Регулируемый эжектор (варианты)
Полезная модель относится к области струйной техники и может быть использована для эжектирования газа из низкодебитных газо-конденсатных скважин и подачи его в межпромысловый газопровод при обеспечении требуемого режима эксплуатации скважин. Задачей полезной модели является повышение надежности в работе, расширение функциональных возможностей за счет обеспечения подачи активного газа, как в центральное, так и в периферийное сопло и, как следствие, увеличение производительности. Регулируемый эжектор по варианту 1 включает корпус с патрубками подвода сред, выполненный из последовательно соединенных между собой ходового узла, распределительного блока, сменной камеры смешения и образующей с диффузором кольцевое сопло наддува, а также включает сквозные каналы, средство для регулирования эжектора, при этом внутреннее отверстие центрального сопла выполнено суживающимся с числом Маха не более 1,5, а внешняя поверхность центрального сопла образует с внутренней поверхностью вставной втулки кольцевое сопло Лаваля пассивного потока. Регулируемый эжектор по варианту 2 отличается наличием обратного клапана, расположенного в распределительном блоке, при этом наружная поверхность центрального сопла и внутренняя поверхность вставной втулки выполнены с возможностью образования при совмещении суживающееся периферийное сопло с числом Маха не более 1,5. 2 нз. п ф-лы, 5 илл.
Полезная модель относится к области струйной техники и может быть использована для эжектирования газа из низкодебитных газоконденсатных скважин и подачи его в межпромысловый газопровод при обеспечении требуемого режима эксплуатации скважин.
Прототипом является эжектор, включающий корпус, содержащий патрубки подвода пассивной и активной среды, выполненный из последовательно соединенных между собой с помощью фланцев патрубков, в соосно выполненных расточках которых в осевом направлении установлены ходовой узел, состоящий из ходовой гайки с насаженным на нее маховиком, подшипником, выдвижным шпинделем с указателем, установленным на нем перпендикулярно шкале, закрепленной на корпусе, при этом выдвижной шпиндель жестко соединен с распределительным блоком, на наружной поверхности которого установлены уплотнительные кольца, включающем каналы подвода пассивной среды, обратный клапан, установленный в камере низкого давления, и пассивное сопло, переходник, наружная поверхность которого снабжена уплотнительным кольцом, совместно со вставной втулкой образующие с наружной конической поверхностью пассивного сопла сверхзвуковое сопло Лаваля с косым срезом, при этом камера подвода активной среды, образованная в расточке внутри корпуса эжектора, сообщена со средством для измерения давления, расположенным на наружной части корпуса эжектора, а сменная камера смешения, жестко установленная в переходнике, образует с диффузором кольцевое сопло наддува,
при этом внутри диффузора в осевом направлении от входного до выходного сечения выполнены сквозные каналы, равнорасположенные по диаметру окружности, камеру смешения и диффузор [Патент на ПМ №40410, МПК7 F04F 05/48, опубл. 10.09.2004].
Основным недостатком описанного устройства является значительный расход активного газа, необходимого для обеспечения работы эжектора, а также наличие опасности смещения распределительного блока в сторону ходового узла за счет высокого рабочего давления, создаваемого внутри эжектора.
Задачей полезной модели является устранение недостатков прототипа с целью повышения надежности в работе, расширения функциональных возможностей за счет обеспечения подачи активного газа, как в центральное, так и в периферийное сопла и, как следствие, увеличения производительности.
Технический результат проявляется в снижении расхода активного газа, увеличении интенсивности смешивания нагнетаемого и откачиваемого потоков, а также в расширении арсенала технических средств.
При варианте исполнения с подачей активной среды через центральное сопло поставленная задача в регулируемом эжекторе, включающем корпус, содержащий патрубки подвода сред, выполненный из последовательно соединенных между собой с помощью фланцев патрубков, ходовой узел, состоящий из ходовой гайки с насаженным на нее маховиком, подшипником, выдвижным шпинделем с указателем, установленным на нем перпендикулярно шкале, закрепленной на корпусе, распределительный блок, уплотнительные кольца, центральное сопло, вставную втулку, сменную камеру смешения, жестко установленную в переходнике и образующую с диффузором кольцевое сопло наддува, при этом внутри диффузора в осевом направлении от входного до выходного сечения выполнены сквозные каналы, равнорасположенные по диаметру окружности, решается тем, что между патрубком, служащим корпусом ходового узла, и патрубком в котором смонтирован распределительный блок, дополнительно
установлен защитный фланец, выполненный с проходным отверстием для перемещения шпинделя, упорной гайкой и выступами, позволяющими установить и зафиксировать защитный фланец между встречными фланцами корпуса регулируемого эжектора, в распределительный блок вмонтирована втулка, при этом внутреннее отверстие центрального сопла выполнено суживающимся с числом Маха не более 1,5, а внешняя поверхность центрального сопла образует с внутренней поверхностью вставной втулки кольцевое сопло Лаваля пассивного потока.
При варианте исполнения с подачей активной среды через периферийное сопло поставленная задача в регулируемом эжекторе, включающем корпус, содержащий патрубки подвода сред, выполненный из последовательно соединенных между собой с помощью фланцев патрубков, ходовой узел, состоящий из ходовой гайки с насаженным на нее маховиком, подшипником, выдвижным шпинделем с указателем, установленным на нем перпендикулярно шкале, закрепленной на корпусе, распределительный блок, уплотнительные кольца, центральное сопло, вставную втулку, сменную камеру смешения, жестко установленную в переходнике и образующую с диффузором кольцевое сопло наддува, при этом внутри диффузора в осевом направлении от входного до выходного сечения выполнены сквозные каналы, равнорасположенные по диаметру окружности, решается тем, что между патрубком, служащим корпусом ходового узла, и патрубком в котором смонтирован распределительный блок, дополнительно установлен защитный фланец, выполненный с проходным отверстием для перемещения шпинделя, упорной гайкой и выступами, позволяющими установить и зафиксировать защитный фланец между встречными фланцами корпуса регулируемого эжектора, распределительный блок снабжен обратным клапаном, при этом наружная поверхность центрального сопла и внутренняя поверхность вставной втулки выполнены таким образом, что при совмещении образуют суживающееся периферийное сопло с числом Маха не более 1,5.
Существенными отличительными признаками заявленной полезной модели в сравнении с прототипом являются:
1) вариант исполнения с подачей активной среды через центральное сопло:
- между патрубком, служащим корпусом ходового узла, и патрубком в котором смонтирован распределительный блок, дополнительно установлен защитный фланец, выполненный с проходным отверстием для перемещения шпинделя с упорной гайки и выступами, позволяющими установить и зафиксировать защитный фланец между встречными фланцами корпуса регулируемого эжектора;
- в распределительный блок вмонтирована втулка, при этом внутреннее отверстие центрального сопла выполнено суживающимся с числом Маха не более 1,5, а внешняя поверхность центрального сопла образует с внутренней поверхностью вставной втулки кольцевое сопло Лаваля пассивного потока;
2) вариант исполнения с подачей активной среды через периферийное сопло:
- между патрубком, служащим корпусом ходового узла, и патрубком в котором смонтирован распределительный блок, дополнительно установлен защитный фланец, выполненный с проходным отверстием для перемещения шпинделя с упорной гайки и выступами, позволяющими установить и зафиксировать защитный фланец между встречными фланцами корпуса регулируемого эжектора, в распределительный блок вмонтирована втулка;
- распределительный блок снабжен обратным клапаном, при этом наружная поверхность центрального сопла и внутренняя поверхность вставной втулки выполнены таким образом, что при совмещении образуют суживающееся периферийное сопло с числом Маха не более 1,5.
Указанная выше совокупность существенных отличительных признаков нам была неизвестна из источников патентной и научно-технической информации,
т.е. полезная модель соответствует условию патентоспособности «Новизна».
Что же касается «промышленной применимости», то полезная модель соответствует и этому условию патентоспособности, так как для ее реализации нами разработана необходимая техническая документация (в том числе рабочие чертежи), а моделирование работы регулируемого эжектора производилось пошаговым вычерчиванием, то есть мы можем утверждать, что заявленная полезная модель в любом из вариантов исполнения может быть легко реализована на конкретных производственных объектах.
На фиг.1 изображен регулируемый эжектор по варианту 1), продольный разрез; на фиг.2 изображен регулируемый эжектор по варианту 2), продольный разрез; на фиг.3 - выносной разрез А на фиг.1, 2; на фиг.4 - выносной разрез Б на фиг.1; на фиг.5 - выносной разрез В на фиг.2.
По варианту 1 (фиг.1) регулируемый эжектор включает корпус 1, содержащий патрубки подвода сред 2 и 3, выполненный из последовательно соединенных между собой с помощью фланцев 4 патрубков, ходовой узел, состоящий из ходовой гайки 5 с насаженным на нее маховиком 6, подшипником 7, выдвижным шпинделем 8 с указателем 9, установленным на нем перпендикулярно шкале 10, закрепленной на корпусе 1, распределительный блок 11, уплотнительные кольца 12, центральное 13 сопло, вставную втулку 14, сменную камеру смешения 15, жестко установленную в переходнике 16 и образующую с диффузором 17 кольцевое сопло наддува 18, при этом внутри диффузора 17 в осевом направлении от входного до выходного сечения выполнены сквозные каналы 19, равнорасположенные по диаметру окружности, между патрубком 20, служащим корпусом ходового узла, и корпусом 1, в котором смонтирован распределительный блок 11, дополнительно установлен защитный фланец 21, выполненный с проходным отверстием 22 для перемещения шпинделя 8 с упорной гайки 23 и выступами 24, позволяющими установить и зафиксировать защитный
фланец 21 между встречными фланцами корпуса регулируемого эжектора, в распределительный блок 11 вмонтирована втулка 25, при этом внутреннее отверстие центрального сопла 13 выполнено суживающимся с числом Маха не более 1,5, а внешняя поверхность центрального сопла 13 образует с внутренней поверхностью вставной втулки 14 кольцевое сопло Лаваля пассивного потока 26.
По варианту 2 (фиг.2) регулируемый эжектор включает корпус 1, содержащий патрубки подвода сред 2 и 3, выполненный из последовательно соединенных между собой с помощью фланцев 4 патрубков, ходовой узел, состоящий из ходовой гайки 5 с насаженным на нее маховиком 6, подшипником 7, выдвижным шпинделем 8 с указателем 9, установленным на нем перпендикулярно шкале 10, закрепленной на корпусе 1, распределительный блок 11, уплотнительные кольца 12, центральное сопло 13, вставную втулку 14, сменную камеру смешения 15, жестко установленную в переходнике 16 и образующую с диффузором 17 кольцевое сопло наддува 18, при этом внутри диффузора 17 в осевом направлении от входного до выходного сечения выполнены сквозные каналы 19, равнорасположенные по диаметру окружности, между патрубком 20, служащим корпусом ходового узла, и корпусом 1, в котором смонтирован распределительный блок 11, дополнительно установлен защитный фланец 21, выполненный с проходным отверстием 22 для перемещения шпинделя 8 с упорной гайки 23 и выступами 24, позволяющими установить и зафиксировать защитный фланец 21 между встречными фланцами корпуса регулируемого эжектора, распределительный блок 11 снабжен обратным клапаном 25, при этом наружная поверхность центрального сопла 13 и внутренняя поверхность вставной втулки 14 выполнены таким образом, что при совмещении образуют суживающееся периферийное сопло 26 с числом Маха не более 1,5.
Работа регулируемого эжектора по варианту 1.
Активный газ поступает по патрубку 2 в распределительный блок 11,
центральное сопло 13, камеру смешения 15. Пассивный газ перемещается по патрубку 3 по кольцевому зазору в камеру смешения 15. По мере приближения центрального сопла 13 к камере смешения 15 увеличивается количество подсасываемого газа, так как средняя скорость пассивного потока возрастает.
У входного сечения диффузора через кольцевое сопло наддува 18 происходит наддув эжектируемой среды газом более высокого давления, отводимым через сквозные каналы 19, осуществляющими отсос пограничного слоя вблизи выходного сечения диффузора 17, что позволяет сместить отрыв по потоку и снизить потери от неравномерности. Осевым перемещением центрального сопла 13, с помощью элементов ходового узла, изменяется критическое сечение (геометрический параметр) кольцевого сопла Лаваля пассивного потока 26. Предусмотренная возможность замены камеры смешения 15, не требующая полной разборки регулируемого эжектора, позволяет осуществлять подбор оптимальной длины камеры смешения 15.
Работа регулируемого эжектора по варианту 2.
Активный газ по патрубку 3 поступает в корпус 1 регулируемого эжектора и, проходя через суживающееся периферийное сопло 26, образованное между центральным соплом 13 и вставной втулкой 14, с большой скоростью, разряжается до некоторого давления, величина которого зависит от настройки эжектора. Под действием разности давлений в трубопроводе (шлейфе) и за соплом пассивный газ всасывается в патрубок 2, проходит по каналам распределительного блока 11, через обратный клапан 25, центральное сопло 13 в камеру смешения 15. В камере смешения 15 струя активного газа взаимодействует с эжектируемой средой и, ускоряя ее, увлекает в диффузор 17, где происходит сжатие образовавшейся смеси. По мере приближения центрального сопла 13 к вставной втулке 14 камеры смешения 15 изменяется критическое сечение периферийного сопла 26, скорость активного потока и режим работы эжектора.
1. Регулируемый эжектор, включающий корпус, содержащий патрубки подвода сред, выполненный из последовательно соединенных между собой с помощью фланцев патрубков, ходовой узел, состоящий из ходовой гайки с насаженным на нее маховиком, подшипником, выдвижным шпинделем с указателем, установленным на нем перпендикулярно шкале, закрепленной на корпусе, распределительный блок, уплотнительные кольца, центральное сопло, вставную втулку, сменную камеру смешения, жестко установленную в переходнике и образующую с диффузором кольцевое сопло наддува, при этом внутри диффузора в осевом направлении от входного до выходного сечения выполнены сквозные каналы, равнорасположенные по диаметру окружности, отличающийся тем, что между патрубком, служащим корпусом ходового узла, и патрубком, в котором смонтирован распределительный блок, дополнительно установлен защитный фланец, выполненный с проходным отверстием для перемещения шпинделя, упорной гайкой и выступами, позволяющими установить и зафиксировать защитный фланец между встречными фланцами корпуса регулируемого эжектора, в распределительный блок вмонтирована втулка, при этом внутреннее отверстие центрального сопла выполнено суживающимся с числом Маха не более 1,5, а внешняя поверхность центрального сопла образует с внутренней поверхностью вставной втулки кольцевое сопло Лаваля пассивного потока.
2. Регулируемый эжектор, включающий корпус, содержащий патрубки подвода сред, выполненный из последовательно соединенных между собой с помощью фланцев патрубков, ходовой узел, состоящий из ходовой гайки с насаженным на нее маховиком, подшипником, выдвижным шпинделем с указателем, установленным на нем перпендикулярно шкале, закрепленной на корпусе, распределительный блок, уплотнительные кольца, центральное сопло, вставную втулку, сменную камеру смешения, жестко установленную в переходнике и образующую с диффузором кольцевое сопло наддува, при этом внутри диффузора в осевом направлении от входного до выходного сечения выполнены сквозные каналы, равнорасположенные по диаметру окружности, отличающийся тем, что между патрубком, служащим корпусом ходового узла, и патрубком, в котором смонтирован распределительный блок, дополнительно установлен защитный фланец, выполненный с проходным отверстием для перемещения шпинделя, упорной гайкой и выступами, позволяющими установить и зафиксировать защитный фланец между встречными фланцами корпуса регулируемого эжектора, распределительный блок снабжен обратным клапаном, при этом наружная поверхность центрального сопла и внутренняя поверхность вставной втулки выполнены таким образом, что при совмещении образуют суживающееся периферийное сопло с числом Маха не более 1,5.
