RU2059115C1 - Multi-nozzle ejector - Google Patents
Multi-nozzle ejector Download PDFInfo
- Publication number
- RU2059115C1 RU2059115C1 SU5066511A RU2059115C1 RU 2059115 C1 RU2059115 C1 RU 2059115C1 SU 5066511 A SU5066511 A SU 5066511A RU 2059115 C1 RU2059115 C1 RU 2059115C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzles
- mixing chamber
- diffuser
- ejector
- pressure
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 37
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 8
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к струйной технике, в частности, к струйным насосам, используемым для перекачки различных газов, жидкостей и сыпучих материалов, а также для создания и поддержания разрежения в замкнутых объемах промышленных и экспериментальных установок. The invention relates to inkjet technology, in particular, to jet pumps used for pumping various gases, liquids and bulk materials, as well as to create and maintain vacuum in confined volumes of industrial and experimental installations.
При эксплуатации эжекторов, особенно многосопловых, одной из важных и актуальных проблем является регулирование его геометрических параметров. Это имеет, например, особенное значение для работы эжекторов на нефтегазовых месторождениях с изменяющимися во времени параметрами природных газов (давления, расходов и т.п.). Успешное решение этой проблемы позволяет расширить и оптимизировать режим работы эжектора и одновременно продлить срок его эксплуатации на конкретной промышленной установке, т.е. обеспечить в итоге эффективность работы одного из звеньев энергосберегающей и экологически чистой технологии в нефтегазовой отрасли. When operating ejectors, especially multi-nozzle ones, one of the important and urgent problems is the regulation of its geometric parameters. This is, for example, of particular importance for the operation of ejectors in oil and gas fields with time-varying parameters of natural gases (pressure, flow rates, etc.). A successful solution to this problem allows us to expand and optimize the operating mode of the ejector and at the same time extend its life in a specific industrial installation, i.e. ultimately ensure the efficiency of one of the links of energy-saving and environmentally friendly technology in the oil and gas industry.
Известен многосопловый газовый эжектор, содержащий магистрали подачи высоко- и низконапорного газов, форкамеру высоконапорного газа с расположенной внутри диффузорной камерой, в стенки которой дискретные сопла вмонтированы по спирали и имеют соотношение диаметров критических и выходной сечений d'*/d' 0,1-0,9. Сопла имеют наклон к оси эжектора 15о и угол разворота 5о. Недостатком этого эжектора является узкая область применения вследствие фиксированного отношения диаметров d'*/d' 0,1-0,9, отсутствия возможности регулирования основных геометрических размеров эжектора, неоптимальности фиксированного угла наклона сопл 15ои др.Known multi-nozzle gas ejector containing high and low pressure gas supply lines, a high-pressure gas prechamber with a diffuser chamber located inside the walls of which discrete nozzles are mounted in a spiral and have a ratio of critical and outlet cross-sections of diameters d ' * / d' of 0.1-0 ,nine. The nozzles are inclined to the axis of the
Наиболее близким к изобретению является многосопловый эжектор, содержащий магистрали подачи высоконапорного и низконапорного газов, форкамеру высоконапорного газа с расположенной внутри диффузорной камерой смешения, в стенках которой размещены дискретные сопла с углами наклона к оси эжектора 5-15о.The closest to the invention is a multi-nozzle ejector comprising a high-pressure supply line and a low pressure gas, high-pressure gas from the precombustion chamber disposed within the diffuser mixing chamber, in the wall of which has a nozzle with discrete angles of inclination to the axis of the ejector 5-15.
Недостатком этого эжектора является отсутствие возможности регулирования геометрии его основных элементов: площади канала низконапорного газа, площади диффузорной камеры смешения, размеров и положения критических и выходных отверстий дискретных сопл высоконапорного газа. Этот недостаток существенно ограничивает рабочие характеристики многосоплового эжектора и диапазон его практического применения. The disadvantage of this ejector is the inability to control the geometry of its main elements: the channel area of the low-pressure gas, the area of the diffuser mixing chamber, the size and position of the critical and outlet openings of the discrete nozzles of the high-pressure gas. This drawback significantly limits the performance of a multi-nozzle ejector and the range of its practical application.
Многосопловый эжектор, содержащий патрубки высоконапорного и низконапорного газов, форкамеры высоконапорного и низконапорного газов, диффузорную камеру смешения с выходным цилиндрическим участком и с расположенными в стенке камеры смешения дискретными активными соплами и выхлопной диффузор, дискретные активные сопла выполнены с возможностью установки заглушки на их входе и установлены с возможностью их замены и осевого перемещения, вдоль камеры смешения дискретные активные сопла расположены ступенями, каждая из которых выполнена в виде двух рядов сопл с постоянными геометрическими размерами сопл, расстояние между смежными рядами сопл составляет 3-4 диаметра поперечного сечения камеры смешения в первом ряду активных сопл, а в каждой ступени сопла размещены равномерно по окружности со смещением относительно друг друга в окружном направлении и размещением их в продольным направлении в шахматном порядке. Эжектор дополнительно снабжен сменным центральным телом, установленным по оси диффузорной камеры смешения и диффузора, при этом центральное тело состоит из трех частей и снабжено передней и задней крестообразными опорами со стреловидными стойками, расположенными одна в форкамере и другая на цилиндрическом участке камеры смешения. Диффузорная камера смешения снабжена подвижной, скользящей опорой с возможностью ее свободного перемещения вдоль форкамеры высоконапорного газа. A multi-nozzle ejector containing nozzles of high-pressure and low-pressure gases, pre-chambers of high-pressure and low-pressure gases, a diffuser mixing chamber with an output cylindrical section and discrete active nozzles located in the wall of the mixing chamber and an exhaust diffuser, discrete active nozzles are configured to install a plug at their input and are installed with the possibility of their replacement and axial movement, discrete active nozzles are arranged in steps along the mixing chamber, each of which is made in the form of two rows of nozzles with constant geometric dimensions of the nozzles, the distance between adjacent rows of nozzles is 3-4 diameters of the cross section of the mixing chamber in the first row of active nozzles, and in each stage the nozzles are placed uniformly around the circumference with an offset relative to each other in the circumferential direction and placing them in the longitudinal direction in a checkerboard pattern. The ejector is additionally equipped with a replaceable central body mounted along the axis of the diffuser mixing chamber and the diffuser, while the central body consists of three parts and is equipped with front and rear cruciform supports with arrow-shaped racks located one in the fore chamber and the other on the cylindrical section of the mixing chamber. The diffuser mixing chamber is equipped with a movable, sliding support with the possibility of its free movement along the high-pressure gas chamber.
На фиг. 1 изображена принципиальная конструктивная схема многоступенчатого многосоплового эжектора; на фиг. 2 узел дискретного сопла высоконапорного газа; на фиг. 3 вариант установки заглушки во входной канал подачи высоконапорного газа дискретного сопла. In FIG. 1 shows a schematic structural diagram of a multi-stage multi-nozzle ejector; in FIG. 2 node discrete nozzle high-pressure gas; in FIG. 3 option to install a plug in the input channel of the high-pressure gas supply of a discrete nozzle.
Многоступенчатый многосопловый эжектор включает патрубки подачи низко- и высоконапорного газов соответственно 1 и 2, форкамеры высоко- и низконапорного газов 3 и 4. Внутри форкамеры 3 по оси размещена диффузорная камера смешения 5, в корпусе которой установлены узлы дискретных сопл газа высокого давления. По ходу газа за форкамерой высокого давления 3 выполнен цилиндр 7, к которому крепится выхлопной диффузор 8. По оси диффузорной камеры смешения 5 размещено центральное тело, состоящее из начальной, средней и конечной частей 9, 10 и 11, кроме того, центральное тело имеет переднюю 12 и заднюю 13 опоры. Для предохранения диффузорной камеры смешения 5 от деформации и прогиба при перемонтажных работах в нижней части ее жестко закреплена подвижная опора 14. Узел дискретного сопла 6 включает фиксирующую полую втулку 15 с винтовой нарезкой на конце. По оси полой втулки 15 размещена сменная гильза 16 с внутренним резьбовым наконечником, на котором устанавливается сменное дискретное сопло 17. Для герметизации полой втулки 15 и гильзы 16 имеется промежуточная втулка 18 и уплотнительное кольцо 19. Для заглушения дискретного сопла 17 при переходе на другой режим имеется заглушка 20. A multi-stage multi-nozzle ejector includes low and high-pressure
Основным параметром патрубков 1 и 2 является их внутренний диаметр, который, как и диаметр подводящих трубопроводов, принимается из условия обеспечения возможно меньших потерь полного давления газа при течении по трубопроводам и при втекании в форкамеры. Для этого скорость течения газа в патрубках 1 и 2 и в подводящих трубопроводах не должна превышать величину Wmax ≈ 30 м/с. Тогда при заданных газодинамических параметрах газов (давлении, расходе и температуре) и Wmax по уравнению сохранения расхода легко определяется площадь и диаметр поперечного сечения каждого патрубка.The main parameter of
Форкамера (3 и 4) имеет внутренний диаметр приблизительно в 2-4 раза больший, чем минимальный диаметр сопла центрального или эквивалентного при кольцевой или многосопловой подачах высоконапорного газа из форкамеры в камеру смешения. Остальные размеры форкамеры являются констpуктивными. The prechamber (3 and 4) has an internal diameter of approximately 2-4 times larger than the minimum nozzle diameter of a central or equivalent high-pressure gas annular or multi-nozzle from the prechamber to the mixing chamber. The remaining dimensions of the prechamber are constructive.
Диффузорная камера смешения 5 является одним из основных рабочих элементов многосоплового эжектора. Ее внутренняя полость представляет собой расширяющийся диффузорный канал, как правило, с прямолинейными стенками и с выходными сопловыми отверстиями наклонных сквозных каналов в стенке камеры смешения 5. Общий угол раскрытия стенок равен, например, α≈ 2-8о, уменьшение или увеличение этого угла снижает эффективность процесса эжектирования, что установлено экспериментальным исследованием. Каждый парный ряд представляет собой ступень многосоплового эжектора с постоянными геометрическими параметрами сопл высоконапорного газа (отношением диаметров критического и выходного сечений d'*/d', отношением суммарной площади выходных сечений сопл и площади поперечного сечения камеры смешения первого парного ряда fε′ '/f' и углов наклона сопловых отверстий в продольном и поперечном направлениях γ и β ).The
Углы наклона γ≈ 10-15о, причем большие величины для первых ступеней с постепенным их уменьшением до γ≈ 10о в последних. Углы наклона β изменяются в пределах β ≈ , где n число ступеней эжектора, причем углы β выполняются только в первых смежных рядах. Указанные величины углов γ и β являются оптимальными на основании проведенных исследований.Angles of γ≈ 10-15, with higher values for the first stages with their gradual reduction to 10 γ≈ about in the past. The slope angles β vary within β ≈ , where n is the number of steps of the ejector, and the angles β are satisfied only in the first adjacent rows. The indicated values of the angles γ and β are optimal based on the studies.
Исходное наибольшее число ступеней многосоплового эжектора определяется соответственно при двух условиях: во-первых, при заданной минимальной величине суммарного коэффициента эжекции KΣ (Qo1 расход низконапорного газа; Σqi суммарный расход высоконапорного газа на все ступени) и, во-вторых, при обеспечении в каждой ступени величины коэффициента эжекции Ki 1. Если принять в каждой ступени постоянную величину Ki, то при заданном значении коэффициента KΣ число ступеней эжектора n определяется из формулы
1+ -1
При эксплуатации предлагаемого многосоплового эжектора, особенно при его предварительных испытаниях и наладке, требуется частый перемонтаж диффузорной камеры смешения 5, например, при замене или отключении отдельных рядов дискретных сопл. Для облегчения и сокращения времени таких работ предусмотрено, что диффузорная камера смешения устанавливается своими начальными и конечными участками на скользящей посадке и имеет таким образом возможность свободного демонтажа из корпуса эжектора. При этом конечный участок камеры 5 перемещается в пределах форкамеры 3 высоконапорного газа на подвижной скользящей опоре 14.The initial largest number of stages of a multi-nozzle ejector is determined, respectively, under two conditions: first, for a given minimum value of the total ejection coefficient K Σ (Q o1 is the flow rate of the low-pressure gas; Σ qi is the total flow rate of the high-pressure gas at all stages) and, secondly, if the ejection coefficient K i is provided in each stage 1. If we take a constant value K i in each stage, then for a given value of the coefficient K Σ, the number of stages of the ejector n is determined from the formula
1+ -1
When operating the proposed multi-nozzle ejector, especially during its preliminary tests and commissioning, frequent re-installation of the
Конструкция узлов 6 (на фиг. 1 не показаны) обеспечивает два важных признака предложенного эжектора: во-первых, возможность производить смену дискретных сопл, что позволяет оптимизировать рабочие характеристики эжектора при изменении параметров смешиваемых газов, например давлений, во-вторых, осуществлять регулирование площади начального участка камеры смешения каждой ступени за счет дискретного изменения осевого положения наконечника гильзы 16 с дискретным соплом 17. Такое регулирование площади, как показывают расчеты, особенно целесообразно для первых трех-пяти ступеней эжектора. The design of nodes 6 (not shown in Fig. 1) provides two important features of the proposed ejector: firstly, the ability to change discrete nozzles, which allows optimizing the performance of the ejector when changing the parameters of the mixed gases, for example pressure, and secondly, to regulate the area the initial section of the mixing chamber of each stage due to a discrete change in the axial position of the tip of the
Изменение осевого положения гильзы 16 с соплом 17 осуществляется либо путем изготовления различной длины наконечника гильзы (т.е. несколько вариантов гильзы), либо путем установки сменной гильзы 18 различной ширины по правую сторону буртика гильзы 16 (на фиг. 2 показано левое положение сменной гильзы 18). В последнем случае уплотнительное кольцо 19 устанавливается также справа от буртика гильзы. Changing the axial position of the
Внутренний диаметр гильзы 16 выполняется в 3-4 раза большим, чем диаметр критического сечения сопла 17, остальные размеры деталей узла дискретных сопл 6 конструктивные, производные в основном от заданных углов γ и β и внутреннего диаметра гильзы. The inner diameter of the
На фиг. 3 показан вариант установки заглушки 20 на входной участок узла дискретного сопла. Заглушка 20 в этом случае заменяет полую втулку 15. За счет установки заглушек 20 можно отключить определенную часть дискретных сопл многосоплового эжектора, что требуется при его эксплуатации. Заглушки 20 используются также для полного отключения всех сопл 17 при проверке герметичности корпуса эжектора с диффузорной камерой. In FIG. 3 shows an installation option of the
Цилиндрический отсек 7 имеет длину 1-2 диаметра. Он имеет несколько назначений: во-первых, как конечный участок диффузорной камеры смешения и, во-вторых, как опорный отсек для конечного участка диффузорной камеры смешения 5 и для задней опоры 13 центрального тела 10. Площадь поперечного сечения и соответственно диаметр цилиндрического отсека 7 определяется из расчета геометрических и газодинамических параметров последней ступени многоступенчатого многосоплового эжектора. The
По продольной оси эжектора устанавливается центральное тело, состоящее из отдельных сменных частей 9, 10 и 11 и двух крестообразных стоек-опор передней 12 и задней 13. On the longitudinal axis of the ejector, a central body is installed, consisting of separate
Выполнение центрального тела из отдельных сменных частей позволяет изменять площади проходных сечений: канала низконапорного газа (частью 9 центрального тела), диффузорной камеры смешения 5 (частью 10) и диффузора 8 (частью 11). Если по условиям эксплуатации эжектора требуется изменить только часть 9, а 10, 11 и 13 снимаются. The execution of the Central body of the individual removable parts allows you to change the area of the passage sections: the channel of the low-pressure gas (
Стойки-опоры центрального тела (12 и 13) имеют стреловидные передние кромки, что снижает их аэродинамическое сопротивление и соответственно уменьшает потери полного давления рабочего газа в эжекторе. Стойки по внешнему контуру входят на скользящей посадке в соответствующие цилиндрические участки корпуса эжектора. В поперечном сечении стойки опоры имеют конфигурацию аэродинамического профиля лопатки. Оптимальный угол установки такой лопатки определяется экспериментально. The support pillars of the central body (12 and 13) have swept leading edges, which reduces their aerodynamic drag and, accordingly, reduces the loss of the total working gas pressure in the ejector. The racks along the outer contour enter on a sliding landing in the corresponding cylindrical sections of the ejector body. In the cross section of the strut, the supports have the configuration of the aerodynamic profile of the blade. The optimal installation angle of such a blade is determined experimentally.
Скользящая опора 14 перемещается вместе с конечным участком диффузорной камеры 5 в пределах между задней и передней стенками форкамеры 3 (при демонтаже). Эта опора, во-первых, предохраняет диффузорную камеру 5 от деформации и прогиба при перемонтажных работах и, во-вторых, облегчает их. The sliding
Эжектор работает следующим образом. Высоконапорный газ из форкамеры 3 через дискретные сопла 17 в виде сверхзвуковых струй втекает в диффузорную камеру смешения 5 и цилиндр 7 и эжектирует газ из магистрали низконапорного газа через патрубок 1 и форкамеру 4. В диффузорной камере смешения 5 и цилиндре 7 происходит смешение высоко- и низконапорного газов, и их смесь через выхлопной диффузор 8 истекает в заданный объем или трубопровод. The ejector works as follows. The high-pressure gas from the
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5066511 RU2059115C1 (en) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | Multi-nozzle ejector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5066511 RU2059115C1 (en) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | Multi-nozzle ejector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2059115C1 true RU2059115C1 (en) | 1996-04-27 |
Family
ID=21615274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5066511 RU2059115C1 (en) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | Multi-nozzle ejector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2059115C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115780117A (en) * | 2022-12-20 | 2023-03-14 | 山东大学 | Ejector |
-
1992
- 1992-07-24 RU SU5066511 patent/RU2059115C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ученые записи ЦАГИ, т.ХУ, 1984, N 6, с.35-42. Авторское свидетельство СССР N 857568, кл. F 04F 5/14, 1959. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115780117A (en) * | 2022-12-20 | 2023-03-14 | 山东大学 | Ejector |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3735778A (en) | Driving of fluids | |
| CN104675760B (en) | A kind of nozzle-adjustable steam ejector | |
| KR900016793A (en) | Screen-in Forming Device | |
| US3920187A (en) | Spray head | |
| CN104847708B (en) | Supersonic Ejector | |
| JP2009008087A (en) | Spray hole profile | |
| CN104801435A (en) | Chrysanthemum-shaped nozzle water injecting and air pumping device and an injection type mixer | |
| US3640472A (en) | Liquid discharge nozzle having improved flow control means | |
| CN104772239B (en) | Supersonic speed chrysanthemum type nozzle and the gas blowing type vacuum pump for being equipped with the nozzle | |
| KR101827302B1 (en) | Injection equipment for dedusting bag-filter | |
| CN101738326B (en) | Air-air single nozzle test device | |
| GB1501671A (en) | Fluid-delivery nozzle for a rotary ore-reducing kiln | |
| RU2059115C1 (en) | Multi-nozzle ejector | |
| JPH1078337A (en) | Self-cleaning type augmenter fuel drain weighing device | |
| KR20010049864A (en) | Injection apparatus for gas-liquid mixed flow | |
| CN204512014U (en) | A kind of nozzle-adjustable steam ejector | |
| US20210245190A1 (en) | Paint nozzle | |
| EP2033719B1 (en) | Hydrodynamic nozzle | |
| US3753529A (en) | Spray apparatus | |
| SU503600A1 (en) | Jet centrifugal nozzle | |
| RU2019730C1 (en) | Multi-jet ejector | |
| RU2151920C1 (en) | Gas injector | |
| RU2429411C2 (en) | Method of liquid fuel spraying with centrifugal atomiser (versions), centrifugal atomiser (versions), and liquid-fuel burner | |
| RU2047793C1 (en) | Multi-nozzle adjustable ejector | |
| RU2298729C1 (en) | Jet nozzle |