RU2635424C1

RU2635424C1 - Liquid-gas ejector unit

Info

Publication number: RU2635424C1
Application number: RU2016150366A
Authority: RU
Inventors: Олег Юрьевич Еренков; Алина Олеговна Еренкова; Дарья Сергеевна Максимова
Priority date: 2016-12-20
Filing date: 2016-12-20
Publication date: 2017-11-13

Abstract

FIELD: machine engineering.

SUBSTANCE: unit has a distributing chamber with nozzles, a receiving chamber, a mixing chamber and a discharge chamber. Each mixing chamber is mounted coaxially relative to its nozzle. The nozzle consists of an outer cylindrical shell provided with a bushing made of antifriction polymeric material is mounted, at that the bushing is capable of rotary motion relative to shell due to the gap between the inner wall of shell and outer surface of the bushing, and there are blades fixed on thr inner surface of the bushing.

EFFECT: increasing the ejector efficiency while reducing the device weight and simplifying the manufacturing process.

3 dwg

Description

Изобретение относится к области струйной техники, преимущественно к струйным аппаратам для создания вакуума, путем откачки газообразных и парогазовых сред, в различных технологических процессах, например в ректификационных колоннах при вакуумной перегонке нефтяной среды.The invention relates to the field of inkjet technology, mainly to inkjet apparatus for creating a vacuum, by pumping gaseous and vapor-gas media in various technological processes, for example in distillation columns during vacuum distillation of an oil medium.

Известен жидкостно-газовый эжектор, содержащий распределительную камеру с соплами, приемную камеру, камеру смешения и сбросную камеру, причем каждая камера смешения установлена соосно относительно своего сопла (Соколов Е.Я., Зингер Н.М. Струйные аппараты. Москва: Энергия, 1970. - С. 228-229). Известный аппарат обеспечивает откачку газообразных и парообразных сред, однако имеет сравнительно невысокий коэффициент полезного действия (КПД) ввиду наличия отрицательных конструктивных особенностей.Known liquid-gas ejector containing a distribution chamber with nozzles, a receiving chamber, a mixing chamber and a discharge chamber, each mixing chamber mounted coaxially relative to its nozzle (Sokolov E.Ya., Singer N.M. Inkjet devices. Moscow: Energy, 1970 - S. 228-229). The known apparatus provides pumping of gaseous and vaporous media, however, it has a relatively low coefficient of performance (COP) due to the presence of negative design features.

Наиболее близким техническим решением является жидкостно-газовый эжектор, содержащий распределительную камеру с соплами, приемную камеру, камеры смешения и сбросную камеру, причем каждая камера смешения установлена соосно относительно своего сопла, снабжена конусообразным входным патрубком и имеет входной цилиндрический, промежуточный конусообразный и выходной цилиндрический участки (патент РФ №2133882, F04F 5/02, 1999). Известный аппарат обеспечивает создание и поддержание вакуума, однако имеет большую массоемкость, сложную технологию изготовления, а также оказывает значительное гидравлическое сопротивление потоку ввиду сложной конфигурации камеры смешения, что в целом снижает КПД эжектора.The closest technical solution is a liquid-gas ejector containing a distribution chamber with nozzles, a receiving chamber, a mixing chamber and a discharge chamber, each mixing chamber being mounted coaxially with respect to its nozzle, provided with a cone-shaped inlet pipe and has an inlet cylindrical, intermediate cone-shaped and outlet cylindrical sections (RF patent No. 213882, F04F 5/02, 1999). The known apparatus provides the creation and maintenance of a vacuum, but it has a large mass, a complex manufacturing technology, and also has significant hydraulic resistance to flow due to the complex configuration of the mixing chamber, which generally reduces the efficiency of the ejector.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение коэффициента полезного действия эжектора при одновременном снижении массоемкости аппарата.The technical problem to which the claimed invention is directed, is to increase the efficiency of the ejector while reducing the mass of the apparatus.

Поставленная задача достигается тем, что в жидкостно-газовом эжекторе, содержащем распределительную камеру с соплами, приемную камеру, камеры смешения и сбросную камеру, причем каждая камера смешения установлена соосно относительно своего сопла, согласно изобретению сопло состоит из внешней цилиндрической обечайки, в которую вмонтирована втулка из антифрикционного полимерного материала, при этом втулка имеет возможность вращательного движения относительно обечайки за счет зазора между внутренней стенкой обечайки и внешней поверхности втулки, а на внутренней поверхности втулки закреплены лопасти.The problem is achieved in that in a liquid-gas ejector containing a distribution chamber with nozzles, a receiving chamber, a mixing chamber and a discharge chamber, each mixing chamber being mounted coaxially with respect to its nozzle, according to the invention, the nozzle consists of an external cylindrical shell into which the sleeve is mounted of antifriction polymeric material, while the sleeve has the possibility of rotational motion relative to the shell due to the gap between the inner wall of the shell and the outer surface sleeve, and on the inner surface of the sleeve blades are fixed.

Наличие лопастей приводит вращению втулки под действием подаваемого в сопло потока жидкости и, соответственно, к закручиванию потока, что, в свою очередь, усиливает эжекционный эффект, то есть позволяет более интенсивно увлекать эжектируемую среду. Количество лопастей и их геометрические параметры устанавливаются на основе результатов экспериментальных исследований.The presence of the blades causes the sleeve to rotate under the action of the fluid flow supplied to the nozzle and, accordingly, to twist the flow, which, in turn, enhances the ejection effect, that is, allows the ejected medium to be more actively carried away. The number of blades and their geometric parameters are set based on the results of experimental studies.

Конструкция жидкостно-газового эжектора поясняется чертежом, где на фиг. 1 приведена схема устройства, на фиг. 2 - конструкция сопла, на фиг. 3 - сечение А-А по фиг. 2.The design of the liquid gas ejector is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a diagram of the device, in FIG. 2 - construction of a nozzle, in FIG. 3 is a section AA in FIG. 2.

Жидкостно-газовый эжектор содержит распределительную камеру 1 с соплами 2, приемную камеру 3, камеры 4 смешения и сбросную камеру 5. Каждая камера 4 смешения установлена соосно относительно своего сопла 2. Сопло 2 состоит из внешней цилиндрической обечайки 6, в которую вмонтирована, одним из известных способов, втулка 7, изготовленная из антифрикционного полимерного материала, например капролона. Втулка 7 установлена относительно обечайки 6 с зазором (на чертеже не показан). На внутренней поверхности втулки 7 закреплены одним из известных способов лопасти 8.The liquid-gas ejector comprises a distribution chamber 1 with nozzles 2, a receiving chamber 3, mixing chambers 4 and a discharge chamber 5. Each mixing chamber 4 is mounted coaxially with respect to its nozzle 2. The nozzle 2 consists of an external cylindrical shell 6, in which is mounted one of known methods, the sleeve 7, made of an antifriction polymer material, for example caprolon. The sleeve 7 is installed relative to the shell 6 with a gap (not shown). On the inner surface of the sleeve 7 is fixed by one of the known methods of the blade 8.

Устройство работает следующим образом. Жидкая эжектирующая среда под заданным давлением подается в распределительную камеру 1, где она распределяется между соплами 2. При взаимодействии потока жидкости с лопастями 8 втулка 7 начинает совершать вращательное движение относительно своей продольной оси, что приводит к закручиванию потока жидкости, находящегося внутри втулок 7.The device operates as follows. The liquid ejection medium under a given pressure is supplied to the distribution chamber 1, where it is distributed between the nozzles 2. When the fluid flow interacts with the blades 8, the sleeve 7 begins to rotate about its longitudinal axis, which leads to a twisting of the fluid flow inside the bushings 7.

Истекая из сопел 2, струи жидкой эжектирующей среды увлекают из приемной камеры 3 в камеры смешения 4 откачиваемую газообразную или парогазовую среду, при этом закручивающаяся форма обеспечивают максимальное проявление эффекта эжекции, за счет которого и происходит интенсивное увлечение откачиваемой среды из приемной камеры 3. В камерах смешения 4 два потока объединяются, и формируется смешанный поток, который поступает в сбросную камеру 5 и далее отводится из эжектора.Expiring from the nozzles 2, the jets of the liquid ejection medium carry the evacuated gaseous or gas-vapor medium from the receiving chamber 3 into the mixing chambers 4, while the swirling form provides the maximum manifestation of the ejection effect, due to which the pumped medium is intensively entrained from the receiving chamber 3. In the chambers mixing 4, two streams are combined, and a mixed stream is formed, which enters the discharge chamber 5 and is then diverted from the ejector.

В отличие от известных устройств применение данного жидкостно-газового эжекторного аппарата позволит повысить эффективность процесса эжекции за счет закручивания потока жидкости благодаря наличию лопастей, закрепленных на втулке, выполненной с возможностью вращательного движения, и частичного снижения массоемкости изделия за счет изготовления части элементов устройства из антифрикционного полимерного материала, плотность и масса которого значительно меньше по сравнению с металлическими материалами и сплавами.In contrast to known devices, the use of this liquid-gas ejector apparatus will increase the efficiency of the ejection process by twisting the fluid flow due to the presence of blades mounted on a sleeve made with the possibility of rotational movement and partial reduction of the mass consumption of the product due to the manufacture of part of the device elements from antifriction polymer material, the density and mass of which is much less compared to metal materials and alloys.

Claims

A liquid-gas ejector apparatus comprising a distribution chamber with nozzles, a receiving chamber, a mixing chamber and a discharge chamber, each mixing chamber being mounted coaxially with respect to its nozzle, characterized in that the nozzle consists of an external cylindrical shell, into which a sleeve of antifriction polymer material is mounted while the sleeve has the possibility of rotational motion relative to the shell due to the gap between the inner wall of the shell and the outer surface of the sleeve, and on the inside In the case of a sleeve, the blades are fixed.