Струйный аппарат

(51) 04 5/02 (2006.01) 04 5/14 (2006.01) 04 5/24 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ отраслях промышленности для создания новейших,энергосберегающих технологических схем. Повышение КПД устройства, улучшение степени смешения газожидкостных или жидкостных смесей и нагрев перекачиваемой среды достигается тем, что струйный аппарат, содержит корпус, приемный канал, камеру смешения, имеющую конфузорный участок, коаксиально которого установлено сопло Лаваля, снабжен коаксиально корпусу, двумя циклонами,состоящими из тангенциально,направляющих пластин камеры смешения, имеет участок постоянного или переменного поперечного сечения, который расположен за конфузорным участком и перед диффузором, сообщенное с приемным каналом, диффузором и тормозным устройством в виде перегородки.(73) Рыжков Владимир НиколаевичЖакеев Нурлан Тимурович(57) Изобретение относится к насосостроению, в частности к сверхзвуковым струйным аппаратам для транспортировки и перекачки различных сред, их нагрева и может быть использовано в различных 24950 Изобретение относится к насосостроению в частности к сверхзвуковым струйным аппаратам для транспортировки и перекачивания сред, их нагревания и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Известен струйный аппарат, содержащий корпус,приемный канал, камеру смешения, имеющую конфузорный участок,коаксиально которой установлено сопло, сообщенное с приемным каналом, патрубком и диффузором, размещенным коаксиально корпусу циклоном с тангенциально установленным к нему патрубком (Патент РФ 2228463, кл. 04 5/02, 2004). Указанное устройство имеет недостаточную высокую производительность, не обеспечивает эффективного смешения перекачиваемых сред и нагрева полученной смеси. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является струйный аппарат содержащий корпус,приемный канал, камеру смешения, имеющую конфузорный участок,коаксиально которой установлено сопло Лаваля, сообщенное с приемным каналом, диффузором, размещенным коаксиально корпусу,двумя циклонами установленными коаксиально корпусу перед диффузором и тормозным устройством в виде перегородки,расположенным за диффузором,согласно изобретению (Предварительный патент 12877,кл. 04 5/02 2003 г). Наличие двух циклонов, обеспечивающих подачу пассивной среды в циклоне тангенциально создающих вращательные движения пассивной среды созданной по принципу спирали Архимеда может развивать непропорционально большое угловое ускорение потока пассивной среды, что отрицательно влияет на эффективность и устойчивость работы оборудования, создает сбои работы и снижает его КПД. Задачей изобретения является разработка конструкции струйного аппарата для перекачки и транспортирования различных сред. Технический результат- упрощение устройства,снижение энергозатрат и тепловых потерь,повышение надежности устройства, улучшения степени смешения газожидкостных или жидкостных смесей и нагрева перекачиваемой среды,уменьшение объемных и весовых параметров оборудования, достигается тем, что устройство,содержащие корпус, приемный канал, камеру смешения, имеющую конфузорный участок,коаксиально которого установлено сопло Лаваля,сообщенное с приемным каналом, патрубком,диффузором и тормозным устройством в виде перегородки, расположенным за диффузором,согласно изобретению, снабжен коаксиально корпусу, циклонами, состоящими из тангенциально,направляющих пластин камеры смешения, имеет участок постоянного или переменного поперечного сечения, который расположены за конфузорным участком перед диффузором, сопло, установленное коаксиально камере смешения, выполнено в виде сопло Лаваля, а между Лаваля и корпусом образована камера, сообщенная с одной стороны с направляющими пластинами, а другой- с камерой смешения. Снабжение струйного аппарата направляющими пластинами, размещенным коаксиально корпусу и тангенциально установленными,обеспечивает тангенциальную подачу жидкости и ее закручивание равномерно в каждое отверстие, в смешивающих камерах, в первой и второй частях аппарата, в первой части аппарата, жидкий поток направляемый пластинами, переходит через камеру, образованную,между соплом Лаваля и корпусом, попадает в камеру смешения,получает вращательные движения, смешивается с газом, выходящим из сопла Лаваля, образует газо-водяную смесь, далее в конфузорном участке аппарата происходит скачек уплотнения, и движение пароводяной смеси на сверхзвуковой скорости по направлению ко второй смесительной камере,где он захватывает инжектируемый поток поступающего из коаксиально расположенного второго циклонного устройства, где происходит повторное закручивание потока и дальнейшее продвижение потока в тормозное устройство аппарата, состоящее из двух узлов обеспечивающих качественное торможение,состоящее из диффузора и перегораживающей перемычки находящейся после диффузора и обеспечивающей торможение вращающего потока,обеспечивающего уменьшение скорости потока и увеличение давления. Изобретение поясняется чертежом(см. фиг.1),где представлен продольный разрез устройства. Струйный насос содержит приемный канал 1,выпускной канал 9, Сопло Лаваля 2, камеры смешения 4,7, циклоны 3,6, камеры смешения 4, 7 расположены коаксиально соплу Лаваля 2, одна из камер 4 имеет конфузорный участок, а другая 7 диффузорный участок, за которым установлен тормозной элемент 8. В камере смешения 4 за конфузорным участком выполнен канал 5 стабилизации потока,имеющий постоянное поперечное сечение. На чертеже(см. фиг-2) показаны разрезы циклонных устройств 3,6, где показаны отверстия 10 и 11, осуществляющих тангенциальную подачу пассивной среды в камеры смешения 4.7. Изготовлен опытный образец оборудования. Устройство работает следующим образом. Во впускной канал 1 подают активную среду,например газ, который поступает в сопло Лаваля 2 и разгоняется. Приобретает сначала дозвуковую скорость, а после критического сечения сопла Лаваля - звуковую. Через циклонное устройство 3 в отверстия 10, подают пассивную среду, например жидкость, которая поступает тангенциально, за счет установленных тангенциально направляющих пластин, совершает вращательное движение по спирали и попадает в камеру 4. Движение жидкости в камере 4 приобретает характер вращающего,скорость потока жидкости возрастает, туда- же входит с дозвуковой скоростью поток активной среды-газа. Происходит смешивание сред и создается газожидкостная смесь,способная сжиматься. В конфузорном участке 4 камеры 24950 смешения происходит сжатие смеси, уравнивание скоростей, скачек уплотнения с одновременным снижением давления, и полученная смесь перемещается к каналу стабилизации потока 5,который имеет постоянное поперечное сечение,например, цилиндрической формы. На участке 5 канала стабилизации потока смесь движется уже со сверхзвуковой скоростью более 20 м/сек. Известно,что скорость звука в жидкости, например воде, при обычных условиях достигает 1500 м/сек. скорость звука в чистом газе при тех же условиях составляет 330 м/сек. В однородной газожидкостной среде скорость звука будет равной 20 м/сек.(Новожилов И.А.,Фисенко В.В. Новая энергосберегающая технология //Энергетик. 1996 г. 3, с.4). Далее смесь движется к дополнительному циклону 6, через отверстия 11, подают жидкость или газожидкостную среду. Поток среды закручивается в циклоне 6 и смесь смешивается с газожидкостным потоком, выходящим из канала стабилизации потока. Образованная смесь со сверхзвуковой скоростью попадает в диффузор камеры смешения 7, диаметр которого увеличивается по направлению движения потока. Скорость потока снижается и происходит перепад давления, сопровождающийся повышением давления, что приводит к изменению механической энергии газожидкостного потока и нагреву среды в диффузоре камеры смешения 7. Нагретая среда, но еще с запасом кинетической энергии, перемещается к тормозному устройству 8 в виде перегородки, расположенной за диффузором камеры смешения 7 . Скорость вращающегося потока среды падает и происходит скачек конденсации и резкое увеличение давления,превосходящее давление среды на входе в аппарат. В результате этого дополнительно генерируется тепло. Нагрев среды происходит также за счет кавитационных процессов при перепадах давления,которые сопровождаются интенсивным разрушением пузырьков воздуха и кумулятивными микро- гидравлическими ударами с выделением тепла.(Т.М.Башта Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем Машиностроение, 1974 г.ст.45). ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Струйный аппарат,содержащий корпус,приемный канал, камеру смешения, имеющую конфузорный участок, коаксиально которому установлено сопло Лаваля, сообщенное с приемным каналом, диффузор, тормозное устройство в виде перегородки, расположенное за диффузором,размещенные коаксиально корпусу циклоны,причем диаметр циклонов больше диаметра корпуса, а между соплом Лаваля и корпусом образована камера, сообщенная с циклонами и камерой смешения, отличающийся тем, что он снабжен направляющими пластинами,установленными коаксиально корпусу и тангенциально к отверстиям, выполненным в циклонах.