, из которых указанные жидкости могут быть газовыми или жидкими. Изобретение относится к эжектору, в котором первичный воздух проходит и продувается через щель, и в котором воздух отклоняется вдоль направляющей стенки в соответствии с так называемым эффектом Коанда, причем направляющая стенка находится заподлицо с выходом, так что первичный воздух ускоряет вторичный воздух вдоль вторичной воздушной камеры и создает пониженное давление во вторичной камере для текучей среды, которая может быть снабжена вакуумной всасывающей поверхностью. Изобретение может быть применено, среди прочего, как вакуумное захватывающее устройство для хрупких или пористых устройств, таких как бумажные, текстильные, кожные, рыбные и мясные филе и другие устройства, имеющих малый вес, высокую пористость и небольшую жесткость при изгибе.

В этом изобретении входное отверстие для вторичного (эжектируемого) воздуха и, следовательно, всасывающее действие происходит вдоль нормали оси z (т.е. перпендикулярно) к плоскости чертежа и в котором вход первичного (инициализирующего) воздуха, находящегося под давлением, находится с левой стороны чертежа. Выход для первичного воздуха и вторичного воздуха (смешанного потока) направлен к правой стороне чертежа через выходной канал. Первичный воздух закачивается в направлении выхода из камеры вторичной текучей среды в одностороннем порядке и в сторону относительно направления выходного канала.

Недостатками эжектора по авторскому свидетельству WO 2009054732 (А1) являются:

- сложность изготовления внутренних каналов предназначенных для перемещения первичного (инициализирующего) воздуха, выходного канала;

- не предназначено для использования в качестве элемента воздуходувных установок, например для прямоточной вентиляции, приспособленного для установки в проеме;

- объем вторичной (эжектируемой) текучей среды ограничен диаметром входного отверстия, выполненного в корпусе устройства вдоль нормали оси z (т.е. перпендикулярно каналам первичного воздуха и выходного).

Из предшествующего уровня техники известен эжектор по авторскому свидетельству SU №432296 (ВНИИБТГРП) 15.06.1974 г.,

содержащий прямоугольный корпус, внутри которого по центру расположен эжектирующий элемент в виде трубчатого прямолинейного коллектора с рядом односторонних отверстий-форсунок. При подаче сжатого воздуха в трубчатый коллектор и далее в отверстия-форсунки вокруг них создается разрежение, под действием которого в корпус эжектора эжектируется большое количество окружающего воздуха. Для изменения направления движения эжектируемого воздуха достаточно повернуть коллектор на 180 градусов.

Недостатками эжектора по авторскому свидетельству №432296 являются:

- неэффективное использование энергии сжатого воздуха, т.к. взаимодействие инициирующего и эжектируемого воздуха осуществляется только на поверхности конуса, образованного границей высоконапорного, выходящего из отверстий-форсунок в боковой стенки трубчатого коллектора, и низконапорного воздуха;

- стенки прямоугольного корпуса, закрепленные только со стороны торцов трубчатого прямолинейного коллектора, подвержены вибрационной нагрузке, вызванной турбуленцией на скачках уплотнения сверхзвукового потока, что значительно сокращает срок службы этих стенок.

Из предшествующего уровня техники известен инжектор форсунок Coanda по авторскому свидетельству GB 1512785 A (BRAUER F LTD) 01.06.1978 г..

Этот инжектор представляет собой линейное конусообразующее (в поперечном сечении) сопло, полученное путем экструдирования, например, легкий сплав для образования полого корпуса, и закрепленного колпачка, который также может быть экструдирован. Одно или несколько отверстий в стенке полого корпуса, ведущих к внутренней части корпуса, служат для подвода эжектирующей текучей среды. Внешняя часть стенки полого корпуса, примыкающая к линейному соплу, является поверхностью Coanda.

Недостатками инжектора по авторскому свидетельству GB 1512785 A являются:

- наружная часть полого корпуса выполнена необтекаемой формы, имеющей большое лобовое и донное аэродинамическое сопротивление, что приведет к потерям кинетической энергии смешанного потока выходящего из эжектора;

- в инжекторе предусмотрено только одно линейное сопло, что делает менее эффективным использование энергии инициирующей текучей среды;

- влияние продольной составляющей вектора скорости инициирующего потока, протекающего внутри полого корпуса, на выходящий из дозвукового сопла поток;

- инициирующий поток выходит из линейного сопла в начале поверхности Coanda под углом близком к перпендикуляру к этой поверхности так, что только небольшая часть потока, огибающая эту поверхность, наиболее эффективно участвует в создании разряжения над ней.

Из предшествующего уровня техники известно эжекторное устройство по авторскому свидетельству SU №1613639 А1 (ИГД АН КАЗССР) 15.12.1990 г. имеющий близкое отношение к заявленному изобретению и взятому за прототип, содержащее 2 эжектирующих модуля, каждый из которых имеет распределительную камеру в виде прямо- или криволинейного трубопровода с щелью. Последняя расположена по образующей трубопровода до торцов. Вдоль щели закреплен обтекатель по касательной к боковой поверхности камеры. С обтекателем по касательной к его боковой поверхности соединена проточная часть в виде плоской или криволинейной в продольном направлении пластины… Модули установлены с возможностью поворота и смещения своих проточных частей… При давлении до 0,2 МПа сжатый воздух подводят к обеим камерам, что обеспечивает равномерное истечение его из щели по всей ее длине. При больших его давлениях сжатый воздух подводят к одной камере, а на патрубок второй камеры ставят заглушку. Сжатый воздух, поступая из воздухораспределительных камер в эжектирующие устройства, истекает из его щелей со сверхзвуковой скоростью, огибая криволинейные поверхности обтекателей на выходе и настилаясь на проточные поверхности модулей. За счет этого на них создается высокое разряжение и происходит подсос воздуха, который вовлекается в потоки, движущиеся по поверхностям устройства… Два эжектирующих модуля выставляют проточными поверхностями наружу… После этого проточные поверхности выставляют точно, в нужном положении симметрично или со смещением...

Недостатками эжектора по авторскому свидетельству №1613639 являются:

- высокая вероятность возникновения флаттера проточной поверхности при сверхзвуковой скорости истечения сжатого воздуха через щель трубопровода, из-за несовпадения центра жесткости с центром давления проточной поверхности выполненной в виде плоской или криволинейной в продольном направлении пластины, имеющей крепление только со стороны обтекателя;

- предрасположенность конструкции устройства к остаточной деформации при воздействии боковой нагрузки, т.к. распределительная камера в виде трубопровода имеет щель, расположенную по образующей трубопровода от торца до торца, что снижает, по сравнению с трубопроводом без щели или с отверстиями, прочность конструкции;

- низкая эффективность использования энергии сжатого воздуха, истекающего со сверхзвуковой скоростью из щелей эжектирующего устройства из-за негативного влияния скачков уплотнения и из-за продольной составляющей вектора скорости потока, протекающего внутри распределительной камеры, на выходящий из щели инициирующий поток.

Из предшествующего уровня техники известен эжектор по авторскому свидетельству SU №123279 (Васильев Ю.Н.) 01.01.1959 г. кл. F04F 5/30, имеющий близкое отношение к заявленному изобретению и взятому за прототип.

В описании этого изобретения значится:

- «Основная причина невозможности получения в ступени обычного эжектора очень высоких степеней сжатия и улучшения к.п.д. заключается в том, что при увеличении перепада давлений резко возрастают потери, связанные с торможением сверхзвукового потока смеси газов в диффузоре эжектора, а также потери на смешение газов. Предложенная схема ступени эжектора с криволинейной осью позволяет улучшить параметры эжектора…

Предмет изобретения по авторскому свидетельству №123279:

- Газовый или паровой эжектор с криволинейной осью, конструктивно выполненный в плоском либо осесимметричном оформлении, отличающийся тем, что, с целью дополнительного уменьшения статического давления на границе струй на начальном участке камеры смешения, оси высоконапорного и низконапорного сопел, а также стенка начального участка камеры смешения искривлены. …С целью уменьшения потерь на смешение газов и в скачках уплотнения, переводящих сверхзвуковой поток смеси газов в дозвуковой, путем соответствующего искривления каналов создаются существенные градиенты статического давления по ширине канала таким образом, что потребное для эжектирования расширение высоконапорного газа происходит лишь в небольшой области, прилегающей к соплу низконапорного газа… Ступень эжектора с криволинейной осью состоит из сопла высоконапорного газа, сопла низконапорного газа, камеры смешения и диффузора. Оси выходных участков сопел и стенки начального участка камеры смешения искривлены, причем низконапорный газ подводится (из внутренней полости осесимметричного корпуса эжектора SU №123279 фиг. 2, расположенной перпендикулярно направлению выходящего из эжектора смешанного потока) у выпуклой стенки камеры смешения. Газовый либо паровой эжектор с криволинейной осью может быть выполнен и в осесимметричном оформлении».

Из прилагаемых к авторскому свидетельству №123279 описания эжектора и фигур следует, что он предназначен для высоких степеней сжатия при использовании сверхзвукового потока смеси газов, так как каждое сопло высоконапорного газа с криволинейной осью каналов изображено сужающе-расширяющимся сверхзвуковым «соплом Лаваля». Камера смешения потоков и диффузор конструктивно состоят из внутренней выпуклой стенки, прилегающей к соплу низконапорного газа, и внешней стенки, прилегающей к соплу высоконапорного газа (SU №123279 фиг. 1, 2.). Эти стенки являются неотъемлемыми частями данного эжектора.

Недостатками эжектора по авторскому свидетельству №123279 являются:

- повышенные вибрации, из-за несовпадения центра жесткости с центром давления, стенки, прилегающей к соплу высоконапорного газа, вызванные турбуленцией потока на сверхзвуковых скачках уплотнения, вследствие чего необходимо упрочнение конструкции эжектора за счет утолщения конструктивных элементов, что влечет за собой увеличение веса устройства, или за счет применения высокопрочных материалов, что ведет к удорожанию производства эжектора;

- сложность изготовления сопла «Лаваля» с криволинейной осью канала высоконапорного газа;

- не предназначено для использования в качестве элемента воздуходувных установок, например для прямоточной вентиляции, приспособленного для установки в проеме;

- утяжеление конструкции эжектора вследствие необходимости применения помимо выпуклой стенки камеры смешения еще и внешней стенки, являющейся неотъемлемой частью сопла высоконапорного газа, камеры смешения и диффузора.

Задачи, на решение которой направлено заявленное изобретение ПЩЭ:

- облегчить, упростить и удешевить конструкцию эжектора, с обеспечением оптимальной прочности, выполненной с плоскими соплами для высоконапорного потока;

- уменьшить отрицательное влияние продольной составляющей вектора скорости инициирующего потока, протекающего внутри труб, на направление выходящего из плоского сужающегося сопла потока;

- обеспечить прямоточное (т.е. векторы скоростей эжектируемого, инициирующего и смешанного потоков имеют одно направление) перемещение текучих сред через проемы широкого диапазона их площадей, с соблюдением условий безопасности, удобству транспортировки, монтажа и эксплуатации.

Устройство ПЩЭ.

Поставленная задача решается за счет того, что устройство ПЛОСКОЩЕЛЕВОЙ ЭЖЕКТОР (далее ПЩЭ), предназначенный для перемещения текучих сред методом эжекции, состоит из нескольких Труб (далее Т) каждая из которых имеет в своем составе, по меньшей мере, две плоские щели, характеризующийся тем, что Т расположены параллельно друг другу так, что их носовые части находятся в одном направлении и на одной плоскости, торцы Т соединены трубопроводами предназначенными для транспортировки от нагнетателя к Т эжектирующей текучей среды, перед носовой частью каждой Трубы находится Симметричный, Серповидный, в поперечном сечении, Обтекатель (далее ССО), прямые края каждого ССО и носовая часть каждой Т составляют две плоские щели, каналы которых, в поперечном сечении, являются сужающимися проходами, полость между ССО и носовой частью Т является ресивером (сосудом для выравнивания колебаний давления), который сообщается с внутренней полостью Т через отверстия в ее носовой части.

Предлагаемый плоскощелевой эжектор работает следующим образом.

Эжектор состоит из нескольких параллельных Труб. Их внутренний диаметр прямо пропорционален потребному расходу инициирующей текучей среды через плоские сужающиеся сопла. Расход зависит от длины трубы, ее гидравлического сопротивления, от избыточного давления инициирующей текучей среды. В носовой части каждой Трубы расположены круглые отверстия. Диаметр и количество отверстий выбирают из учета допустимой прочности конструкции и потребных величин скорости потока и объема инициирующей текучей среды, выходящей из плоских сужающихся сопел. Так при увеличении количества, диаметра этих отверстий будет увеличиваться расход выходящего из каждого плоского сужающегося сопла потока инициирующей текучей среды.

Через оба торца каждой Трубы, для уменьшения гидравлического сопротивления, внутрь Труб по трубопроводам, соединяющим торцы этих Труб, под избыточным давлением подается инициирующая текучая среда. Величина избыточного давления инициирующей текучей среды определяется, в том числе, и требуемой скоростью инициирующего потока, выходящего из плоских сужающихся сопел.

Далее через круглые отверстия в носовой части Трубы она попадает в расширяющуюся полость - ресивер. Стенками ресивера являются носовая часть Трубы и внутренняя часть стенки Симметричного, Серповидного, в поперечном сечении, Обтекателя (ССО).

Ресивер служит для уменьшения влияния продольной составляющей вектора скорости инициирующего потока, протекающего внутри Труб, на выходящий из плоского сужающегося сопла поток за счет уменьшения кинетической энергии дозвукового потока. Это приводит к выравниванию колебаний давления и скорости перед плоскими сужающимися соплами по всей длине ресивера. В этом случае вектор скорости инициирующего потока, выходящего из плоского сужающегося сопла, будет в плоскости поперечного сечения трубы, что необходимо для создания, при прочих равных исходных параметрах потока, максимального разряжения в канале эжектора.

Из ресивера инициирующая текучая среда проходит через два симметричных плоских сужающихся сопла. Они образованны внешней частью стенки Трубы и внутренней частью стенки ССО.

Внешние части двух соседних ССО образуют сужающееся низконапорное сопло (входной конфузор). Внешняя поверхность ССО обтекаемой формы служит для формирования в конфузоре малотурбулентного потока эжектируемой текучей среды, которая всасывается в эжектор из пространства перед ССО за счет созданного в эжекторе разряжения образованного выходящими из плоских сужающихся сопел струями высоконапорного, скоростного, потока инициирующей текучей среды.

Ускоренная в плоском сужающемся сопле, инициирующая текучая среда, в соответствии с законом Коэнда, огибает внешнюю поверхность Трубы. Это приведет, вследствие закона Бернулли для стационарного потока, к созданию разряжения над выпуклой поверхностью внешней части стенки Трубы. Средние части внешних боковых стенок двух соседних параллельных Труб образуют сужающе-расширяющуюся камеру смешения. В камере смешения эжектируемый поток ускоряется за счет энергии скоростного, высоконапорного, инициирующего потока, вышедшего из плоских сужающихся сопел. Расход смешанного потока можно регулировать изменяя расстояние между стенками камер смешения, а также изменяя давление в ресивере.

Таким образом каждая проточная часть ПЩЭ состоит из:

- входного конфузора, образованного внешними частями двух соседних ССО;

- сужающе-расширяющейся камеры смешения, образованной средними внешними частями боковых стенок двух соседних параллельных Труб;

- диффузора, образованного задними внешними частями стенок двух соседних параллельных Труб.

Примеры вариантов осуществления изобретения, показывающие возможность получения технического результата при всех сочетаниях характеристик признаков.

- ПЩЭ может состоять более чем из двух Труб.

- Размеры линейных каналов ПЩЭ рассчитываются из условий потребного расхода смешанного эжектируемого потока и его расчетной скорости, учитывая избыточное давление инициирующей текучей среды поступающей в ПЩЭ.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является то, что заявленное устройство, эжектор с плоскими соплами - ПЩЭ, легче предшественников из-за многофункционального использования элементов его конструкции, проще и дешевле в производстве, чем ранее известные эжекторы, взятые за прототип SU №123279 и SU №1613639 А1, т.к. основная деталь ПЩЭ - труба наиболее рационально использована:

- для транспортировки инициирующего потока по внутренней ее полости;

- в качестве стенок: плоских сужающихся сопел; конфузора; камеры смешения с поверхностью Коэнда; диффузора;

- как силовая балка, предотвращающая провисание элементов ПЩЭ, при горизонтальном исполнении ПЩЭ (т.к. для балки наиболее рациональным признано трубчатое сечение, обладающее минимальной площадью при заданной нагрузке на балку), при этом круглые отверстия в носовой части трубы, в отличие от продольных щелевых элементов (применяемых в прототипах) в стенках трубопроводов, меньше чем щелевые отверстия ослабляют несущую способность труб.

ПЩЭ обеспечивает:

- прямоточное (т.е. векторы скоростей эжектируемого, инициирующего и смешанного потоков имеют одно направление) перемещение текучих сред через эжекторы в широком диапазоне их площадей, т.к. эжектор легко масштабируется путем установки требуемых как количества труб, так и длины труб;

- меньшее негативное влияние продольной составляющей вектора скорости инициирующего потока, протекающего внутри труб, на направление выходящего из дозвукового сопла потока, за счет примененного ресивера обеспечивающего выравнивание давления и уменьшение скорости инициирующего потока перед плоскими сужающимися соплами;

- удобство транспортировки и монтажа, т.к. в разобранном виде ПЩЭ представляет собой прямые трубы и обтекатель, изготовленный из продольной части прямой трубы.

Отличиями заявленного изобретения ПЩЭ от ранее известного уровня техники взятого за прототип SU №1613639 А1 и SU №123279 А являются следующие элементы:

- перед носовой частью каждой трубы (Т) установлен обтекатель (ССО) так, что внешние части двух соседних ССО образуют сужающееся низконапорное сопло (входной конфузор), а внешняя (выпуклая) поверхность ССО обтекаемой аэродинамической формы служит для формирования в конфузоре малотурбулентного потока эжектируемой текучей среды;

В изобретении SU №1613639 А1 (фиг. 1, 2, 3, 4, позиция 6) обтекатель является элементом внутренней части полости трубопровода транспортирующего инициирующий поток и элементом начального участка проточной поверхности в виде пластины. Поэтому не может являться полостью для ресивера и частью конфузора, формирующего малотурбулентный поток эжектируемой текучей среды.

В изобретении SU №123279 А (фиг. 2) обтекатель своей внешней (выпуклой) частью образует криволинейные каналы двух сопел высоконапорного (инициирующего) потока, а внутренней (вогнутой) своей частью и осесимметричным корпусом, образует каналы двух сопел низконапорного (эжектируемого) потока. Обтекатель является общей стенкой, разделяющей криволинейные каналы высоконапорного и низконапорного потоков. Оси этих каналов параллельны.

- имеется ресивер, представляющий собой полость между ССО и носовой частью трубы, в котором происходит выравнивание колебаний давления и скорости инициирующей текучей среды. Эта среда попадает в ресивер из внутреннего пространства трубы через круглые отверстия. Из ресивера инициирующая текучая среда выходит с одинаковой, во всех поперечных сечениях, скоростью через два симметричных (оси симметрии поперечных сечений трубы и ССО лежат на одной линии) плоских сужающихся сопла;

Исходя из описания (SU №123279 А, стр. 2) и чертежа (SU №123279 А, фиг. 2 на стр. 3), внутренняя полость осесимметричного корпуса служит и магистралью для транспорта низконапорного (эжектируемого) газа и ресивером для низконапорного газа (Ресивер - сосуд для скапливания газа или пара, поступающего в него и расходуемого через трубы меньшего сечения, а также для сглаживания колебаний давления, вызываемых пульсирующей подачей и прерывистым расходом. БСЭ.);

- для максимального использования прочностных характеристик трубы в ПЩЭ использованы круглые отверстия в носовой части трубы, в качестве каналов для прохода текучей среды из внутренней полости эжектора к плоским сужающимся соплам, а не плоские щели в корпусе трубопровода как в SU №123279 А, фиг. 2;

- в отличие от изобретения SU №123279 А фиг. 2 в ПЩЭ эжектируемая текучая среда всасывается в эжектор из пространства перед ССО (а не из внутренней трубчатой полости расположенной перпендикулярно направлению смешанного потока выходящего из эжектора) и, ускоряясь в конфузоре, в камере смешения и в диффузоре движется по линейному каналу эжектора, а инициирующий поток, выходящий из полости трубы через ресивер в плоские сужающиеся сопла (а не через криволинейные сужающе-расширяющиеся сверхзвуковые сопла Лаваля, SU №123279 А фиг. 1, 2, 3), движется по огибающей вдоль выпуклой боковой стенки трубы - «поверхности Коэнда» (а не вдоль стенки которая противоположна выпуклой стенке - «поверхности Коэнда», SU №123279 А фиг. 1, 2).

- линейные каналы ПЩЭ образованы двумя соседними Т с ССО;

- в отличие от изобретения SU №1613639 А1 в ПЩЭ вдоль каждой трубы имеются два плоских сужающихся сопла которые выводят инициирующий поток на две противоположные стороны трубы, тем самым увеличивая расход эжектора при одинаковых габаритах;

- в отличие от изобретения SU №1613639 А1 в ПЩЭ в качестве поверхностей Коэнда использованы внешние части стенок труб, а не изогнутая пластина, закрепленная со стороны обтекателя;

Положительные стороны ПЩЭ.

Нагнетатель можно размещать на безопасном расстоянии от зоны эжекции в удобном для обслуживания месте.

ПЩЭ не имеет движущихся деталей и электрических контактов, которые могут быть источниками травматизма, поэтому нет частообслуживаемых деталей.

Возможность использования меньшего, чем в известном уровне техники, давления эжектирующей среды при аналогичной пропускной способности за счет увеличенной суммарной площади эжектора путем увеличения количества Труб.

Изготовление ПЩЭ возможно из различных материалов, например, из труб, изготовленных из легкосоединяемых материалов (пластмасс, металлопластмасс, тонкостенного металла и тому подобного). Так же возможно создание легкоразборного ПЩЭ из прямых труб, монтаж которого возможен без специальной подготовки. В разобранном виде ПЩЭ из прямых труб не требует особых условий транспортировки, т.к. в разобранном виде эжектор представляет собой прямые трубы и части прямых труб.

Можно использовать совместно с ПЩЭ нагнетательные установки различных типов (центробежные, осевые, вентиляторные, поршневые и др.), что позволяет ПЩЭ быть универсальным устройством.

Отсутствие трущихся деталей в ПЩЭ позволяет увеличить срок отказоустойчивости и времени работы устройства до Технического Обслуживания.

Отсутствие необходимости в дорогостоящем ремонте и ТО.

Сравнительно невысокая себестоимость ПЩЭ из-за простоты изготовления и доступности комплектующих материалов.

Изобретение поясняется чертежами, которые являются иллюстрирующими материалами частного случая выполнения ПЩЭ.

На фиг. 1 - вид в изометрии ПЩЭ;

На фиг. 2 - вид сверху ПЩЭ;

На фиг. 3 - вид одного элемента ПЩЭ - Труба с ССО;

На фиг. 4 - вид в разрезе А-А изображенного на фиг. 2 элемента ПЩЭ;

На фиг. 5 - увеличенный вид Б изображенной на фиг. 4 части ПЩЭ;

На фиг. 6 - вид в поперечном разрезе ПЩЭ, вариант с двумя Трубами;

Устройство и принцип работы ПЩЭ.

ПЛОСКОЩЕЛЕВОЙ ЭЖЕКТОР (далее ПЩЭ), предназначенный для перемещения текучих сред, состоит из нескольких (фиг. 1, 2) параллельных Труб (1) (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6). Их внутренний диаметр (2) (фиг. 4) прямо пропорционален потребному расходу инициирующей текучей среды (3) (фиг. 5, 6) через плоские сужающиеся сопла (4) (фиг. 3, 4, 5). Расход, в свою очередь, зависит от длины (5) (фиг. 3) трубы, ее гидравлического сопротивления, от избыточного давления инициирующей текучей среды (3) (фиг. 5, 6). В носовой части(9) (фиг. 6) каждой трубы расположены круглые отверстия (6) (фиг. 3, 4, 5, 6). Диаметр и количество отверстий (6) (фиг. 3, 4, 5, 6) выбирают из учета допустимой прочности конструкции и потребных величин скорости и объема инициирующей текучей среды (3) (фиг. 1, 2, 5, 6), выходящей из плоских сужающихся сопел (4) (фиг. 3, 4, 5). Через оба торца (7) (фиг. 3), для уменьшения гидравлического сопротивления, во внутреннюю полость (25) (фиг. 3, 4) каждой Трубы (1) (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6) по трубопроводам (8) (фиг. 1, 2), соединяющим торцы(7) (фиг. 3) этих Труб, под избыточным давлением подается инициирующая текучая среда (3) (фиг. 1, 2, 5, 6). Далее через круглые отверстия (6) (фиг. 3, 4, 5, 6) в носовой части (9) (фиг. 6) каждой Т(1) (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6) она попадает в расширяющуюся полость - ресивер (10) (фиг. 4, 6). Стенками ресивера являются носовая часть трубы(9) (фиг. 6) и внутренняя часть стенки Симметричного, Серповидного, в поперечном сечении, Обтекателя (далее ССО) (11) (фиг. 4, 6).

Ресивер (10) (фиг. 4, 6) служит для уменьшения влияния продольной составляющей вектора скорости потока инициирующей текучей среды (3) (фиг. 1, 2, 5, 6), протекающего внутри Труб (1) (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6), на выходящий из плоского сужающегося сопла (4) (фиг. 3, 4, 5) поток инициирующей текучей среды (3) (фиг. 1, 2, 5, 6). Это происходит за счет того, что при расширении в ресивере дозвукового потока его кинетическая энергия уменьшается. Из ресивера (10) (фиг. 4, 6) инициирующая текучая среда проходит через два симметричных плоских сужающихся сопла (4) (фиг. 4, 6) (оси симметрии поперечных сечений каждой Трубы и ССО лежат на одной линии (12) (фиг. 6)). Плоские сужающиеся сопла (4) (фиг. 4, 5, 6) образованны частью внешней передней стенки трубы (13) (фиг. 5) и частью внутренней стенки ССО (14) (фиг. 5).

Внешние части (15) (фиг. 6) двух соседних ССО образуют сужающееся низконапорное сопло (входной конфузор) (19) (фиг. 6). Внешняя поверхность ССО (18) (фиг. 6) обтекаемой формы служит для формирования в конфузоре малотурбулентного потока эжектируемой (22) (фиг. 6) текучей среды, которая всасывается в эжектор из пространства перед ССО за счет созданного в эжекторе разряжения.

Ускоренная в плоском сужающемся сопле (4) (фиг. 4, 6), инициирующая текучая среда (3) (фиг. 1, 2, 5, 6), в соответствии с законом Коэнда, огибает внешнюю поверхность трубы (16, 17) (фиг. 6). Это приведет, вследствие закона Бернулли для стационарного потока, к созданию разряжения над выпуклой поверхностью внешней части стенки (16) (фиг. 6) Трубы. Средние части внешних боковых стенок (16) (фиг. 6) двух соседних параллельных Труб (1) (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6) образуют сужающе-расширяющуюся камеру смешения (20) (фиг. 6). В камере смешения эжектируемый поток (22) (фиг. 6) ускоряется за счет энергии скоростного, высоконапорного, инициирующего потока (3) (фиг. 1, 2, 5, 6), вышедшего из плоских сужающихся сопел (4) (фиг. 4, 6), и за счет сужения камеры смешения (закон Бернулли). Расход смешанного потока (23) (фиг. 6) можно регулировать, в том числе, изменяя размеры линейных каналов (24) (фиг. 2) между стенками камер смешения.

Задние внешние части стенок (17) (фиг. 6) двух соседних Труб (1) являются стенками диффузора эжектора (21) (фиг. 6).

Примеры вариантов осуществления изобретения:

- ПЩЭ может состоять более чем из двух Труб (фиг. 1, 2).

- Размеры линейных каналов (24) (фиг. 2) ПЩЭ рассчитываются из условий потребного расхода смешанного потока (23) (фиг. 6) и его расчетной скорости, учитывая избыточное давление инициирующей текучей среды (3) (фиг. 1, 2, 5, 6) поступающей в ПЩЭ.

Плоскощелевой эжектор, предназначенный для перемещения текучих сред методом эжекции, состоящий из нескольких труб, имеющих по две плоские щели каждая, характеризующийся тем, что трубы расположены параллельно друг другу на одном уровне так, что их носовые части находятся в одном направлении, торцы труб соединены трубопроводами для транспортировки от нагнетателя к трубам эжектирующей текучей среды, перед носовой частью каждой трубы находится симметричный, серповидный, в поперечном сечении, обтекатель, прямые края каждого обтекателя и носовая часть каждой трубы составляют две плоские щели, каналы которых, в поперечном сечении, являются сужающимися соплами, полость между обтекателем и носовой частью трубы является ресивером - сосудом для выравнивания колебаний давления, который сообщается с внутренней полостью труб через отверстия в носовой части труб.



 

Похожие патенты:

Струйный насос предназначен для добычи нефти. Насос содержит нагнетательную трубу, трубу подачи добываемой смеси и трубу всасывания с отверстиями и закрытым дном, выполненным в виде направляющих втулок, при этом он снабжен межтрубными дисками, плотно надетыми на наружные шлицы внутренней нагнетательной трубы в ее нижней части и вставленными в наружную трубу всасывания, и дистанционными шайбами, надетыми на центрирующие стержни и обеспечивающими зазоры между дисками, каждый из которых выполнен с внутренним коническим отверстием.

Эжектор предназначен для использования в области авиадвигателестроения. Эжектор состоит из двух кольцевых каналов и кольцевой камеры смешения.

Изобретение относится к струйной технике. Устройство включает струйный аппарат 1, электронасос 2, вакуумный насос 3, включающий входную камеру 4 с тангенциальным подводом 5 теплоносителя и с патрубком 6 подвода, расположенным в центральной ее части 7, и выходную камеру 8 с патрубком 9 отвода теплоносителя к потребителю, кольцевой зазор 10, образованный расширяющимся диффузором 11 и гидравлическим дросселем 12 в виде усеченного конуса, при этом конструкция струйного аппарата 1 аналогична конструкции вакуумного насоса 3, его входная камера 13 снабжена патрубком 14 отвода теплоносителя, расположенным в центральной ее части 15, а выходная камера 16 - патрубком 17 слива теплоносителя.

Стенд предназначен для испытаний струйных аппаратов. Стенд содержит струйный аппарат, емкость, соединенную с соплом струйного аппарата через напорную магистраль, гидравлически связанную с соплом струйного аппарата и магистраль отвода жидкости, гидравлически связанную с диффузором струйного аппарата, средство создания импульсного давления газа в напорной магистрали и систему контроля и регистрации.

Изобретение относится к конструкциям экспериментальных стендов для испытания струйных насосов (СН), работающих в составе погружных установок для добычи нефти, содержащих электродвигатель, гидрозащиту, электроцентробежный насос и газосепаратор.

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено для перепуска затрубного газа в колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) в скважинах, эксплуатируемых установками погружных электроцентробежных насосов.

Изобретение относится к нефтяной и газодобывающей промышленности, в частности к способам приготовления и нагнетания различных смесей рабочих агентов в пласты продуктивных залежей, и может быть эффективно использовано при разработке месторождений в целях утилизации попутного нефтяного газа, осуществления водогазового, физико-химического воздействий на подземные пласты для повышения нефтеотдачи, увеличения рентабельности и экологической чистоты проектов добычи, в том числе на нефтяных месторождениях с трудноизвлекаемыми запасами, может быть также эффективно использовано для осуществления операций обработки призабойных зон скважин (ПЗП), связанных с закачкой в скважины пенных систем.

Изобретение относится к вихревым установкам для разделения сред с неоднородным полем плотностей и с разной молекулярной массой компонентов, работа которых осуществляется в соответствии с законом свободно вращающегося вихревого потока с неоднородным полем плотностей и с разной молекулярной массой компонентов, открытым автором в 1994 году, и может быть использовано по своему прямому назначению для раздельного выделения горючей составляющей и углекислого газа из воздуха, а также возможно использование установки для его реализации при различных вариантах конструктивного выполнения установки для разделения сред в вихревых потоках в различных отраслях производства, в частности химической промышленности, тепловой и атомной энергетике, нефтегазодобывающей и перерабатывающей промышленности и многих производствах.

Изобретение относится к области жидких флегматизированных монотоплив и их использования в камерах двигателей внешнего сгорания. .

Эжектор // 2354856

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для прогноза динамических явлений типа внезапного выброса угля и газа, горного удара и им подобных.
Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано для предотвращения опасных скоплений метана вблизи очистного комбайна.

Группа изобретений относится к горной промышленности, в частности к технологии и техническим средствам защиты производственного и иного персонала, находящегося в подземных горных выработках, оборудования, размещенного в них и самих подземных горных выработок, от взрывов смесей шахтного газа или(и) угольной пыли (пылегазовоздушные смеси), содержащихся в атмосфере угольных шахт.

Изобретение относится к технике контроля запыленности поверхности на предприятиях угольной, горно-металлургической и других отраслей промышленности и сельскохозяйственного производства, где присутствует взрывчатая пыль: угольная, сульфидная, мучная и др.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам и устройствам локализации взрывов метановоздушной смеси и угольной пыли. Техническим результатом является повышение эффективности и надежности локализации взрывов метана, но прежде всего угольной пыли, распространяющихся по сети горных выработок.

Изобретение относится к горному делу, а именно к области техники безопасности и профилактики эндогенных пожаров при подземной разработке угольных пластов, склонных к самовозгоранию.

Изобретение относится к технике контроля запыленности поверхности горных выработок, промышленных помещений на предприятиях угольной, горно-металлургической и других отраслей промышленности и сельскохозяйственного производства, где присутствует взрывчатая пыль: угольная, сульфидная, мучная, пластмассовая и др.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к системе вентиляции угольной шахты и устройству для извлечения метана из рудничного воздуха. Технический результат заключается в предотвращении взрывов из-за скоплений метановоздушной смеси под кровлей с возможностью последующей концентрации метановоздушной смеси для дальнейшего использования.
Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам предотвращения горных ударов и выбросов газа и пыли. Техническим результатом является снижение трудоемкости и повышение эффективности предотвращения динамических явлений в массиве горных пород за счет обеспечения дифференциального разупрочнения слоя пород, залегающего вблизи выработки.
Группа изобретений относится к затвердевающему пеноматериалу, содержащему угольную золу, для предотвращений самовозгорания угля и способу его получения. Затвердевающий пеноматериал, содержащий угольную золу, для предотвращения самовозгорания угля содержит, мас.ч.: воду 40-60, угольную золу 100, порошкообразный состав, выделяющий газ в ходе химической реакции, 25-40, ускоритель 3-5, активатор 2-4, пластификатор 1-2, стабилизирующий пену состав 1, причем порошкообразный состав, выделяющий газ в ходе химической реакции, получен при следующем соотношении, мас.ч.: полугидрат сульфата кальция 24-35 и бикарбонат натрия 1-5, которые вступают в химическую реакцию с образованием инертного газа, т.е.

Плоскощелевой эжектор предназначен для перемещения текучих сред методом эжекции. Эжектор состоит из нескольких труб, имеющих по две плоские щели каждая, при этом трубы расположены параллельно друг другу на одном уровне так, что их носовые части находятся в одном направлении, торцы труб соединены трубопроводами для транспортировки от нагнетателя к трубам эжектирующей текучей среды, перед носовой частью каждой трубы находится симметричный, серповидный, в поперечном сечении, обтекатель, прямые края каждого обтекателя и носовая часть каждой трубы составляют две плоские щели, каналы которых, в поперечном сечении, являются сужающимися соплами, полость между обтекателем и носовой частью трубы является ресивером - сосудом для выравнивания колебаний давления, который сообщается с внутренней полостью труб через отверстия в носовой части труб. Технический результат – сокращение веса эжектора. 6 ил.

Наверх