Струйный аппарат г. н. ерченко

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Р 04 Р 5/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ПАТЕНТ ориентирована под острым углом к радиусам сопла, проходящим через трубы завихрителя, Вь 1 ходная кромка каждой перегородки выполнена ступенчатой с образованием участка, расположенного в плоскости выходного сечения трубы, и выступающего участка, расположенного эа выходным сечением соответствующей трубы завихрителя по ходу потока. Выступающий участок является продолжением вогнутой поверхности винтообразной перегородки, обращенной к оси эжектора с образованием внутренней и наружной кромок. Входное сечение выступающего участка располокено вдоль радиуса трубы и ограничено крайними точками. Внутренняя и нарукная кромки выступающего участка изогнуты в радиальном направлении в сторону от оси трубы, 6 3, и, ф-лы, 8 ил,скоростью, увле ную смесь из ка вым простран су кивающуюся сечения и дале котором происх преобразование тенциальную, вс выходе из дифф ное и происходи ровоздушной см торов саци- истеНедостатком такого низкий КПД из-за того захватывает пассивную поверхностью, внутрен пассивной средой не ко аппарата является что активная струя среду только своей яя же часть струи с тактирует.(71) Ленинградский институт машиностроения(56) Байков В,С. и др, Влияние лопаточного венца на эффективность сверхзвукового газового эжектора с короткой камерой смешения, Труды ЦИАМ, % 825, 1978, с, 4, 54) СТРУЙНЫИ АППАРАТ Г.Н, ЕРЧЕНКО (57) Сущность изобретения: эавихритель выполнея в виде цилиндрических труб с винтообразной перегородкой внутри каждоГ. трубы, Центры входных сечений размещены по периметру выходного сечения активного сопла. Передние кромки перегородок размещены в плоскости выходного сечения сопла, Передняя кромка каждой перегородки Изобретение относится к струйной технике, в частности, к конструкции эжек и может быть использовано в конден онных установках паровых турбин и в с мах вакуумной деаэрации воды.Известен струйный аппарат (эжектор), предназначенный для удаления паровоз- душной смеси из конденсатора паротурбинной установки и поддержания необходимого вакуума 11, содержащий приемную камеру, суживающееся сопло, камеру смешения, суживающуюся часть канала и диффузор. Сопло служит для и реоб разования потенциальной энергии давления активной среды, поступающей в сопло из приемной камеры, в кинетическую энергию струи, которая, вытекал из сопла с большой кает за собои паровоздушмеры, соединенной с пароством конденсатора, в часть канала переменного е поступает в диффузор, в одит торможение потока и кинетической энергии в поледствие чего давление на узора превышает атмосферт постоянное удаление паеси из конденсатора, 1771519Известен также струйный аппарат 21,содержащий жидкостное активное сопло,установленную на выходе последнего цилиндрическую вставку с отверстиями дляподвода газовой пассивной среды и продольными пазами, выполненными на внутренней поверхности вставки в зонеотверстий, камеру смешения и диффуэор, вкотором с целью снижения энергозатрат напрокачку пассивной среды отверстия расположены одним поперечным рядом на выходе активного сопла, пазы со стороныпоследнего заглушены и имеют ширину иглубину, равные диаметру отверстий, а количество последних равно числу пазов.Недостатком такого аппарата являетсяего низкий КПД, так как отверстия, выполненные в цилиндрической вставке для подвода газовой пассив.ной среды, ипродольные пазы, выполненные нв ее внут.ренней поверхности в зоне отверстий, расположены под прямым углом. что снижаетскорость пассивной среды на входе в продольные пазы, а также из-за недостаточногоразвития поверхности активной среды,и отсутствия ее закрутки, что ухудшает условиясмешения активной и пассивной сред,Конструктивно наиболее близким кпредложенному является струйный аппаратВТУЗа-Л МЗ 31, содержащий активное сопло,камеру смещения с диффузором и завихритель, выполненный в виде цилиндрическихтруб с винтообразной перегородкой внутрикаждой трубы, причем центры входных сечений труб размещены на окружности вокруг оси сопла, передние кромки перегородок ориентированы перпендикулярно радиусу сопла и размещены в плоскости выходного сечения сопла; а радиус окружности равен радиусу сопла,Недостатком прототипа является егонизкий КПД из-за недостаточного развитияповерхности активной среды, что ухудшаетусловия смешения активной и пассивнойсред,Целью изобретения является повышение КПД,Указанная. цель достигается тем, что впредложенном струйном аппарате, содержащем активное сопло, камеру смешения сдиффузором и завихритель, выполненный ввиде цилиндрических труб с винтообразнойперегородкой внутри каждой трубы, причемцентры входных сечений размещены по периметру выходного сечения сопла, передняя кромка каждой перегородкиориентирована под острым углом к радиусам сопла, проходящим через трубы завихрителя, выходная кромка каждой перегородки выполнена ступенчатой с образова нием участка кромки. расположенного в плоскости выходного сечения трубы, и выступающего участка, расположенного за выходным сечением соответствующей трубы 5 .завихрителя по ходу потока, при этом выступающий участок является продолжениемвогнутой поверхности винтообразной перегородки, обращенной к оси эжектора с образованием последней внутренней и наружной кромок, входное сечение выступающего участка расположено вдоль радиуса трубы и ограничено его крайними точками. а внутренняя и наружная кромкивыступающего участка изогнуты в радиальном направлении в сторону от оси трубыПри этом выходная кромка выступающего участка перегородок может быть выполнена с разрезами вдоль перегородки с образованием лепестков, причем последние плавно отогнуты под различными углами друг относительно друга в сторону к оси эжектора; выходной участок выступающегоучастка перегородок может быть выполнен с выступами, высота которых плавно увеличивается в направлении движения потока ЗО 35 404550 причем высота соседних выступов различна.Анализ известных технических решений - аналоги и прототипа - в исследуемой области, т. е, конструкций эжекторов, позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками, описывающими заявляемый струйный аппарат. и признать заявляемое решение соответствующим критерию "существенные отличия".В частности не известны струиные аппараты, содержащие активное сопла, камеру смешения с диффузором и завихритель, выполненный в виде цилиндрических труб с винтообразной перегородкой внутри каждой трубы, причем центры входных сечений размещены по периметру выходного сечения сопла, а передние кромки перегородокразмещены в плоскости выходного сечения сопла, в которых бы передняя кромка каждой перегородки была бы ориентирована под острым углом к радиусам сопла, проходящим через трубы завихрителя, выходнаякромка каждой перегородки была бы выполнена ступенчатой с образованием участка кромки, расположенного в плоскости выходного сечения трубы, и выступающего участка, расположенного за выходным сечением соответствующей трубы завихрителя по ходу потока, при этом выступающий участок являлся бы продолжением вогнутой поверхности винтообразной перегородки.обращенной коси эжектора с образованием последней внутренней и наружной кромок, 177151950 55 входное сечение выступающего участка было расположено вдоль радиуса трубы и ограничено его крайними точками, а внутренняя и наружная кромки выступающего участка были бы изогнуты в радиальном направлении в сторону от оси трубы,На фиг, 1 представлен продольный разрез струйного аппарата; нэ фиг, 2 - сечение А - А на фиг, 1; на фиг. 3 - цилиндрическаятруба с винтообразной перегородкой и лепестками нэ последней; на фиг, 4 - труба с выступающей частью винтообразной перегородки; на фиг. 5 - трубы с выступающей частью перегородки; на фиг. б - труба с выступающей частью перегородки; на фиг.7 - труба с выступающей частью перегородки; на фиг. 8 - труба с выступающей частью перегородки,Струйный аппарат(фиг. 1, 2) содержитактивное сопло 1, камеру смешения 2 с диффузором 3 и завихритель 4, выполненный в виде цилиндрических труб 5 с винтообразной перегородкой б внутри каждой трубы 5, причем центры входных сечений размещены по периметру выходного сечения сопла 1, а передние кромки 7 перегородок б размещены в плоскости выходного сечения сопла 1, передняя кромка 7 каждой перегородки б ориентирована под острымуглом к радиусам сопла 1, проходящим через трубу 5 зэвихрителя 4. выходная кромка ,;к "ойерегородки выполнена ступенчатой с. образованием участка 8 кромки, располокенного в плоскости выходногосечения трубы 5, и выступающего участка 9, расположенного за выходным сечением соответствующей трубы 5 завихрителя по ходу потока, при этом выступающий участок 9 является продолжением вогнутой поверхности винтообразной перегородки б, обращенной к оси зжектора с образованием последней внутренней 10 и наружной 11кромок, входное сечение выступающего, участка 9 расположено вдоль радиуса трубы5 и ограничено его крайними точками, а внутренняя 10 и наружная 11 кромки выступающего участка 9 изогнуты в радиальном направлении в сторону от оси тоубы 5.При этом выходная кромка 12 выступающего участка 9 перегородок б может быть выполнена с разрезами вдоль перегородок с образованием лепестков 13, причем последние плавно отогнуты под различными углами друг относительно друга в сторону к оси эжекторафиг, 3); лепестки 13 могут быть отогнуты по крайней мере через один лепесток (фиг, 4); лепестки 13 могут быть изогнуты с образованием вдоль них вогнутой в направлении к оси зжектора поверхности (фиг: 5): выходной участок 10 1520 25303540 выступающего участка 9 перегородок б может быть выполнен с выступами 14, высота которых плавно увеличивается в направлении движения потока, причем высота соседних выступов различна(фиг, б); поверхность выступов 14, обращенная в сторону оси эжекторэ. может быть выполнена вогнутой, в направлении потока (фиг, 7); выступы 14 могут быть выполнены с зазорбм 15 между ними, а выступы 14 с одинаковой высотой могут чередоваться через один (фиг. 8).Струйный аппарат (фиг. 1, 2) работает следующим образом,8 сопло 1 из приемной камеры поступает активная среда (пар или вода), где и происходит преобразование потенциальной энергии давления последней в кинетическую энергию струи, которая на выходе из сопла 1 делится на струю, поступаощую непосредственно в камеру смешения 2, и другие струи, поступающие в завихритель 4, выполненный в виде цилиндрических труб 5 с винтообразной перегородкой б внутри каждой трубы 5, в котором струи получают вращательное движение (завихрение), При этом вследствие того, что передние 7 кромки перегородок б ориентиоованы к радиусу сопла 1 под острым углом, одновременно с активной средой в завихритель 4 поступает и пассивная среда, в результате чего при движении указанных сред в завихрителе происходит их смешивание. Выбор угла, под которым передняя кромка 7 перегородок ориентируется к радиусу сопла 1, связан с расположением ступенчатой выходной кромки соответствующей винтообразной перегородки б, а также с характеристиками струйного аппарата. На выходе из труб 5 завихрителя 4 все струи, активной и пассивной сред соединяются в одну стру 1 о.При этом, вследствие того, что выходные кромки перегородки б выполнены ступенчатыми так, что выступающий участок 9 является продолжением вогнутой поверхности винтообразной перегородки б, обращенной к оси зжектора с образованием последней внутренней 10 и наружной 11 кромок фиг. 1, 3), входное сечение выступающего участка 9 расположено вдоль радиуса трубы 5 и ограничено его крайними точками, а внутренняя 10 и наружная 11 кромки выступающего участка 9 изогнуты в радиальном направлении в сторону от оси трубы 5, среда за счет кинетической энергии поступательного движения, а такке вращательного движения. получаемого при закруткеее. и возникающих при этом центробежных сил движется за прсделами труб 5 и направлении к задней кромке 12 выступающего участка 9 перегородки б 1 фиг, 17715193), а затем срывается с нее, продолжая взаимодействовать с пассивной средой,Выполнение выходной кромки 12 выступающего участка 9 перегородок 6 с разрезами вдоль последних с образованием 5лепестков 13 и отгибом последних под различными углами друг относительно друга всторону к оси эжектора (фиг, 3) позволяетобеспечить дальнейшее улучшение условийвзаимодействия сред за счет более равномерного распределения активной среды вобьеме пассивной среды, а следовательно,повысить КПД струйного аппарата. Улучшение условий для взаимодействия двух средпроисходит также при отгибе лепестков 13 15по крайней мере через один лепесток (фиг.4). В отдельных случаях лепестки 13 могутбыть изогнуты с образованием вдоль нихвогнутой в направлении к оси эжектора поверхности (фиг, 5). что определяется из условий достижения максимального КПДструйногоаппарата. Роль лепестков 13 могут выполнять выступы 14 (фиг, 6), высотакоторых плавно увеличивается в направлении движения потока, причем высота соседних выступов различна. Поверхностьукаэанных выступоо 14, обращенная в сторону оси эжектора, может быть выполненавогнутой, в направлении потока (фиг. 7), атакже выступы 14 могут быть выполнены с 30зазором 15 между ними, а выступы 14 содинаковой высотой могут чередоваться через один (фиг, 8). Характер отгиба лепестков.13 (фиг. 3), высота выступов 14 (фиг. 6), расстояние между соседними выступами (фиг; .358) и другие характеристики выбираются изусловия достижения максимального КПД,ИспользоваФйе заявляемого изобретения в конденсационных установках паровыхтурбин, а также при перекачке различных 40сред позволяет уменьшить энергозатратына обслуживание ьуй перекачку за счет повышения КПД струйного аппарата без существенных усложнений конструкцииаппарата при одновременном уменьшении 45его габаритов и массы,формула изобретения1. Струйный аппарат, содержащий активное сопла, камеру смешения с диффузо ром и завихритель, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД, завихритель выполнен в виде цилиндрических труб с винтообразной перегородкой внутри каждой трубы, причем центры входных сечений размещены по периметру выходного сечения сопла, а передние кромки перегородок размещены в плоскости выходного сечения сопла, причем передняя кромка каждой перегородки ориентирована под острым углом к радиусам сопла, проходящим через трубы завихрителя, выходная кромка каждой перегородки выполнена ступенчатой с образованием участка кромки, расположенного в плоскости выходного сечения трубы, и выступающего участка, расположенного за выходным сечением соответствующей трубы завихрителя по ходу потока, при этом выступающий участок является продолжением вогнутой поверхности винтообразной перегородки, обращенной к оси эжектора с образованием .последней внутренней .и наружной кромок, входное сечение высту.паещегаучастка расположено вдоль радиуса.трубы и ограничено его крайними тачками, а.внутренняя и наружная кромки выступающего. участка изогнуты в радиальном направлении в сторону от аси трубы,2.Аппарат по и, 1, о тл и ча ю щийся тем, что выходная кромка выступающего учас.гка перегородок выполнена с разрезами вдоль перегородки с образованием лепестков, Причем последние плавно отогнуты под различными-углами друг относительно друга в сторону; к оси эжектора. 3, Аппарат гю пп, 1 и 2, о.т л и ч а ю.щ ий с я тем, что лепестки отогнуты.по крайней мере через один лепесток,4. Аппарат. по пп, 1 и 2, а, т л. и ч а ю щ ий с я тем, что лепестки изогнуты с.образо-. ванием вдоль них вогнутой в направлении к оси эжектора поверхности.5. Аппарат по и, 1, о т л и ч а ю щ и йс. я тем, что выходной участок выступающего участка перегородок выполнен с выступами, высота которых плавно увеличивается в направлении движения потока, причем высота соседних выступов различна.6. Аппарат по пп. 1 и 5, а т л и ч а ю щ ий с я тем, ч 7 о поверхность выступов, обращенная в сторону оси эжектора, выполнена вогнутой в направлении потока.7. Аппарат по пп. 1 и 5, о.т л и ч а ю щ ий с я тем, что выступы выполнены с зазором между ними, а выступы с одинаковой высотой чередуются через один.г.4 Фиг Фиг р Т,Иванов Корректор Т.Палий Ре Заказ 3756 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по.изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5адатепьокии коиоинат "Патент". г. Ужгород. уп.Гагарина Производствен Соста Техре итель Г,ЕрченкМ.Моргентал