RU2076250C1 - Vortex jet apparatus - Google Patents

Abstract

FIELD: chemical, petrochemical and other industries. SUBSTANCE: inner edge of circular active nozzle of jet apparatus is inclined relative to axis of housing at angle of 0-14 deg; length of section is equal to 1-15 of inner diameters of section. EFFECT: enhanced reliability. 8 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к химической, нефтехимической, нефтяной, энергетической, металлургической промышленностям и другим отраслям, где возникает необходимость использования струйных аппаратов (эжекторов, инжекторов) для транспорта флюидных парогазовых, жидких или сыпучих веществ, или для системы создания вакуума путем отсасывания из аппаратов газов и паров и др. The invention relates to the chemical, petrochemical, oil, energy, metallurgical industries and other industries where it becomes necessary to use jet devices (ejectors, injectors) for transporting fluid combined-cycle, liquid or granular substances, or for a system for creating a vacuum by aspirating gases and vapors from devices and etc.

Известны струйные аппараты, в которых струя рабочей жидкости, подаваемая через сопло, захватывает транспортируемый поток флюидного вещества (Соколов Е.Я. Зингер Н.М. Струйные аппараты. М. Энергоатомиздат, 1989; Щукин В.К. Калмыков И.И. Газоструйные компрессоры. М. Энергоиздат, 1963; Цейтлин А.Б. Пароструйные вакуумные насосы. М. -Л. Энергия, 1965). Эти аппараты, широко применяемые в различных отраслях техники, по принятой классификации называются эжекторами, в случае использования струйных аппаратов для создания вакуума, или инжекторами, в случае для повышения давления одного из потоков, транспорта вещества, струйного турбулентного смешения потоков и др. There are known jet devices in which a jet of working fluid supplied through a nozzle captures a transported fluid flow (Sokolov E.Ya. Singer N.M. Inkjet devices. M. Energoatomizdat, 1989; Schukin V.K. Kalmykov I.I. Gas-jet compressors. M. Energoizdat, 1963; Zeitlin A.B. Steam-jet vacuum pumps. M.-L. Energy, 1965). These devices, widely used in various branches of technology, according to the accepted classification, are called ejectors, in the case of using inkjet devices to create a vacuum, or injectors, in the case of increasing the pressure of one of the flows, transport of matter, jet turbulent mixing of flows, etc.

Например, для создания достаточно глубокого вакуума в промышленных аппаратах используют систему, содержащую в большинстве случаев несколько эжекторов с центральным вводом рабочего парообразного агента (чаще всего водяного пара), который, например, на первой ступени после эжектора конденсируют в специальном конденсаторе. В результате конденсации и превращения водяного пара в жидкость, воду отделяют, в неконденсирующиеся газы и пары отсасывают следующей ступенью эжекции, содержащей также эжектор, конденсатор, разделитель газов и жидкости и т.д. Обычно таких ступеней эжектирования бывает 2, 3, 4. For example, to create a sufficiently deep vacuum in industrial apparatuses, a system is used that in most cases contains several ejectors with a central input of a working vaporous agent (most often water vapor), which, for example, is condensed in a special condenser in the first stage after the ejector. As a result of condensation and the conversion of water vapor into liquid, water is separated, non-condensable gases and vapors are sucked off by the next stage of ejection, which also contains an ejector, condenser, gas and liquid separator, etc. Usually such stages of ejection are 2, 3, 4.

Недостатками таких эжекторов и инжекторов являются
большое количество вспомогательного оборудования (конденсаторов, разделителей потоков);
значительное гидравлическое сопротивление самих эжекторов и инжекторов;
сложность выполнения самих эжекторов и инжекторов; необходимо изготовлять струйные аппараты переменного сечения типа сопла Лаваля, состоящего из двух конусных полостей;
значительный расход энергоносителей, хладагентов для конденсации паров рабочего агента;
низкие объемные коэффициенты инжекции.The disadvantages of such ejectors and injectors are
a large number of auxiliary equipment (capacitors, flow separators);
significant hydraulic resistance of the ejectors and injectors themselves;
the difficulty of performing the ejectors and injectors themselves; it is necessary to manufacture jet apparatuses of variable section, such as a Laval nozzle, consisting of two conical cavities;
significant consumption of energy carriers, refrigerants for condensation of vapors of the working agent;
low volumetric injection coefficients.

Близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является конструкция устройства водовоздушного инжектора, обладающего высокими объемными коэффициентами инжекции и малым гидравлическим сопротивлением в самом аппарате. Это устройство представляет собой цилиндрическую камеру (трубу) с центральной распылительной форсункой, которая поток рабочей жидкости разбивает в диспеpгированную струю, т.е. струю в виде факела, состоящего из мелких капель. Такие аппараты обладают значительными объемными коэффициентами инжекция: 250-800 объемов отсасываемого агента на один объем струи рабочего агента (Соколов Е. Я. Зингер Н.М. Струйные аппараты. М. Энергоатомиздат, 1989, с. 266-274). Close in technical essence and the achieved effect is the design of the device of a water-air injector with high volumetric injection coefficients and low hydraulic resistance in the apparatus itself. This device is a cylindrical chamber (pipe) with a central spray nozzle, which breaks the flow of the working fluid into a dispersed stream, i.e. jet in the form of a torch, consisting of small drops. Such devices have significant volumetric injection coefficients: 250-800 volumes of suction agent per volume of the working agent jet (Sokolov E. Ya. Singer N.M. Inkjet devices. M. Energoatomizdat, 1989, pp. 266-274).

Недостатком этой известной конструкции является невозможность создания достаточного перепада давления: исследовательские и расчетные данные показывают, что максимальный перепад давления составляет не более 40 мм рт.ст. что в подавляющем большинстве случаев является недостаточным для промышленных аппаратов. The disadvantage of this known design is the inability to create a sufficient pressure drop: research and calculation data show that the maximum pressure drop is not more than 40 mm Hg which in the vast majority of cases is insufficient for industrial apparatus.

Наиболее близким к предагаемому аппарату является. Многосопловой эжектор, содержащий патрубок подвода активной среды, сообщенный с газораспределительным коллектором, на выходе которого установлены активные сопла, расположенные под углами к оси эжектора и меридиональной плоскости, осевой патрубок, подвода пассивной среды, камеру смешения и диффузор, отличающийся тем, что газораспределительный коллектор выполнен кольцевым и его внутренняя стенка имеет криволинейную форму и плавно сопряжена с осевым патрубком, патрубок подвода активной среды размещен тангенциально коллектору, а гулы расположения сопел эжектора и меридиальной плоскости равны соответственно 5-10 и 25-30^o.Closest to the proposed unit is. A multi-nozzle ejector containing a nozzle for supplying an active medium in communication with a gas distribution manifold, at the outlet of which active nozzles are installed, located at angles to the axis of the ejector and the meridional plane, an axial nozzle, supplying a passive medium, a mixing chamber and a diffuser, characterized in that the gas distribution manifold is made annular and its inner wall has a curved shape and smoothly interfaced with the axial nozzle, the nozzle for supplying the active medium is placed tangentially to the collector, and the drums r memory location of the ejector nozzles and meridional plane respectively are 5-10 and ^o 25-30.

Недостатками этого эжектора являются
значительная сложность изготовления;
наличие отдельных сопел не позволяет использовать тангенциальную составляющую скорости активной среды и поэтому активная среда имеет только одну линейную составляющую скорости подаваемой через сопла активной среды;
необходимо за соплами иметь суженную часть цилиндрического эжектора, а затем расширяющуюся часть (диффузор), что увеличивает гидравлическое сопротивление самого эжектора.The disadvantages of this ejector are
significant manufacturing complexity;
the presence of separate nozzles does not allow the use of the tangential component of the velocity of the active medium and therefore the active medium has only one linear component of the velocity of the active medium supplied through the nozzles;
it is necessary to have a narrowed part of the cylindrical ejector behind the nozzles, and then an expanding part (diffuser), which increases the hydraulic resistance of the ejector itself.

Задача изобретения повысить эффективность аппарата, для чего нами предлагается струйный аппарат для осуществления транспорта флюидных веществ путем эжектирования или инжектирования струей рабочего потока, включающий трубный аппарат с приемной камерой и форсунками, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности струйного аппарата, уменьшения гидравлического его сопротивления, струйный аппарат (трубоинжектор и трубоэжектор) выполнен в виде нескольких трубных секций, снабженных круговыми форсунками с тангенциальным вводом в камеру форсунки и профильными круговыми или сопловыми отверстиями в центральной трубе под углом 0-14^o, предпочтительно 7-9^o к оси трубных секций, причем длина каждой трубной секции равна 1-15 диаметром этой секции, при этом, если инжектируемый или эжектируемый поток (поток низкого давления) вводится в трубоинжектор или трубоэжектор под углом > 14^o к оси трубы, то предпочтительна в первой секции центральная форсунка, а приемная камера цилиндрической или сферической, или сфероподобной формы с внутренним диаметром 1,5-2 диаметра эжектирующей или инжектирующей трубы, и вводными штуцерами под углом 14-90^o, предпочтительно < 30^o к оси струйного аппарата.The objective of the invention is to increase the efficiency of the apparatus, for which we offer an inkjet apparatus for transporting fluid substances by ejecting or injecting a work stream with a jet, including a tube apparatus with a receiving chamber and nozzles, characterized in that in order to increase the efficiency of the inkjet apparatus and reduce its hydraulic resistance, the jet apparatus (pipe injector and pipe ejector) is made in the form of several pipe sections equipped with circular nozzles with a tangential entry into injector measure and profile or a circular nozzle holes in the central tube at an angle of 0-14 ^o, preferably 7-9 ^o to the axis of pipe sections, wherein the length of each pipe section is equal to the diameter of the sections 1-15, wherein if the injection or the ejection stream ( low pressure flow) is introduced into truboinzhektor truboezhektor or at an angle> 14 ^o to the tube axis, preferably in the first section of the central nozzle and the receiving chamber of cylindrical or spherical or sphere-like shape with an inner diameter of 1.5-2 diameter or ejecting Ing Editin pipes and fittings introductory 14-90 ^o angle, preferably <30 ^o to the axis of the jet device.

Необходимо пояснить целесообразность наличия тангенциального ввода в круговую форсунку, обуславливающего вихревое движение в трубе активной среды. Особенность конструкции струйных аппаратов заключается в необходимости после камеры смешения иметь сужающуюся конусообразную полость, на участке которой происходит скачок повышения давления. За этим участком целесообразно устанавливать цилиндрический участок небольшой длины, (чтобы не увеличивать значительно сопротивление), за которым следует участок расширения сечения (диффузор). Все эти изменения сечения известных конструкций инжекторов или эжекторов обуславливают большое гидравлическое сопротивление самих струйных аппаратов и снижают тем самым их эффективность, их коэффициент полезного действия не превышает 10
В изобретении предусматривается осуществить (смоделировать) жесткую механическую конструкцию известных инжекторов и эжекторов путем жидкостной круговой струи конусной формы, которая получается в результате истечения жидкости в виде вихря через круговое отверстие внутрь трубной секции под углом 0-14^o, предпочтительно под углом 7-9^o с помощью круговой форсунки. Так как жидкость вводится также через тангенциальные ввода в круговую форсунку, то все изложенное обуславливает равномерность истечения жидкости по всему круговому отверстию, равномерность толщины круговой струи; то, что истекаемая жидкость имеет две составляющие скорости:
а) линейного перемещения под углом 0-14^o, предпочтительно 7-9^o к оси трубной секции;
б) вращательного движения в результате тангенциального ввода.It is necessary to explain the feasibility of having a tangential entry into the circular nozzle, which causes vortex motion in the pipe of the active medium. The design feature of inkjet apparatuses is the need after the mixing chamber to have a tapering conical cavity, in the area of which a pressure increase jump occurs. For this section, it is advisable to install a cylindrical section of small length (so as not to significantly increase the resistance), followed by a section for expanding the cross section (diffuser). All these changes in the cross section of the known designs of injectors or ejectors cause a large hydraulic resistance of the jet devices themselves and thereby reduce their efficiency, their efficiency does not exceed 10
The invention provides for (simulating) the rigid mechanical construction of known injectors and ejectors by means of a conical liquid circular jet, which is obtained as a result of fluid flow in the form of a vortex through a circular hole into the pipe section at an angle of 0-14 ^o , preferably at an angle of 7-9 ^o using a circular nozzle. Since the fluid is also introduced through the tangential entry into the circular nozzle, all of the above determines the uniformity of the fluid flow throughout the circular hole, the uniformity of the thickness of the circular jet; the outflowing fluid has two velocity components:
a) linear movement at an angle of 0-14 ^o , preferably 7-9 ^o to the axis of the pipe section;
b) rotational motion as a result of tangential input.

В результате наличия двух составляющих скорости движения круговая струя жидкости имеет в начале сужающуюся конусную форму, а затем после того, как скорость линейного перемещения снизится, под влиянием вращательного движения круговая струя жидкости расширится центробежной силой и, таким образом, моделируется жесткая механическая конструкция известных инжекторов и эжекторов вытекающей жидкостной круговой струей, имеющей две составляющие скорости, обуславливающие осевое перемещение вихря. As a result of the presence of two components of the speed of movement, the circular stream of liquid at the beginning has a tapering conical shape, and then after the linear velocity decreases, under the influence of the rotational movement, the circular stream of liquid expands by centrifugal force and, thus, the rigid mechanical structure of the known injectors is modeled and ejectors flowing liquid circular jet having two velocity components, causing the axial movement of the vortex.

Сущность изобретения заключается в том, что предлагаемый струйный аппарат выполнен в виде корпуса, составляющего из сферической, цилиндрической приемных камер и нескольких разъемных или неразъемных цилиндрических трубных секции различного диаметра, снабженных круговыми форсунками с тангенциальными вводимыми штуцерами и профильными круговыми отверстиями (с сопловыми проточками или без них) под углом 0-14^o к оси трубных секций и имеющих или не имеющих направляющие профильные лопатки, причем трубные секции снаружи могут иметь оребрения или кожух для воздушного или водяного охлаждения.The essence of the invention lies in the fact that the proposed inkjet apparatus is made in the form of a housing comprising spherical, cylindrical receiving chambers and several detachable or integral cylindrical tube sections of various diameters, equipped with circular nozzles with tangential injected fittings and profile circular holes (with or without nozzle grooves) them) at an angle of 0-14 ^o to the axis of the pipe sections and with or without a guide vane profile, wherein the outside pipe sections may have ribbing whether the casing for air or water cooling.

Необходимо рассмотреть то, что трубные секции могут иметь различные диаметры из особенности работы струйного аппарата, например, в вертикальном положении, а также в связи с изменением объема газо-парожидкостной смеси при движении последовательно по секциям аппарата. При работе в вертикальном положении статистическое давление активной жидкости в различных секциях будет различным, что вызывает необходимость при конструктировании иметь различное сечение активных сопел у разных цилиндрических секциях струйного аппарата. It is necessary to consider that pipe sections can have different diameters from the features of the jet apparatus, for example, in a vertical position, as well as in connection with a change in the volume of the gas-vapor-liquid mixture when moving sequentially along the sections of the apparatus. When working in an upright position, the statistical pressure of the active liquid in different sections will be different, which makes it necessary to design different sections of the active nozzles for different cylindrical sections of the jet apparatus.

Изучение практической работы струйных аппаратов (Соколов Е.Я. Зингер Н. М. Струйные аппараты. Энергоатомиздат, 1989, с. 183) выявляет, что коэффициенты инжекции реально достигают значения 9, что и является верхней границей соотношения активных сопел. A study of the practical operation of inkjet devices (Sokolov E.Ya. Singer N.M. Inkjet devices. Energoatomizdat, 1989, p. 183) reveals that the injection coefficients actually reach 9, which is the upper limit of the ratio of active nozzles.

Изменение диаметров трубных секций вытекает также из того, что в процессе работы струйного аппарата рассматриваемой конструкции возможна конденсация и растворение паровой и газовых сред в жидкой фазе или испарение жидкости, при этом объем газо-паро-жидкостной смеси резко изменится и при оптимизации необходимо будет изменять диаметр секции. Объем, как известно, может, например, в стандартных условиях для бензиновых паров при их конденсации изменяться от 22,4 л/моль до 0,15-0,17 л/моль. Это и определяет верхнюю границу соотношения диаметров секций числом 12. Changing the diameters of the pipe sections also follows from the fact that during the operation of the jet apparatus of the design in question, condensation and dissolution of vapor and gas media in the liquid phase or evaporation of the liquid is possible, while the volume of the gas-vapor-liquid mixture will change dramatically and during optimization it will be necessary to change the diameter sections. The volume, as is known, can, for example, under standard conditions for gasoline vapors during their condensation vary from 22.4 l / mol to 0.15-0.17 l / mol. This determines the upper limit of the ratio of the diameters of the sections with the number 12.

Таким образом, предлагаемое решение обладает новизной в отношении прототипа и существенными отличиями по сравнению с известными техническими решениями. Thus, the proposed solution has a novelty in relation to the prototype and significant differences compared with the known technical solutions.

Конструкция трубоинжектора или трубоэжектора (струйного аппарата) представлена на фиг. 1. Струйный аппарат представляет собой трубу 1, состоящую из разъемных или неразъемных секций I, II и др. при этом каждая секция снабжена круговыми объемной форсункой 2 и 3, имеющую круговое профильное отверстие 4 или 5 с сопловыми канавками 6, или направляющие лопатки 7, или без канавок, под углом 0-14^o, предпочтительно 7^o, к оси трубы, при этом круговые форсунки имеют тангенциальные штуцера 8. На фиг. 1 показано также сужение сечения круговой жидкостной струей, заменяющей конусное сужение сечения струйных аппаратов переменного профильного сечения 9 механических эжекторов и инжекторов (типа сопла Лаваля), 10 ребра воздушного охлаждения, 11 кожух водяного охлаждения, 12 приемная камера.The design of the pipe injector or pipe ejector (jet apparatus) is shown in FIG. 1. The inkjet apparatus is a pipe 1, consisting of detachable or integral sections I, II, etc., each section being equipped with a circular volume nozzle 2 and 3, having a circular profile hole 4 or 5 with nozzle grooves 6, or guide vanes 7, or without grooves, at an angle of 0-14 ^o , preferably 7 ^o , to the axis of the pipe, while the circular nozzles have a tangential fitting 8. In FIG. Figure 1 also shows the narrowing of the cross section with a circular liquid jet, replacing the conical narrowing of the cross section of jet devices of variable profile cross-section 9 mechanical ejectors and injectors (such as a Laval nozzle), 10 air-cooling fins, 11 water cooling casing, 12 receiving chamber.

На фиг. 2 представлена конструкция трубоинжектора или трубоэжектора, когда инжектируемый или эжектируемый поток вещества входит в аппарат под углом более 14^o, в данном случае под углом 90^o. В этом случае трубожектор или трубоинжектор имеет в первой секции приемную камеру сфероподобной формы с центральной по оси трубоэжектора или трубоинжектора расплывающей форсункой с одним или несколькими соплами для ввода эжектирующего потока. Конструкция состоит из приемной камеры 1 сферической или сфероподобной формы, которая может иметь один, два, три и др. секций инжектирующей трубы 3. Секции I, II и др. могут иметь круговые объемные форсунки 4 с круговым профильным соплом 5 или направляющими лопатками 6, типа лопаток направляющего аппарата турбин с тангенциальными штуцерами для ввода рабочего инжектирующего агента 8.In FIG. 2 shows the construction of a pipe injector or pipe ejector when the injected or ejected material flow enters the apparatus at an angle of more than 14 ^o , in this case, at an angle of 90 ^o . In this case, the pipe or pipe injector in the first section has a spherical-shaped receiving chamber with a central nozzle or tube injector expanding nozzle with one or more nozzles for introducing an ejection flow. The design consists of a receiving chamber 1 of a spherical or spherical shape, which can have one, two, three, and other sections of the injection pipe 3. Sections I, II, etc. can have circular volume nozzles 4 with a circular profile nozzle 5 or guide vanes 6, such as blades of a guiding apparatus of turbines with tangential fittings for introducing a working injection agent 8.

Конструкция круговой форсунки представлена на фиг. 3. Круговая форсунка может быть неразъемной или предпочтительно разъемной для контроля, ревизии и чистки. Форсунка имеет трубную секцию 1 с фланцами 2 (или без фланцев) для соединения с другими секциями. В случае отсутствия фланцев трубные секции соединяются между собой при помощи сварки или пайки. Круговая форсунка, например, может иметь круговое пространство любого сечения 3, ограниченное с одной стороны кольцом фланцем 4, с другой кольцом 5 и охватывающим трубным участком 6 с фланцем 7. Кольцевая форсунка имеет тангенциальный патрубок 8, может быть этих патрубков 2, 3, 4. Сечение круговой форсунки может быть произвольной формы: прямоугольное, полусферическое, полуэллиптическое и др. На фиг. 3 представлены также направляющие лопатки 9 и центрирующий стакан 10. The design of the circular nozzle is shown in FIG. 3. The circular nozzle may be one-piece or preferably detachable for inspection, inspection and cleaning. The nozzle has a pipe section 1 with flanges 2 (or without flanges) for connection with other sections. In the absence of flanges, the pipe sections are joined together by welding or soldering. A circular nozzle, for example, can have a circular space of any cross section 3, bounded on one side by a ring flange 4, with the other ring 5 and a female pipe section 6 with a flange 7. The ring nozzle has a tangential nozzle 8, there may be these nozzles 2, 3, 4 The cross-section of the circular nozzle can be of any shape: rectangular, hemispherical, semi-elliptical, etc. In FIG. 3 also shows guide vanes 9 and a centering cup 10.

На фиг. 4 представлена конструкция приемной камеры первой секции цилиндрической формы, в данном случае с двумя вводами инжектируемого вещества и многосопловой форсункой. Конструкция представляет цилиндрический корпус 1, осевые сопла 2, боковые штуцера 3, сопловую решетку 4, крышку 5, распределительную камеру 6, входного штуцера 7. Штриховыми линиями показали штуцера ввода потока 8, предпочтительно под углом < 30^o, к оси трубы.In FIG. 4 shows the design of the receiving chamber of the first section of a cylindrical shape, in this case with two injections of the injected substance and a multi-nozzle nozzle. The design consists of a cylindrical body 1, axial nozzles 2, side fittings 3, nozzle grill 4, cover 5, distribution chamber 6, inlet fitting 7. Dashed lines show the flow inlet fitting 8, preferably at an angle <30 ^° , to the pipe axis.

В случае отсасывания конденсирующихся паров трубоэжектор с целью повышения эффективности может иметь наружное охлаждение воздухом или водой (на фиг. 1, деталь 10 или деталь 11). In the case of suction of condensing vapors, the tube ejector may have external cooling with air or water in order to increase efficiency (in Fig. 1, part 10 or part 11).

При охлаждении воздухом трубоэжектор имеет ребра охлаждения предпочтительно при вертикальном положении вдоль оси трубных секций и перпендикулярно оси при горизонтальном положении. When cooled by air, the pipe ejector has cooling fins, preferably in a vertical position along the axis of the pipe sections and perpendicular to the axis in a horizontal position.

В случае охлаждения водой трубоинжектор снабжен кожухами, конструкции типа труба в трубе. In the case of water cooling, the pipe injector is equipped with casings of a pipe-in-pipe type design.

При значительном увеличении расхода инжектирующего агента в последующих круговых форсунках или резком уменьшении объема, например, при конденсации одного из агентов трубоэжектор имеет различные диаметры трубоэжектора. With a significant increase in the flow rate of the injecting agent in subsequent circular nozzles or a sharp decrease in volume, for example, during condensation of one of the agents, the tube ejector has different diameters of the tube ejector.

Трубоэжектор работает следующим образом (на примере фиг. 1). Рабочий инжектирующий поток А входит через штуцера 8 в круговые форсунки и через профильные круговые отверстия 4 под углом 0-14, предпочтительно под углом 7-9^o, впрыскивается в трубу 1, при этом за счет кинетической энергии дисперсионной струи через приемный патрубок засасывается инжектируемый поток 8 в секцию I; после смешения рабочего потока с инжектируемым потоком смесь подхватывается во II секции вторым рабочим потоком, который разбрызгивается второй круговой форсункой, и проталкивается в III секцию, в III секции эта смесь проталкивается дальше третьей круговой форсункой и т.д. Вывод этой смеси может быть в аппаратуру или в атмосферу в зависимости от цели эжектирования и экологичности инжектируемого и рабочего потоков.The pipe ejector works as follows (for example, Fig. 1). The working injection stream A enters through the nozzle 8 into the circular nozzles and through the profile circular holes 4 at an angle of 0-14, preferably at an angle of 7-9 ^o , is injected into the pipe 1, while the injected stream is sucked through the receiving pipe due to the kinetic energy of the dispersion jet 8 to section I; after mixing the working stream with the injected stream, the mixture is picked up in the II section by the second working stream, which is sprayed by the second circular nozzle, and pushed into the III section, in the III section, this mixture is pushed further by the third circular nozzle, etc. The output of this mixture can be in the equipment or in the atmosphere, depending on the purpose of the ejection and environmental friendliness of the injected and working flows.

Принцип работы устройств на фиг. 2, 3 и 4 подобен работе трубоэжектора по фиг. 1, только в первой секции инжектируемый поток инжектируется центральной разбрызгивающей форсункой. The principle of operation of the devices in FIG. 2, 3 and 4 is similar to the operation of the pipe ejector of FIG. 1, only in the first section is the injected stream injected by the central spray nozzle.

В связи с тем, что внедрение рассматриваемого струйного устройства требует определения хотя бы основных размеров трубоэжектора или трубоинжектора, а также с тем, что нами не было найдено аналогов методик по рассматриваемому устройству, то нами была разработана методика расчета одного из вариантов работы трубоэжектора при вертикальном расположении. В связи с тем, что в трубоэжекторе или трубоинжекторе в различных сечениях происходит изменение структуры потоков, например газа и жидкости (то кольцевой, то дисперсно-кольцевой, то жидкость в центре ядра потока, то в виде периферийного кольца и др. ), в методике для структуры потоков принята для общности решения модель Тернера и Уоллиса. На основе разработанной методики определены основные размеры рассмотренного устройства для целей создания вакуума промышленной установки фракционировки мазута, для производительности установки 3 млн.т. нефти в год. Due to the fact that the introduction of the inkjet device in question requires the determination of at least the main dimensions of the pipe ejector or pipe injector, as well as the fact that we did not find analogues of the methods for the device in question, we developed a method for calculating one of the options for the pipe ejector to work in a vertical arrangement . Due to the fact that in the pipe ejector or pipe injector in different sections, a change in the structure of flows occurs, for example, gas and liquid (either annular, dispersed-ring, then the liquid in the center of the flow core, then in the form of a peripheral ring, etc.), in the method for the flow structure, the Turner and Wallis model was adopted for generality. Based on the developed methodology, the main dimensions of the device under consideration are determined for the purpose of creating a vacuum in an industrial unit for the fractionation of fuel oil, for a plant productivity of 3 million tons. oil per year.

Наши расчеты показали, что оптимальная длина секции изменяется от 1 до 15 диаметра трубной секции в зависимости от производительности трубоэжектора и соотношения круговых сечений активных сопел от 1 до 9, а внутренних диаметров трубных секций от 1 до 12. Our calculations showed that the optimal length of the section varies from 1 to 15 of the diameter of the pipe section, depending on the productivity of the pipe ejector and the ratio of the circular sections of the active nozzles from 1 to 9, and the internal diameters of the pipe sections from 1 to 12.

Для создания вакуума с перепадом от 30 до 250 мм рт.ст. при расходе вакуумируемого газа в количестве 415 кг/ч и подаче жидкости дизельного топлива в количестве 15-25 м ч. Диаметр трубных секций трубоэжектора составил 195-278 мм. Эти размеры соответствуют промышленным размерам трубопроводов соответствующих вакуумных работающих аппаратов. Совместно институтом ВНИПИнефть, Пермским нефтеперерабатывающим и Ново-Уфимским нефтеперерабатывающим заводами принято решение о внедрении изобретения для целей создания вакуума при переработке нефти. To create a vacuum with a difference of 30 to 250 mm Hg when the flow rate of evacuated gas in the amount of 415 kg / h and the supply of liquid diesel fuel in the amount of 15-25 m h. The diameter of the pipe sections of the pipe ejector was 195-278 mm. These dimensions correspond to the industrial dimensions of the pipelines of the corresponding vacuum operating apparatuses. Together with the VNIPIneft Institute, Perm Oil Refinery and Novo-Ufa Oil Refineries, it was decided to introduce the invention for the purpose of creating a vacuum in oil refining.

Claims (8)

1. Вихревой струйный аппарат, содержащий корпус, выполненный в виде нескольких разъемных и/или неразъемных цилиндрических секций с приемной камерой, кольцевым профилированным активным соплом и тангенциальным вводным штуцером, отличающийся тем, что внутренняя кромка кольцевого активного сопла наклонена к оси корпуса под углом 0 14^o, а длина секции составляет 1 - 15 внутренних диаметров секций.1. Vortex jet apparatus comprising a housing made in the form of several detachable and / or integral cylindrical sections with a receiving chamber, an annular shaped active nozzle and a tangential inlet fitting, characterized in that the inner edge of the annular active nozzle is inclined to the axis of the housing at an angle of 0 14 ^o , and the length of the section is 1 to 15 internal diameters of the sections. 2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что приемная камера выполнена сферической или сфероподобной, при этом внутренний приведенный диаметр камеры составляет 1,5 2,5 внутренних диаметров секции. 2. The apparatus according to claim 1, characterized in that the receiving chamber is made spherical or sphere-like, while the inner reduced diameter of the chamber is 1.5 to 2.5 inner diameters of the section. 3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что выходное сечение проходного сечения активного сопла наклонено к оси корпуса под углом 0 14^o, предпочтительно 7 9^o.3. The apparatus according to claim 1, characterized in that the output section of the passage section of the active nozzle is inclined to the axis of the housing at an angle of 0 14 ^o , preferably 7 9 ^o . 4. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что кольцевые активные сопла снабжены направляющими или проточками, или профилированными лопатками, например лопатками типа паровых и газовых лопаток. 4. The apparatus according to claim 1, characterized in that the annular active nozzle is provided with guides or grooves, or profiled blades, for example blades such as steam and gas blades. 5. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что трубные секции по наружной поверхности снабжены охлаждающими ребрами или кожухом для воздушного или водяного охлаждения. 5. The apparatus according to claim 1, characterized in that the pipe sections on the outer surface are equipped with cooling fins or a casing for air or water cooling. 6. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что цилиндрические секции имеют отношение площади круговых сечений на выходе активных сопел 1 9, а внутренних диаметров секций 1 12. 6. The apparatus according to claim 1, characterized in that the cylindrical sections have a ratio of the circular cross-sectional area at the exit of the active nozzles 1 9, and the inner diameters of the sections 1 12. 7. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что ось тангенциального вводного штуцера и середина входного отверстия активного сопла не лежат в одной плоскости поперечного сечения корпуса. 7. The apparatus according to claim 1, characterized in that the axis of the tangential inlet fitting and the middle of the inlet of the active nozzle do not lie in the same plane of the cross section of the housing. 8. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что ось тангенциального вводного штуцера и середина входного отверстия активного сопла лежат в одной плоскости поперечного сечения корпуса. 8. The apparatus according to claim 1, characterized in that the axis of the tangential inlet fitting and the middle of the inlet of the active nozzle lie in the same plane of the cross section of the housing.

Images