Струминний насос
Номер патенту: 42574
Опубліковано: 15.10.2001
Автори: Радченко Георгій Федорович, Грабовський Георгій Генадійович
Формула / Реферат
1. Струминний насос, що містить приймальні камери активного та пасивного середовищ, камеру змішування, дифузор, активне сопло, з'єднані спільним штоком між собою та приводом з можливістю осьового переміщення дросельні елементи, один з яких коаксіально розташовано в активному соплі, який відрізняється тим, що привід виконаний у вигляді навантаженого еталонним зусиллям пневмо (гідро) приводу, робоча порожнина якого з'днана з приймальною камерою активного середовища, а другий дросельний елемент коаксіально розташований в камері змішування.
2. Струминний насос по п. 1, який відрізняється тим, що дросельний елемент, розташований в камері змішування, виконаний у вигляді конуса.
Текст
1 Струминний насос, що містить приймальні камери активного та пасивного середовищ, камеру змішування, дифузор, активне сопло, з'єднані спі льним штоком між собою та приводом з можливістю осьового переміщення дросельні елементи, один з яких коаксіально розташовано в активному соплі, який відрізняється тим, що привід виконаний у вигляді навантаженого еталонним зусиллям пневмо (гідро) приводу, робоча порожнина якого з'єднана з приймальною камерою активного середовища, а другий дросельний елемент коаксіально розташований в камері змішування 2 Струминний насос по п 1, який відрізняється тим, що дросельний елемент, розташований в камері змішування, виконаний у вигляді конуса Винахід відноситься до галузі струминної техніки, переважно до парорідинних інжекторів, може бути використаний в теплоенергетиці Відомий струминний насос (див А с СРСР №1525340, МКВ 4 F04F5/02, опубл 30 11 1989, бюл № 44), який містить активне сопло з підпружиненою відносно сопла регулюючою голкою, камеру змішування, дифузор, патрубок підводу пасивного середовища і сильфонний привід голки Пристрій забезпечує автоматичне регулювання параметрів активного сопла залежно від тиску пасивного середовища Недоліком відомого пристрою стосовно до парорідинних інжекторів є те, що регулювання здійснюється за зміною параметрів пасивного середовища, в той час як працездатність парорідинного інжектора визначається параметрами активного середовища Крім того, відомий пристрій не передбачує регулювання параметрів камери змішування, що значно зменшує діапазон стійкої роботи насоса при ЗМІНІ параметрів активного середовища зволяють змінювати розміри прохідних перерізів в необхідному для реальних конструкцій діапазоні Найбільш близьким по суті та досягаемому ефекту до запропонованого рішення є ежектор (див А с СРСР № 1513237 МКВ 4 F04F5/48, опубл 07 10 1989, бюл № 37), який містить приймальну камеру змішування, дифузор, розташоване в приймальній камері активне сопло з регулюючим елементом, з'єднаним штоком з другим регулюючим елементом, розташованим в області приймальної камери, причому регулюючі елементи встановлені коаксіально активному соплу з можливістю їх осьового переміщення приводом через шток Недоліком відомого пристрою є відсутність автоматичного регулювання прохідних перерізів при ЗМІНІ параметрів активного середовища, а також розташування регулюючого елемента в області приймальної камери, що не дозволяє організувати оптимальний режим течи в камері змішування Працездатність парорідинного ежектора і його робочі характеристики значною мірою визначаються геометричними параметрами камери змішування, які, в свою чергу, залежать від параметрів потоку газу через активне сопло Таким чином, ефективне регулювання параметрів струминного пристрою можливе тільки шляхом зміни геометричних розмірів прохідного перерізу камери змішування при дотриманні потрібної гідродинаміки потоку Відомий ежектор (див А с СРСР № 1629629 МКВ 5 F04F5/48, опубл 23 02 1991, бюл № 7), в якому активне сопло і камера змішування виконані у вигляді пружних цангових елементів Регулювання ежектора здійснюється обертанням втулки з конічними сідлами відносно корпуса зі зміною прохідних перерізів активного сопла і камери змішування Недоліком вказаної конструкції є відсутність автоматичного регулювання прохідних перерізів залежно від зміни параметрів робочого середовища, а також обмежений діапазон регулювання прохідних перерізів, який визначається обмеженими можливостями цангових механізмів, що не до Винахід вирішує задачу вдосконалення конструкції струминного пристрою за рахунок забезпечення автоматичного регулювання тиску активного середовища залежно від його витрати з одночасним регулюванням параметрів суміші в камері 1 ю 42574 змішування, що дозволяє забезпечити оптимальні параметри роботи пристрою і його стійку роботу в широкому діапазоні зміни вхідних параметрів Поставлена задача вирішується тим, що в струминному насосі, який містить приймальні камери активного і пасивного середовищ, камеру змішування, дифузор, активне сопло, дросельні елементи, з'єднані спільним штоком між собою та приводом з можливістю осьового переміщення, один з яких коаксіально розташований в активному соплі, згідно з запропонованим винаходом, привод виконаний у вигляді навантаженого еталонним зусиллям пневмо (гідро) приводу, робоча порожнина якого з'єднана з приймальною камерою активного середовища, а другий дросельний елемент коаксіально розташований в камері змішування При цьому дросельний елемент, розташований в камері змішування, виконаний у вигляді конуса Таким чином, дросельний елемент разом з активним соплом і приводом, навантаженим еталонним тиском (зусиллям), утворює регулятор тиску активного середовища, який забезпечує автоматичне підтримування заданого тиску на вході активного сопла при ЗМІНІ витрати активного середовища, при цьому геометричні форми дросельного елемента і активного сопла забезпечують розрахункові гідродинамічні параметри потоку активного середовища, а дросель камери змішування, жорстко зв'язаний з дроселем активного сопла, забезпечує регулювання прохідного перерізу камери змішування залежно від витрати через активне сопло Таке виконання забезпечує регулювання витрати насоса в широкому діапазоні при забезпеченні оптимальних параметрів і стійкої роботи пристрою Суть винаходу полягає в наступному Важливою складовою ефективної роботи струминного пристрою є забезпечення активного сопла, яке виконують, як правило, у вигляді сопла Лаваля в розрахованому режимі Цей режим передбачає забезпечення досягнення потоком пари швидкості звуку в критичному перерізі і описується залежністю (Соколов Е Я , Зингер Н М Струйные аппараты - М Энергоиздат, 1987) І Pn кр кП кр Де піп - масова витрата пари через сопло, рп - тиск пари перед соплом, k - показник адіабати, Пкр - критичний відносний тиск, fKp - площа критичного перерізу Параметри акр, к, Пкр - величини сталі і залежать від фізичних властивостей газу і тиску Аналіз наведеної вище залежності показує, що для забезпечення розрахункового режиму роботи сопла при ЗМІНІ масової витрати пари необхідно пропорційно змінювати геометричні розміри сопла при заданому тиску пари, які забезпечують критичний витік зі швидкістю звуку Регулювання зміною тиску є вельми обмежено та визначається величиною відносного тиску Пкр Таким чином, оптимальне регулювання параметрів активного сопла полягає в ЗМІНІ геометричних розмірів критичного перерізу сопла і підтримуванні стабільного тиску на його вході Зі ЗМІНОЮ витрати змінюється кінетична енергія потоку пари, що зумовлює необхідність пропорційної зміни прохідного перерізу камери змішування для забезпечення необхідних гідродинамічних характеристик витікання суміші рідини і пари Бажане регулювання досягається дроселюванням камери змішування пропорційно витраті пари Таким чином, запропоноване дросельне регулювання активного сопла і камери змішування забезпечує стійку роботу струминного насоса в оптимальному розрахунковому режимі в усьому діапазоні зміни витрати активного середовища (пари) На фігурі наведена принципова схема парорідинного насосного пристрою Запропонований пристрій містить активне сопло 1, виконану коаксіально соплу і конфузорну приймальну камеру 2 пасивного середовища, камеру 3 змішування, дифузор 4, приймальну камеру 5 активного середовища В струминний насос вмонтований регулятор, який містить дросельні елементи 6 і 7, наприклад, конічної форми жорстко зв'язані між собою та приводом 8 штоком 9 Дросельні елементи 6 і 7 утворюють з поверхнями активного сопла 1 і камери 3 змішування, ВІДПОВІДНО, ЩІЛИННІ дросельні пристрої Робоча порожнина пневмо (гідро) привода 8 з'єднана з приймальною камерою 5 активного середовища, а в іншу порожнину привода подається еталонний задавальний тиск р Привід може бути виконаний, наприклад, у вигляді односторонього пневмо (гідро) привода, навантаженого еталонним зусиллям, робоча порожнина якого з'єднана з приймальною камерою активного середовища Пристрій працює таким чином Потік пари, прискорюючись в активному соплі 1 до звукової або надзвукової швидкості, створює на початку приймальної камери 2 розрідження і засмоктує рідину, що подається до камери 2 Потік пари змішується з рідиною, створюючи двофазний бульковий потік, який прискорюється в конфузорі приймальної камери 2 При цьому в КІНЦІ камери 2 має місце надзвуковий режим течи двофазного потоку, що визначається особливостями фізичних процесів в двофазних середовищах В камері 3 змішування створюється стрибок тиску, в якому бульки пари лопаються, і двофазний парорідинний потік переходить в однофазний потік рідини з виділенням теплової та механічної енергій Ефект стрибка тиску має місце при певних гідро та термодинамічних параметрах течи двофазного потоку, а також залежить від співвідношень рідинної та парової фаз потоку Зміна розрахункових режимів витікання, пов'язана зі зміною параметрів парового потоку, який проходить через активне сопло, призводить до зриву роботи пристрою При ЗМІНІ витрати пари тиск в камері 5 змінюється (підвищується зі збільшенням витрати і знижується зі зменшенням витрати), при цьому змінюється зусилля, що розвивається приводом 7 з боку робочої порожнини, і привод 7 під дією різниці зусиль, створюваних еталонним тиском і тиском з боку робочої порожнини, переміщує шток 9 і зв'язані з ним дросельні елементи 6 і 7, зменшуючи чи збільшуючи при цьому прохідний переріз активного сопла 1 Таким чином, дросель, утворений соплом 1 і дросельним елементом 6, разом з приводом 8, навантаженим еталонним тиском (зусиллям) р , 42574 утворюють вмонтований регулятор тиску При цьому дросельний пристрій забезпечує задані гідродинамічні характеристики потоку пари в активному соплі незалежно від витрати пари Одночасно із зміною параметрів активного сопла регулятор змінює площу прохідного перерезу камери 3 змішування шляхом зміни положення дросельного елемента 7 в камері 3, забезпечуючи необхідні параметри течи двофазного потоку Таким чином, запропонований пристрій дозволяє забезпечити оптимальні гідродинамічні параметри струминного насосу і ефективне регулювання потужності та витрати пристрою і його стійку роботу при заданих параметрах ФІГ. ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Киів-133, бульв Лесі Українки, 26 (044)295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку Обсяг обл -вид арк 2002 р Формат 60x84 1/8 Тираж 50 прим Зам УкрІНТЕІ, 03680, Киів-39 МСП, вул Горького, 180 (044) 268-25-22
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюJet pump
Автори англійськоюHrabovskyi Heorhii Henadiiovych, Radchenko Heorhii Fedorovych
Назва патенту російськоюСтруйный насос
Автори російськоюГрабовский Георгий Геннадиевич, Радченко Георгий Федорович
МПК / Мітки
МПК: F04F 5/48
Мітки: насос, струминний
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/3-42574-struminnijj-nasos.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Струминний насос</a>
Попередній патент: Екструдер для виготовлення виробів з композицій на основі термопластичних полімерів і органічних наповнювачів
Наступний патент: Автоматична стрілецька зброя
Випадковий патент: Спосіб приготування паливно-повітряної суміші для двигуна внутрішнього згоряння