RU2007623C1

RU2007623C1 - Gas ejector

Info

Publication number: RU2007623C1
Authority: RU
Inventors: Герман Николаевич Ерченко
Original assignee: Герман Николаевич Ерченко
Priority date: 1991-07-08
Filing date: 1991-07-08
Publication date: 1994-02-15

Abstract

FIELD: fluidic. SUBSTANCE: nozzle is set coaxially to an active nozzle and downstream of outlet section of the active nozzle. The nozzle is abutted upon the section of the active nozzle and its inlet radius is the same as the active nozzle radius. The nozzle is provided with slots which are symmetric with respect to ejector axis and directed to diffuser of a mixing chamber. A rib with increasing radial height in the direction to the diffuser is tightly abutted upon each section of outer side of the nozzle located between the slots. EFFECT: improved design. 11 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к струйной технике и может быть использовано при перекачивании различных сред. The invention relates to inkjet technology and can be used for pumping various media.

Известен эжектор, предназначенный для удаления паровоздушной смеси из конденсатора паротурбинной установки и поддержания необходимого вакуума, содержащий приемную камеру, суживающееся сопло, камеру смешения, суживающуюся часть канала и диффузор. Сопло служит для преобразования потенциальной энергии давления активной среды, поступающей в сопло из приемной камеры, в кинетическую энергию струи, которая, вытекая из сопла с большой скоростью, увлекает за собой паровоздушную смесь из камеры, соединенной с паровым пространством конденсатора, в суживающуюся часть канала переменного сечения и далее поступает в диффузор, в котором происходит торможение потока и преобразование кинетической энергии в потенциальную, вследствие чего давление на выходе из диффузора превышает атмосферное и происходит постоянное удаление паровоздушной смеси из конденсатора. Known ejector designed to remove the vapor-air mixture from the condenser of the steam turbine plant and maintain the necessary vacuum, containing a receiving chamber, a tapering nozzle, a mixing chamber, a tapering part of the channel and a diffuser. The nozzle is used to convert the potential pressure energy of the active medium entering the nozzle from the receiving chamber into the kinetic energy of the jet, which, flowing out of the nozzle at high speed, carries the vapor-air mixture from the chamber connected to the vapor space of the condenser into the narrowing part of the variable channel cross sections and then enters the diffuser, in which the flow is decelerated and the kinetic energy is converted into potential energy, as a result of which the pressure at the outlet of the diffuser exceeds atmospheric and roiskhodit continuous removal of vapor from the condenser.

Недостатком такого эжектора является низкий КПД из-за того, что активная струя захватывает пассивную среду только своей поверхностью, внутренняя же часть струи с пассивной средой не контактирует. The disadvantage of such an ejector is its low efficiency due to the fact that the active jet captures the passive medium only by its surface, while the internal part of the jet does not come into contact with the passive medium.

Известен также водоструйный насос (эжектор), содержащий сопло питания со звездообразным рабочим сечением, выходная часть сопла питания выполнена, например, в виде гофрированной тонкостенной трубки. Also known is a water-jet pump (ejector) containing a power nozzle with a star-shaped working section, the output of the power nozzle is made, for example, in the form of a corrugated thin-walled tube.

Недостатком такого насоса (эжектора) является низкий КПД при использовании пара в качестве активной среды вследствие внезапного расширения последней (окончательное расширение) за пределами сопла в камере смешения, что приводит к незначительному увеличению поверхности взаимодействия двух сред, выполнение выходной части сопла в виде гофрированной тонкостенной трубки оказывает малое влияние на увеличение КПД насоса. The disadvantage of such a pump (ejector) is the low efficiency when using steam as an active medium due to a sudden expansion of the latter (final expansion) outside the nozzle in the mixing chamber, which leads to a slight increase in the interaction surface of the two media, the output part of the nozzle in the form of a corrugated thin-walled tube has little effect on increasing pump efficiency.

Конструктивно наиболее близким к предложенному является газовый эжектор, содержащий активное сопло, камеру смешения с диффузором и установленный за выходным сечением сопла коаксиально последнему насадок, вплотную примыкающий к выходному сечению сопла и имеющий одинаковый входной радиус с последним, а в насадке от входного его сечения выполнены симметричные относительно оси эжектора прорези в направлении диффузора. Structurally, the closest to the proposed one is a gas ejector containing an active nozzle, a mixing chamber with a diffuser and mounted behind the nozzle exit section coaxially with the last nozzle, adjacent to the nozzle exit section and having the same input radius with the latter, and symmetrical in the nozzle from its input section relative to the axis of the ejector slots in the direction of the diffuser.

Недостатком такого эжектора является низкий КПД при использовании пара в качестве активной среды, так как вследствие внезапного расширения последней за пределами сопла в камере смешения происходит незначительное увеличение поверхности взаимодействия двух сред. The disadvantage of this ejector is its low efficiency when using steam as an active medium, since due to the sudden expansion of the latter outside the nozzle in the mixing chamber, a slight increase in the interaction surface of the two media occurs.

Цель изобретения - повышение КПД газового эжектора. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the gas ejector.

Указанная цель достигается тем, что в известном газовом эжекторе, содержащем активное сопло, камеру смешения с диффузором и установленный за выходным сечением сопла коаксиально последнему насадок, вплотную примыкающий к выходному сечению сопла и имеющий одинаковый входной радиус с последним, а в насадке от входного его сечения выполнены симметричные относительно оси эжектора прорези в направлении диффузора, к каждому участку боковой наружной поверхности насадка, расположенному между прорезями вплотную примыкает ребро с увеличивающейся радиальной высотой в направлении диффузора. This goal is achieved by the fact that in a known gas ejector containing an active nozzle, a mixing chamber with a diffuser and installed behind the nozzle exit section is coaxial to the last nozzle, adjacent to the nozzle exit section and having the same input radius with the latter, and in the nozzle from its input section the slots are symmetrical with respect to the axis of the ejector in the direction of the diffuser; a rib with a magnifying element is adjacent to each section of the lateral outer surface of the nozzle located between the slots Xia radial height towards the diffuser.

При этом указанные прорези могут быть выполнены прямыми относительно оси эжектора; они могут быть также выполнены винтовыми, при этом ребра с обеих боковых сторон имеют соответственно прорезям винтообразную форму. Moreover, these slots can be made straight relative to the axis of the ejector; they can also be made screw, while the ribs on both sides are respectively screw-shaped in the slots.

Сопоставительный анализ предлагаемого решения и прототипа позволяет сделать вывод о наличии новых отличительных признаков, следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна". В известных науке и технике нами не обнаружены совокупности отличительных признаков заявляемого решения, проявляющих аналогичные свойства и позволяющих достичь указанный в цели изобретения результат, следовательно, решение соответствует критерию изобретения "существенные отличия". A comparative analysis of the proposed solution and the prototype allows us to conclude that there are new distinctive features, therefore, the proposed technical solution meets the criteria of the invention of "novelty." In the known science and technology, we have not found the totality of the distinguishing features of the proposed solution, showing similar properties and allowing to achieve the result indicated in the purpose of the invention, therefore, the solution meets the criteria of the invention "significant differences".

На фиг. 1 изображен газовый эжектор, продольный разрез; на фиг. 2,6,7,9 - сечение А-А на фиг. 1 (варианты исполнения); на фиг. 3,4,5,8 - сечение Б-Б на фиг. 1 (варианты исполнения). In FIG. 1 shows a gas ejector, a longitudinal section; in FIG. 2,6,7,9 - section AA in FIG. 1 (options); in FIG. 3,4,5,8 - section BB in FIG. 1 (options).

В газовом эжекторе (см. фиг. 1,2), содержащем активное сопло 1, камеру смешения 2 с диффузором 3 и установленный за выходным сечением сопла 1 коаксиально последнему насадок 4, вплотную примыкающий к выходному сечению сопла 1 и имеющий одинаковый входной радиус с последним, а в насадке 4 от входного его сечения I-I выполнены симметричные относительно оси эжектора прорези 5 (см. фиг. 2) в направлении диффузора 3, к каждому участку 6 боковой наружной поверхности насадка, расположенному между прорезями 5, вплотную примыкает ребро 7 с увеличивающейся радиальной высотой h (h₂>h₁) в направлении диффузора 3.In a gas ejector (see Fig. 1.2) containing an active nozzle 1, a mixing chamber 2 with a diffuser 3 and installed behind the outlet section of the nozzle 1 coaxially to the last nozzle 4, adjacent to the outlet section of the nozzle 1 and having the same input radius with the last and in the nozzle 4 from its inlet section II, slots 5 (see FIG. 2) symmetrical with respect to the axis of the ejector are made in the direction of the diffuser 3, to each section 6 of the side outer surface of the nozzle located between the slots 5, a rib 7 is adjacent adjacent to the increasing radial hydrochloric height h (h _2> h ₁₎ in the direction of the diffuser 3.

При этом указанные прорези 5 могут быть выполнены прямыми относительно оси эжектора (см. фиг. 3); прорези 3 могут быть выполнены винтовыми, при этом ребра 7 с обеих боковых сторон имеют соответственно прорезям 5 винтообразную форму (см. фиг. 4); прорези 5 могут быть выполнены на всей длине насадка 4 в направлении оси эжектора (см. фиг. 3); прорези 5 могут быть выполнены на части длины насадка 4, отсчитываемой в направлении оси эжектора от входного сечения I-I последней, а на оставшейся длине насадка 4 может быть сохранена стенка 8 между ребрами 7, причем наружная поверхность ее образована частью боковой поверхности усеченного конуса, а острая кромка 9 стенки 8 обращена в сторону выходного сечения сопла I (cм. фиг. 5); в направлении поперечном радиусу выходного сечения сопла 1 каждая прорезь 5 в каждом сечении может иметь одинаковую ширину b (cм. фиг. 6); каждая прорезь 5 может иметь ширину b, увеличивающуюся в каждом сечении в направлении от оси эжектора, поперечном радиусу выходного сечения I-I сопла I (см. фиг. 2); каждая прорезь 5 может иметь ширину, уменьшающуюся в каждом сечении в направлении от оси эжектора, поперечном радиусу выходного сечения сопла I (cм. фиг. 7); внутренняя поверхность 10 насадка 4 может быть выполнена цилиндрической радиуса выходного сечения сопла r (cм. фиг. 3); внутренняя поверхность насадка 4 может быть выполнена в форме усеченного конуса 11 с вершиной, обращенной в сторону диффузора 3 (см. фиг. 8); грани 12, обращенные внутрь насадка 4, расположенные между прорезями 5, могут быть выполнены острыми (см. фиг. 9). While these slots 5 can be made straight relative to the axis of the ejector (see Fig. 3); the slots 3 can be made screw, while the ribs 7 on both sides are respectively screw-shaped slots 5 (see Fig. 4); the slots 5 can be made along the entire length of the nozzle 4 in the direction of the axis of the ejector (see Fig. 3); the slots 5 can be made on a part of the length of the nozzle 4, counted in the direction of the axis of the ejector from the input section II of the latter, and on the remaining length of the nozzle 4, the wall 8 between the ribs 7 can be preserved, and its outer surface is formed by part of the side surface of the truncated cone, and the sharp the edge 9 of the wall 8 is facing the output section of the nozzle I (see. Fig. 5); in the direction transverse to the radius of the exit section of the nozzle 1, each slot 5 in each section can have the same width b (see. Fig. 6); each slot 5 may have a width b increasing in each section in the direction from the axis of the ejector, transverse to the radius of the outlet section I-I of the nozzle I (see Fig. 2); each slot 5 may have a width that decreases in each section in the direction from the axis of the ejector, transverse to the radius of the outlet section of the nozzle I (see. Fig. 7); the inner surface 10 of the nozzle 4 can be made of a cylindrical radius of the output section of the nozzle r (see. Fig. 3); the inner surface of the nozzle 4 can be made in the form of a truncated cone 11 with the apex facing toward the diffuser 3 (see Fig. 8); the faces 12, turned inwardly to the nozzle 4, located between the slots 5, can be made sharp (see Fig. 9).

Газовый эжектор работает следующим образом (см. фиг. 1,2). В активное сопло 1 приемной камеры поступает активная среда (пар), где и происходит преобразование потенциальной энергии давления последней в кинетическую энергию струи. Gas ejector works as follows (see Fig. 1,2). An active medium (steam) enters the active nozzle 1 of the receiving chamber, where the potential pressure energy of the latter is converted into kinetic energy of the jet.

За выходным сечением I-I сопла I давление активной среды вследствие окончательного расширения снижается до давления на всасывании эжектора. Вследствие наличия за выходным сечением сопла 1 коаксиально установленного последнему насадка 4 с прорезями 5, к каждому участку 6 боковой наружной поверхности которого, расположенному между прорезями 5, вплотную примыкает ребро 7 с увеличивающейся радиальной высотой h в направлении диффузора 3, окончательное расширение активной среды происходит от оси эжектора вглубь прорезей 5. При этом длина насадка 4 и радиальная высота h ребер 7, увеличивающаяся в направлении диффузора 3, должна быть такой, чтобы не происходило выхода активной среды на длине насадка за наружные грани ребер 7, благодаря чему между струями активной среды за выходным сечением насадка 4 образуются пустоты, в которые устремляется пассивная среда, И, таким образом, поверхность взаимодействия активной и пассивной сред резко возрастает, а КПД эжектора при этом увеличивается. Behind the outlet section I-I of nozzle I, the pressure of the active medium, due to the final expansion, decreases to the pressure at the suction of the ejector. Due to the presence of the nozzle 4 coaxially mounted to the last nozzle 4 with slots 5 behind the exit section of the nozzle 1, a rib 7 with increasing radial height h in the direction of the diffuser 3 adjacent to each section 6 of the lateral outer surface 5, the final expansion of the active medium occurs from the axis of the ejector deep into the slots 5. The length of the nozzle 4 and the radial height h of the ribs 7, increasing in the direction of the diffuser 3, must be such that the active medium does not exit at there is no nozzle beyond the outer edges of the ribs 7, due to which voids are formed between the jets of the active medium behind the outlet section of the nozzle 4, into which the passive medium rushes, And, thus, the interaction surface of the active and passive media sharply increases, and the ejector efficiency increases.

Длина насадка 4 определяется экспериментальным путем при достижении максимального КПД эжектора на номинальном режиме его работы. То же касается и определения геометрических размеров ребер 7. Выполнение прорезей 5 прямыми или винтовыми зависит от производительности эжектора. Больше расходные эжекторы целесообразно выполнять с винтовыми прорезями 5 в насадке 4 и соответствующей им винтовой формы ребер 7. The length of the nozzle 4 is determined experimentally when reaching the maximum efficiency of the ejector at the nominal mode of operation. The same applies to determining the geometric dimensions of the ribs 7. The execution of slots 5 straight or screw depends on the performance of the ejector. It is advisable to carry out more consumable ejectors with screw slots 5 in the nozzle 4 and the corresponding helical shape of the ribs 7.

Для малорасходных эжекторов целесообразным является выполнение внутренней поверхности насадка 4 цилиндрической радиусом выходного сечения сопла, а для большерасходных эжекторов - с внутренней поверхностью насадка, выполненной в форме усеченного конуса с вершиной, обращенной в сторону диффузора (см. фиг. 3,8). For low-flow ejectors, it is advisable to make the inner surface of the nozzle 4 a cylindrical radius of the nozzle exit section, and for high-flow ejectors, it is necessary to have the inner surface of the nozzle made in the form of a truncated cone with the apex facing the diffuser (see Fig. 3.8).

Выполнение граней, расположенных между прорезями и обращенных внутрь насадка, острыми может осуществляться для любых эжекторов (по расходу), определяется возможностью получения максимальной эффективности опытным путем. The execution of the faces located between the slots and facing the inside of the nozzle, sharp can be carried out for any ejectors (flow rate), is determined by the possibility of obtaining maximum efficiency experimentally.

Использование предлагаемого изобретения в конденсационных установках паровых турбин, а также в других отраслях техники позволяет уменьшить энергозатраты на работу эжектора за счет значительного повышения КПД, а также уменьшить массу и габариты по сравнению с прототипом. (56) Авторское свидетельство СССР N 233832, кл. F 04 F 5/14, 1966. The use of the invention in condensing units of steam turbines, as well as in other branches of engineering, allows to reduce energy consumption for the operation of the ejector due to a significant increase in efficiency, as well as to reduce weight and dimensions in comparison with the prototype. (56) Copyright certificate of the USSR N 233832, cl. F 04 F 5/14, 1966.

Claims

1. ГАЗОВЫЙ ЭЖЕКТОР, содержащий активное сопло, камеру смешения с диффузором и установленный за выходным сечением сопла коаксиально последнему насадок, вплотную примыкающий к выходному сечению сопла и имеющий одинаковый входной радиус с последним, в насадке от входного его сечения выполнены симметричные относительно оси эжектора прорези в направлении диффузора, отличающийся тем, что к каждому участку боковой наружной поверхности насадка, расположенному между прорезями, вплотную примыкает ребро с увеличивающейся радиальной высотой в направлении диффузора. 1. A GAS EJECTOR containing an active nozzle, a mixing chamber with a diffuser and installed coaxially to the last nozzle behind the nozzle exit section, adjacent to the nozzle exit section and having the same input radius with the latter, cuts symmetrical with respect to the axis of the ejector in the nozzle the direction of the diffuser, characterized in that to each section of the lateral outer surface of the nozzle located between the slots is adjacent adjacent rib with an increasing radial height of board diffuser.

2. Эжектор по п. 1, отличающийся тем, что указанные прорези выполнены прямыми относительно оси эжектора. 2. The ejector according to claim 1, characterized in that said slots are made straight relative to the axis of the ejector.

3. Эжектор по п. 1, отличающийся тем, что прорези выполнены винтовыми, при этом ребра с обеих боковых сторон имеют соответственно прорезям винтообразную форму. 3. The ejector according to claim 1, characterized in that the slots are made screw, while the ribs on both sides are respectively screw-shaped.

4. Эжектор по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что прорези выполнены на всей длине насадка в направлении оси эжектора. 4. The ejector according to paragraphs. 1 to 3, characterized in that the slots are made over the entire length of the nozzle in the direction of the axis of the ejector.

5. Эжектор по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что прорези выполнены на части длины насадка, отсчитываемой в направлении оси эжектора от входного сечения последней, а на оставшейся длине насадка сохранена стенка между ребрами, причем наружная поверхность ее образована частью боковой поверхности усеченного конуса, а острая кромка стенки обращена в сторону выходного сечения сопла. 5. The ejector according to paragraphs. 1-3, characterized in that the slots are made on a part of the length of the nozzle counted in the direction of the axis of the ejector from the input section of the latter, and on the remaining length of the nozzle the wall between the ribs is preserved, and its outer surface is formed by part of the side surface of the truncated cone, and the sharp edge of the wall facing the exit section of the nozzle.

6. Эжектор по пп. 1 - 5, отличающийся тем, что в направлении, поперечном радиусу выходного сечения сопла, каждая прорезь в каждом сечении имеет одинаковую ширину. 6. The ejector according to paragraphs. 1 to 5, characterized in that in the direction transverse to the radius of the output section of the nozzle, each slot in each section has the same width.

7. Эжектор по пп. 1 - 5, отличающийся тем, что каждая прорезь имеет ширину, увеличивающуюся в каждом сечении в направлении от оси эжектора, поперечном радиусу выходного сечения сопла. 7. The ejector according to paragraphs. 1 to 5, characterized in that each slot has a width that increases in each section in the direction from the axis of the ejector, transverse to the radius of the output section of the nozzle.

8. Эжектор по пп. 1 - 5, отличающийся тем, что каждая прорезь имеет ширину, уменьшающуюся в каждом сечении в направлении от оси эжектора, поперечном радиусу выходного сечения сопла. 8. The ejector according to paragraphs. 1 to 5, characterized in that each slot has a width that decreases in each section in the direction from the axis of the ejector, transverse to the radius of the outlet section of the nozzle.

9. Эжектор по пп. 1 - 8, отличающийся тем, что внутренняя поверхность насадка выполнена цилиндрической, радиусом выходного сечения сопла. 9. The ejector according to paragraphs. 1 to 8, characterized in that the inner surface of the nozzle is made cylindrical, with a radius of the outlet section of the nozzle.

10. Эжектор по пп. 1 - 8, отличающийся тем, что внутренняя поверхность насадка выполнена в форме усеченного конуса с вершиной, обращенной в сторону диффузора. 10. The ejector according to paragraphs. 1 to 8, characterized in that the inner surface of the nozzle is made in the form of a truncated cone with a vertex facing the diffuser.

11. Эжектор по пп. 1 - 10, отличающийся тем, что грани, обращенные внутрь насадка, расположенные между прорезями, выполнены острыми. 11. The ejector according to paragraphs. 1 to 10, characterized in that the faces facing inward of the nozzle located between the slots are made sharp.