DD212719A1 - ADJUSTABLE EJECTOR RING STUES - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ejektorringduese, wobei der Duesenaussenring und der Dueseninnenring gegeneinander verstellbar ist. Dabei sollen die Stroemungskanten der Duesenringe so ausgebildet und die Verstellung der Duesenringe so feinfuehlig vorgesehen werden, dass abhaengig von sich einstellenden Druecken und Temperaturen des Arbeitsmediums im engsten Querschnitt der Duese genau Ueberschallgeschwindigkeit erzielt wird. Dies wird dadurch erreicht, dass erfindungsgemaess mindestens einer der Duesenringe mit einer konvexen Stroemungskante versehen und der Dueseninnenring axial stetig verstellbar ausgebildet ist.The invention relates to a Ejektorringduese, the Duesenaussenring and the Dueseninnenring is mutually adjustable. The flow edges of the Duesenringe should be so designed and the adjustment of the Duesenringe be provided so finely that depending on adjusting pressures and temperatures of the working medium in the narrowest cross section of the Duese exactly Ueberschallgeschwindigkeit is achieved. This is achieved in that, according to the invention, at least one of the nozzle rings is provided with a convex flow edge and the nozzle inner ring is designed to be axially continuously adjustable.

Description

Titel der Erfindung Verstellbare EjektorringdüseTitle of the invention Adjustable ejector ring nozzle

_s Anwendungsgebiet der Erfindung _{s field of} application of the invention

Die Erfindung betrifft eine verstellbare EjektorringdüseThe invention relates to an adjustable Ejektorringdüse

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

In der Industrie, im Bauwesen, aber auch in der Forschung und Entwicklung werden Ejektordüsen zur Förderung und zum Transport gasförmiger, flüssiger und staubförmiger Medien eingesetzt bzw. verwendet·In industry, in construction, but also in research and development, ejector nozzles are used or used for conveying and transporting gaseous, liquid and dusty media.

Die zum Beschleunigen des Arbeitsmediums (Gas, Flüssigkeit, Dampf) verwendeten Ejektorringdüsen sind auf ein Optimum zwischen einem projektierten Anfangsdruck und einem projektierten Enddruck bemessen. Dabei sind, wenn erforderlich, die projektierte Temperatur, Durchflußleistung u. a· Parameter ' des Arbeitsmediums berücksichtigt. Düsenaußen- und innenring sind starr, unbeweglich angeordnet. Weichen die Istwerte der Parameter dos Arbeitsmediums von den Projektwerten ab, verringert sich die Saugleistung oder die dem Arbeitsmedium zugeführte Energie wird unrationell genutzt· Soll aber eine optimale Saugleistung erhalten bleiben, muß der Düsenquerschnitt geändert werden· Eine Änderung des Düsenquerschnittes kann aber lediglich durch Auswechseln oder Ändern des Düseninnenringes bei Außerbetriebnahme des Ejektors erfolgen·The Ejektorringdüsen used to accelerate the working medium (gas, liquid, steam) are dimensioned to an optimum between a projected initial pressure and a projected final pressure. In this case, if necessary, the projected temperature, flow rate u. a · parameter 'of the working medium is taken into account. Düsenaußen- and inner ring are rigid, immovable. If the actual values of the parameters of the working medium deviate from the project values, the suction power is reduced or the energy supplied to the working medium is used inefficiently. However, if an optimum suction power is to be maintained, the nozzle cross section must be changed. However, a change of the nozzle cross section can only be made by replacing or Changing the nozzle inner ring when the ejector is shut down ·

Bei der pneumatischen Förderung ist Θ3 zur stetig gleichmäßigen Förderung durch Untermischen des Fördergutes mitIn the case of pneumatic conveying, Θ3 is used for continuous, uniform conveyance by mixing in the conveyed material with

λ ολ o

Förderluft bekannt, über eine verstellbare Ejektorringduse diese Förderluft in den Fördergutstrom einzubringen. Der Abstand zwischen Ringdüseninnen- und -außenfläche, und damit der Ringdüsenquerschnitt, wird durch Parallelverschiebung des Düseninnenringes verstellt. Diese Verstellung läßt jedoch keine Beschleunigung des einzubringenden Mediums auf Oberschallgeschwindigkeit zu.Transport air known to introduce this conveying air in the Fördergutstrom via an adjustable Ejektorringduse. The distance between Ringdüseninnen- and -außenfläche, and thus the annular nozzle cross-section, is adjusted by parallel displacement of the nozzle inner ring. However, this adjustment does not allow acceleration of the medium to be introduced to Oberschallgeschwindigkeit.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist, eine Ejektorringdüse zu schaffen, um durch eine Verstellung der Düsenringe eine Beschleunigung auf Oberschallgeschwindigkeit zu ermöglichen.The aim of the invention is to provide an Ejektorringdüse to allow by adjusting the nozzle rings acceleration to Oberschallgeschwindigkeit.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erf indungTiegt die Aufgabe zugrunde, die Strömungskanten der Düsenringe so auszubilden und die Verstellung der Düsenringe so feinfühlig vorzusehen, daß abhängig von den sich einstellenden Drücken und Temperaturen des Arbeitsmediums im engsten Querschnitt der Düse genau Schallgeschwindigkeit erzielt wird.The ErfindungTiegt the task to form the flow edges of the nozzle rings so and to provide the adjustment of the nozzle rings so sensitive that depending on the resulting pressures and temperatures of the working medium in the narrowest cross section of the nozzle exactly sound velocity is achieved.

Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß mindestens einer der Düsenringe mit einer konve<en Strömungskante versehen ist und der Düseninnenring mit einem stetig verstellbaren Antrieb verbunden ist.This is achieved in that according to the invention at least one of the nozzle rings is provided with a convex flow edge and the nozzle inner ring is connected to a continuously adjustable drive.

Ausführungsbeispielembodiment

An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt:In one embodiment, the invention is explained in detail. The drawing shows:

Fig. 1: Ejektorringdüse mit konvexer Ausbildung der Strömungskante am Düsenaußenring und reglergesteuerter -«Verstellung» » - - .- . * Fig. 1: Ejektorringdüse with convex formation of the flow edge on the nozzle outer ring and regulator-controlled - «adjustment» »- - .-. *

Fig. 2a und 2b: Schema der Strömungskantenausbildung, Fig. 3: Ejektorringdüse mit manueller Verstellung, Fig. 4: Ejektorringdüse mit mechanischer Hebelverstellung.Fig. 2a and 2b: Scheme of the flow edge formation, Fig. 3: Ejektorringdüse with manual adjustment, Fig. 4: Ejektorringdüse with mechanical lever adjustment.

Der Düseninnenring 1 weist das Innengewinde 2 auf und ist mit dem das Außengewinde 3 aufweisenden Ansaugrohr 4 für das Fördermedium 19 verbunden. Der Düsenaußenring 5 weist den Druckstutzen 6 für das Arbeitsmedium 20 auf (Fig· 1)· Die Strömungskante 7 des Düsenaußenringes 5 ist konvex und die Strömungskante 8 des Düseninnenringes 1 ist abgeschrägt ausgebildet. Der Düseninnenring 1 ist über die Dichtelemente 9 gegenüber dem Ansaugrohr 4 und dem Druckstutzen 6 abgedichtet· Am Düseninnenring 1 ist der Zahnkranz 10 angeordnet, der mit dem reglergesteuerten Antrieb 11 verbunden ist«The nozzle inner ring 1 has the internal thread 2 and is connected to the external thread 3 having intake pipe 4 for the pumped medium 19. The nozzle outer ring 5 has the pressure port 6 for the working medium 20 (FIG. 1). The flow edge 7 of the nozzle outer ring 5 is convex, and the flow edge 8 of the nozzle inner ring 1 is bevelled. The nozzle inner ring 1 is sealed by means of the sealing elements 9 with respect to the intake pipe 4 and the discharge nozzle 6. The ring gear 10 which is connected to the regulator-controlled drive 11 is arranged on the nozzle inner ring 1.

Der Antrieb 11 wird von der Steuerung 12 betätigt, die vom f'·} Sollwert 13 und vom Rechenglied 14 beaufschlagt wird. Das Rechenglied 14 verarbeitet die Meßwerte aus Anfangsdruck p_o, Enddruck p_n und Anfangstemperatur T₀ des Arbeitsmediums· Die Strömungskanten 7; 8 sind entweder wechselweise abgeschrägt und konvex (Fig. 2a) oder konvex ausgebildet (Fig. 2b).The drive 11 is actuated by the controller 12, which is acted upon by the f '· 13 target value and the computing element 14. The computing element 14 processes the measured values from the initial pressure p _o , final pressure p _n and initial temperature T _{0 of} the working medium · the flow edges 7; 8 are either alternately bevelled and convex (FIG. 2a) or convex (FIG. 2b).

Anstelle einer motorgetriebenen Verstellung ist auch eine manuelle Verstellung möglich. Dabei ist der Düseninnenring als Betätigungselement 15 ausgebildet (Fig· 3). Ebenso ist es möglich, den Düseninnenring 1 verschiebbar auszubilden und über Zapfen 17 mit dem Stellhebel 16 zu verbinden· Der Stellhebel 16 ist mit dem Arbeitszylinder eines hydraulischen oder pneumatischen Antriebes verbunden.Instead of a motor-driven adjustment and a manual adjustment is possible. In this case, the nozzle inner ring is designed as an actuating element 15 (FIG. 3). It is also possible to form the nozzle inner ring 1 displaceable and to connect via pin 17 with the adjusting lever 16 · The adjusting lever 16 is connected to the working cylinder of a hydraulic or pneumatic drive.

Die Wirkungsweise ist folgende:The mode of action is the following:

Das Arbeitsmedium tritt am Druckstutzen 6 des Düsenaußenringes 5 ein und wird bis zürn engsten Düsenquerschnitt (Raum zwischen Düsenaußen- und -innenring) auf die temperaturabhängige Schallgeschwindigkeit beschleunigt· Die Strömungskante 8 des verstellbaren Düseninnenringes 1 ist so stark abgeschrägt und die Strömungskante 7 des Düsenaußenringes ist konvex ausgebildet, so daß sich der Düsenquerschnitt anschließend wieder erweitert und das Arbeitsmedium weiter auf Oberschallgeschwindigkeit (Mach> 1) beschleunigt wird (Fig. 1 und 2).The working medium enters the discharge nozzle 6 of the nozzle outer ring 5 and is accelerated to the narrowest nozzle cross section (space between Düsenaußen- and inner ring) on the temperature-dependent speed of sound · The flow edge 8 of the adjustable nozzle inner ring 1 is so steeply tapered and the flow edge 7 of the nozzle outer ring is convex formed so that the nozzle cross-section then widened again and the working fluid is further accelerated to Oberschallgeschwindigkeit (Mach> 1) (Fig. 1 and 2).

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Mit zunehmender Strömungsgeschwindigkeit des Arbeitsmediums wird dessen statischer Druck vom Anfangsdruck p₀ (Überdruck) auf den fur die erforderliche Saugleistung berechnete Enddruck p_n reduziert.As the flow rate of the working fluid increases, its static pressure is reduced from the initial pressure p ₀ (overpressure) to the final pressure p _n calculated for the required suction power.

Meßgrößen für die Steuerung und damit Veränderung des Düsenquerschnittes ist der Anfangsdruck p_Q des Arbeitsmediums, dessen hinter der Düse erreichter Unter- bzw. Enddruck p_n,und die Temperatur T₀ des Arbeitsmediums.Measured variables for the control and thus change in the nozzle cross-section is the initial pressure p _{Q of} the working medium, whose undershot or final pressure p _n reached behind the nozzle, and the temperature T _{0 of} the working medium.

Sinkt der Anfangsdruck ρ des Arbeitsmediums, so sinkt bei gleichbleibendem Düsenquerschnitt auch die Saugleistung, weil im engsten Querschnitt die Strömungsgeschwindigkeit unterhalb der Schallgeschwindigkeit bleibt und damit der statische Enddruck p_n des Mediums zu groß bleibt.If the initial pressure ρ of the working medium falls, the suction power also drops while the nozzle cross section remains the same, because in the narrowest cross section the flow velocity remains below the speed of sound and thus the static final pressure p _{n of} the medium remains too high.

Aufgrund des gemessenen geringeren Quotienten zwischen Anfangs- und Enddruck des Arbeitsmediums wird über einep reglergesteuerten Antrieb 11 der Zahnkranz IO und somit der Düseninnenring 1 mittels Gewinde parallel zum Ansaugrohr 4 nach rechts bewegt. Der Düsenquerschnitt wird durch die Verschiebung des Düseninnenringes 1 soweit verringert, bis im engsten Düsenquerschnitt wieder Schallgeschwindigkeit und als Folge dessen ein neues optimales Verhältnis zwischen Anfangs- und Enddruck erreicht ist. .Due to the measured lower quotient between the initial and final pressures of the working medium, the toothed rim 10 and thus the nozzle inner ring 1 are moved by means of threads parallel to the intake pipe 4 to the right via a piller-controlled drive 11. The nozzle cross-section is reduced by the displacement of the nozzle inner ring 1 until the speed of sound in the narrowest nozzle cross-section and, as a result, a new optimum ratio between initial and final pressure is reached. ,

Steigt der Anfangsdruck p_Q des Mediums an, so ist das optimale Druckverhältnis überschritten, ohne daß die Saugleistung zunimmt. Nunmehr bewirkt der reglergesteuerte Antrieb 11 eine Parallelverschiebung des Düseninnenringes 1 soweit nach links, bis das Arbeitsmedium nicht vor, sondern wieder genau im engsten Düsenquerschnitt Schallgeschwindigkeit und damit ein neues optimales Druckverhältnis erreicht. Die Verstellung des Querschnitts der Ejektorringdüse ist nach folgenden Grundprinzipien durchführbar:If the initial pressure p _{Q of} the medium increases, the optimum pressure ratio is exceeded without the suction power increasing. Now, the regulator-controlled drive 11 causes a parallel displacement of the nozzle inner ring 1 as far to the left until the working medium not before, but again exactly in the narrowest nozzle cross section sonic velocity and thus reaches a new optimum pressure ratio. The adjustment of the cross section of the Ejektorringdüse can be carried out according to the following basic principles:

a) Verstellung von Hand (manuelle Verstellung), wenn es die vom verwendeten Arbeitsmedium abhängigen Arbeitsschutzbestimmungen erlauben (Fig. 3),a) adjustment by hand (manual adjustment), if it allows the working medium dependent on the working medium used (see Fig. 3),

b) Verstellung durch quer zur Achse der Ringdüse angeordneten reglergesteuerten Antrieb (Fig· I),b) adjustment by means of a regulator-controlled drive (FIG. 1) arranged transversely to the axis of the annular nozzle,

c) Verstellung durch parallel zur. Achse der Ringdüsa angeordneten Antrieb,c) adjustment by parallel to. Axis of the ring nozzle arranged drive,

d) Verstellung des Düseninnenringes durch reglergesteuerten hydraulischen oder pneumatischen Antrieb mit Stellhebel, der Düseninnenring gleitet auf dem Ansaugrohr (Fig. 4).d) Adjustment of the nozzle inner ring by a regulator-controlled hydraulic or pneumatic drive with adjusting lever, the nozzle inner ring slides on the intake pipe (Fig. 4).

e) Verstellung des Düseninnenringes durch direkte Verbindung des Arbeitszylinders mit dem Zapfen.e) adjustment of the nozzle inner ring by direct connection of the working cylinder with the pin.

Durch die Erfindung sind folgende Vorteile erreicht:The invention achieves the following advantages:

- Einsparung an Arbeitszeit, die sonst für das Einsetzen eines neuen Düseninnenringes bzw. einer Düsenquerschnitts-- Saving of working time, otherwise for the insertion of a new nozzle inner ring or a Düsenquerschnitts-

KJ änderung durch Demontage und Montage des Ejektors benötigt wird; KJ modification is required by disassembly and assembly of the ejector;

- Querschnittsveränderung bei laufendem Betrieb;- Cross-sectional change during operation;

- die Reduzierung der Förderleistung bzw. Transportleistung wird vermieden oder auf ein Minimum beschränkt;- The reduction of the capacity or transport performance is avoided or limited to a minimum;

- die dem Arbeitsmedium zugeführte Energie wird rationell genutzt und -führt zur Energieeinsparung.- The energy supplied to the working medium is used rationally and leads to energy savings.

Claims (5)

Erfindungsanspruchinvention claim 1, Ejektorringdüse, wobei der Düsenaußenring und der Düseninnenring gegeneinander verstellbar ist, gekennzeichnet dadurch, daß mindestens einer der Düsenringe mit einer konvexen Strömungskante versehen und der Düseninnenring axial stetig verstellbar ausgebildet ist·1, Ejektorringdüse, the nozzle outer ring and the nozzle inner ring is adjustable against each other, characterized in that at least one of the nozzle rings provided with a convex flow edge and the nozzle inner ring is formed axially continuously adjustable · 2· Ejektorringduse nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Düseninnenring über ein Schaubengevvinde stetig feinfühlig verstellbar ausgebildet ist·2 ejector ring nozzle according to item 1, characterized in that the nozzle inner ring is designed to be continuously sensitive via a screw joint. 3. Ejektorringdüse nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Düseninnenring über eine Gleitfläche stetig verstellbar ausgebildet ist.3. Ejektorringdüse according to item 1, characterized in that the nozzle inner ring is formed continuously adjustable via a sliding surface. 4. Ejektorringdüse nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Düseninnenring mit einem Antrieb verbunden ist.4. Ejektorringdüse according to items 1 to 3, characterized in that the nozzle inner ring is connected to a drive. 5. Ejektorringdüse nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß der Antrieb reglergesteuert ist.5. Ejektorringdüse according to item 4, characterized in that the drive is controlled by a regulator. Hierzu 4 Blatt Zeichnungen4 sheets of drawings