Эжектор

 

Использование: для перекачивания различных сред. Сущность изобретения: разделитель потока установлен на выходном сечении активного сопла и выполнен в виде полого тела вращения, полученного от вращения образующей вокруг оси эжектора, с открытыми для прохода среды торцовыми поверхностями. Активное сопло выполнено кольцевым. Разделитель потока выполнен конусообразным. Меньшее основание конуса обращено в сторону выходного сечения сопла, большее основание - в сторону диффузора. Наружный радиус меньшего основания разделителя меньше меньшего радиуса выходного сечения сопла. Наружный радиус большего основания разделителя больше большего радиуса указанного сечения сопла. На боковой поверхности разделителя выполнены равномерно распределенные отверстия, посредством которых камера смещения сообщена с внутренней полостью разделителя. Образующие стенок отверстий выполнены в сторону диффузора с образованием острого угла с продольной осью эжектора по ходу потока активной среды. 39 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к струйной технике и может быть использовано при перекачивании различных сред.

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 [1].

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.

Известен также струйный насос (эжектор), содержащий распределительную камеру, установленное в ней многоствольное активное сопло со стволами, выполненными в виде концентрично размещенных двустенных патрубков с щелевыми выходными отверстиями, расположенных друг относительно друга с образованием кольцевых каналов для подвода пассивной среды, и камеру смешения с горловиной, причем активное сопло имеет диаметр, превышающий диаметр горловины камеры смешения, одна из стенок каждого патрубка выполнена цилиндрической, другая - конической и расположена под острым углом к оси камеры смешения, а каналы для подвода пассивной среды сообщены между собой при помощи радиальных патрубков [2].

Недостатками такого струйного насоса являются низкий КПД из-за большого гидравлического сопротивления в многоствольном активном сопле и больших гидравлических потерь в кольцевых каналах для подвода пассивной среды, сложность конструкции и невысокая надежность его работы при перекачке загрязненных сред.

Конструктивно наиболее близким к предложенному является эжектор, содержащий активное сопло, камеру смешения и разделители потока активной среды в виде колец, установленных концентрично в камере смешения на радиальных опорах за выходным сечением активного сопла [3].

Недостатками такого эжектора являются его низкий КПД из-за повышенного гидравлического сопротивления разделителей потока при проходе через них активной среды, а также из-за затрудненного доступа пассивной среды к внутренним разделителям потока, расположенным ближе к оси эжектора.

Цель изобретения - повышение КПД.

Указанная цель достигается тем, что в известном эжекторе, содержащем активное сопло, камеру смешения с диффузором и разделитель потока, установленный за выходным сечением сопла, при этом разделитель потока выполнен в виде полого тела вращения, полученного от вращения образующей вокруг оси эжектора с открытыми для прохода среды торцовыми поверхностями, активное сопло выполнено кольцевым, разделитель потока выполнен конусообразным, при этом меньшее основание его обращено в сторону выходного сечения сопла, а большее основание - в сторону диффузора, наружный радиус меньшего основания разделителя потока меньше меньшего радиуса выходного сечения сопла, наружный радиус большего основания разделителя потока больше большего радиуса выше указанного сечения сопла, а на боковой поверхности разделителя потока выполнены равномерно распределенные отверстия, посредством которых камера смешения сообщена с внутренней полостью разделителя потока, причем образующие стенок отверстий наклонены в сторону диффузора с образованием острого угла с продольной осью эжектора по ходу потока активной среды.

Анализ известных технических решений - аналогов и прототипа - в исследуемой области, т.е. струйных аппаратов, позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками, описывающими заявляемый эжектор, и признать заявляемое решение соответствующим критерию "Существенные отличия".

В частности, не известны эжекторы, в которых активное сопло было бы выполнено кольцевым, разделитель потока был бы выполнен конусообразным, при этом меньшее основание его обращено в сторону выходного сечения сопла, а большее основание - в сторону диффузора, наружный радиус меньшего основания разделителя потока меньше меньшего радиуса выходного сечения сопла, наружный радиус большего основания разделителя потока больше большего радиуса выше указанного сечения сопла, а на боковых поверхностях разделителя потока были бы выполнены равномерно распределенные отверстия, посредством которых камера смешения была бы сообщена с внутренней полостью разделителя потока, причем образующие стенок отверстий наклонены в сторону диффузора с образованием острого угла с продольной осью эжектора по ходу потока активной среды.

На фиг.1 представлен продольный разрез эжектора; на фиг.2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг.3 - разделитель потока; на фиг.4 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.5 - 9 - разделитель потока; на фиг.10 - продольный разрез эжектора; на фиг.11 и 12 - направляющее кольцо; на фиг.13 - сечение Б-Б на фиг.11.

Эжектор содержит активное сопло 1, камеру 2 смешения с диффузором 3 и разделитель 4 потока, установленный за выходным сечением сопла 1, при этом разделитель 4 выполнен в виде полого тела вращения, полученного от вращения образующей 5 вокруг оси эжектора, с открытыми для прохода среды торцовыми поверхностями 6 и 7, активное сопло 1 выполнено кольцевым, разделитель 4 выполнен конусообразным, при этом меньшее основание 6 его обращено в сторону выходного сечения сопла 1, а большее основание 7 - в сторону диффузора 3, наружный радиус r₁' меньшего основания 6 разделителя 4 меньше меньшего радиуса r₁ выходного сечения сопла 1, наружный радиус r₂' большего основания 7 разделителя 4 больше большего радиуса r₂ вышеуказанного сечения сопла 1, а на боковой поверхности разделителя 4 выполнены равномерно распределенные отверстия 8, посредством которых камера 2 сообщена с внутренней полостью 9 разделителя 4, причем образующие стенок отверстий 8 наклонены в сторону диффузора 3 с образованием острого угла с продольной осью эжектора по ходу потока активной среды.

При этом образующая 5 тела вращения может быть прямой (фиг.1 и 2) или плавной кривой 5 (фиг.3), вогнутой в сторону к оси эжектора; меньшее основание 6 разделителя 4 потока может вплотную примыкать к выходному сечению сопла 1 (фиг.1, а = 0); между меньшим основанием 6 разделителя 4 и выходным сечением сопла 1 может быть образован зазор а (фиг.1); кромка 10 каждого отверстия 8, выполненного на боковой стороне разделителя 4, обращенная в сторону выходного сечения сопла 1, может быть выполнена острой и совпадающей с наружной боковой поверхностью разделителя 4 (фиг.1); отверстия 8 могут быть расположены рядами в направлении оси эжектора в шахматном порядке (фиг.1 и 2) и при этом каждое отверстие 8 одного ряда и одно из смежных ему отверстий 8 другого ряда могут касаться одной и той же образующей 5 разделителя 4 (фиг.2); отверстия 8 могут быть расположены рядами в направлении оси эжектора в шахматном порядке и при этом каждое отверстие 8 одного ряда и одно из смежных ему отверстий 8 другого ряда могут пересекать одну и ту же образующую 5 разделителя 4 (фиг.4); часть боковой поверхности разделителя 4, примыкающая к кромке 11 каждого отверстия 8, обращенной в сторону диффузора 3, может быть вогнута в направлении к оси эжектора (фиг.3); часть боковой поверхности разделителя 4, примыкающая к кромке 10 каждого отверстия 8, обращенной в сторону выходного сечения сопла 1, может быть вогнута в направлении к боковой поверхности камеры смешения (фиг.3); разделитель 4 может быть снабжен приводом, обеспечивающим его вращение вокруг оси эжектора; величина зазора а между меньшим основанием 6 разделителя 4 и выходным сечением сопла 1 (фиг.1) может быть изменена в зависимости от режима работы эжектора; торец 6 разделителя 4, обращенный в сторону выходного сечения сопла 1, может быть выполнен обтекаемой формы (фиг.1); торец 6 разделителя 4, обращенный в сторону выходного сечения сопла 1, может иметь корончатую форму, причем кромка 12 торца 6, совпадающая с наружной поверхностью разделителя 4, может быть выполнена острой (фиг.2); кромка 13 каждого отверстия 8, выполненного на боковой стороне разделителя 4, совпадающая с направлением вращения последнего, может быть выполнена острой и совпадающей с наружной боковой поверхностью разделителя 4 (фиг.3); часть боковой поверхности 14 разделителя 4, примыкающая к кромке 15 каждого отверстия 8, обращенной в сторону диффузора 3 и противоположной направлению вращения разделителя 4, может быть вогнута в направлении к оси эжектора (фиг.5); часть боковой поверхности 16 разделителя 4, примыкающая к кромке 17 каждого отверстия 8, обращенной в сторону выходного сечения сопла 1 и совпадающей с направлением вращения разделителя 4, может быть вогнута в направлении к боковой поверхности камеры 2 (фиг.6); внутренняя боковая поверхность разделителя 4 вдоль кромки 18 по крайней мере каждого отверстия 8, противоположной направлению вращения разделителя 4, может быть снабжена выступами 19, ориентированными по направлению к оси эжектора, расположенными под острым углом к направлению потока и выполняющими роль рабочих лопаток турбины (фиг.7); длина выступа 19 может превышать длину отверстия 8 в направлении диффузора 3 (фиг. 8); роль рабочих лопаток турбины (выступа 19) может выполнять боковая поверхность 20 отверстия 8, обращенная навстречу направлению вращения разделителя 4 потока и расположенная под острым углом к направлению потока (фиг. 9); опоры 21, соединяющие меньшее основание 6 разделителя 4 потока с осью 22 последнего, могут быть выполнены в форме лопастей вентилятора, подающего пассивную среду внутрь разделителя 4 (фиг.10); за выходным сечением разделителя 4 может быть установлено соосно с последним направляющее для активной среды кольцо 23 радиусом r₃ входного сечения, превышающим радиус r₂' большего основания 7 разделителя 4, а наружный радиус r₄ кольца 23 в указанном сечении меньше радиуса r₅ внутренней боковой поверхности камеры 2 (фиг.10); внутренняя поверхность 24 направляющего кольца 23 может быть выполнена цилиндрической (фиг. 10); внутренняя поверхность 24 направляющего кольца 23 может быть выполнена в форме усеченного конуса, причем радиус r₆ его выходного сечения превышает радиус r₃ его входного сечения (фиг.11); внутренняя поверхность 24 кольца 23 может быть снабжена по меньшей мере двумя равномерно расположенными по окружности разделителями 25 потока, выполненными в форме стержней и направленными к оси эжектора (фиг.11 - 13), причем их входной торец 26 (фиг.13) выполнен обтекаемой формы, а высота стержней не превышает разности радиусов выходного сечения r₆ направляющего кольца 23 и наружного радиуса r₂' (фиг.2) большего основания разделителя 4; внутренняя поверхность 24 кольца 23 может быть снабжена равномерно размещенными по ее окружности выступами 27 в форме гребенки (фиг.12), расположенными под острым углом к оси эжектора, направленными к оси последнего и обеспечивающими закрутку потока активной среды; внутренняя поверхность направляющего кольца 23 может быть выполнена гофрированной, причем направление гофр может совпадать с осью указанного кольца 23 (фиг.10), а также гофры могут быть расположены под острым углом к оси последнего 23; входное сечение направляющего кольца 23 может совпадать с выходным сечением разделителя потока 4 (фиг. 10, b=0); между выходным сечением разделителя 4 и входным сечением направляющего кольца 23 может быть образован зазор b (фиг.10); величина зазора b между выходным сечением разделителя 4 и входным сечением направляющего кольца 23 может изменяться (фиг.10) в зависимости от режима работы эжектора; торец направляющего кольца 23, обращенный в сторону выходного сечения сопла 1, может быть выполнен обтекаемой формы (фиг.10); разделитель 4 по крайней мере своей задней частью, обращенной в строну диффузора 3, может входить в цилиндрическую часть 28 камеры 2 (фиг.10); цилиндрическая часть 28 камеры 2 может быть установлена за выходным сечением разделителя 4 (фиг.10); направляющее кольцо 23 по крайней мере своей задней частью, обращенной в сторону диффузора 3, может входить в цилиндрическую часть 28 камеры 2 (фиг.10); цилиндрическая часть 28 камеры 2 может быть установлена за выходным сечением направляющего кольца 23 (фиг.10); вплотную к входу в цилиндрическую часть 28 камеры 2 может примыкать конфузорный участок 29 камеры 2 (фиг.1 и 10); образующая боковой поверхноcти 30 каждого отверстия 8, обращенной в сторону оси эжектора, может быть параллельна оси последнего (фиг.2); образующие боковой поверхности 30 по крайней мере каждых двух смежных отверстий одного ряда разделителя 4, обращенной в сторону оси эжектора, могут перекрещиваться под острым углом друг с другом (фиг.2); образующие боковой поверхности 30 отверстий 8, обращенной в сторону оси эжектора, по крайней мере каждых двух смежных рядов указанных отверстий 8 разделителя 4 могут перекрещиваться под острым углом друг с другом, а в каждом отдельном ряду образующие расположены под одним и тем же углом к оси эжектора.

Эжектор работает следующим образом.

В кольцевое активное сопло 1 из приемной камеры поступает активная среда (например, пар или вода), где и происходит преобразование потенциальной энергии давления последней в кинетическую энергию струи, которая после выхода из сопла 1 проходит через разделитель 4 потока, т.е. через отверстия 8, выполненные на боковой поверхности последнего, благодаря чему за указанным разделителем 4 образуется вместо одной сплошной струи ряд струй. Отверстия 8 могут иметь различную форму и размеры и выбираются из условия достижения максимального КПД эжектора. Величины радиусов меньшего и большего оснований 6 и 7 разделителя 4 и расстояние между указанными основаниями также выбираются из условия достижения максимального КПД. В отдельных случаях образующая 5 разделителя 4 может быть не только прямой (фиг.1 и 2), но и может быть плавной кривой, вогнутой в сторону оси эжектора линией 5 (фиг. 3), а также иметь иную форму. Выбор той или иной формы образующей определяется комплексно с другими характеристиками эжектора. Установка меньшего основания 6 разделителя 4 вплотную к выходному сечению сопла 1 (фиг.1, а = 0) или с зазором а (фиг.1) зависит от рода активной среды (пар или вода), возможного дорасширения последней за выходным сечением сопла 1 и определяется условием получения максимального КПД эжектора. Основным условием при этом является то, чтобы выходящие струи среды из отверстий 8 разделителя 4 не смыкались непосредственно у отверстий между собой, т.е. продолжали движение к диффузору 3 в виде отдельных струй, взаимодействуя с пассивной средой. Выполнение кромки 10 каждого отверстия 8, расположенного на боковой поверхности разделителя 4, обращенной в сторону выходного сечения сопла 1, острой и совпадающей с наружной боковой поверхностью разделителя 4 (фиг.1) создает благоприятные условия для разделения потока активной среды, проходящей через ближайшие к выходному сечению сопла 1 и другие отверстия 8, и движущейся далее вдоль боковой поверхности разделителя 4 в направлении диффузора 3. Наиболее эффективным является расположение отверстий 8 рядами в направлении оси эжектора (в продольном оси эжектора) в шахматном порядке и при этом, когда каждое отверстие 8 одного ряда и одно из смежных ему отверстий 8 другого ряда касаются одной и той же образующей 5 разделителя 4 (фиг.2) или когда каждое отверстие 8 одного ряда и одно из смежных ему отверстий 8 другого ряда пересекают одну и ту же образующую 5 разделителя 4 (фиг.4), так как в указанных случаях достигается наиболее эффективное разделение потока активной среды с минимальными гидравлическими потерями и оптимальной траекторией движения вытекающих из отверстий 8 струй.

В отдельных случаях, особенно при малых геометрических размерах эжектора, а соответственно и разделителя 4 для улучшения условий взаимодействия двух сред целесообразно часть боковой поверхности разделителя 4, примыкающей к кромке 11 каждого отверстия 8, обращенной в сторону диффузора 3, выполнять вогнутой в направлении к оси эжектора (фиг.3), а часть боковой поверхности разделителя 4, примыкающей к кромке 10 каждого отверстия 8, обращенной в сторону выходного сечения сопла 1, выполнять вогнутой в направлении к боковой поверхности камеры 2 (фиг.3).

Обеспечение возможности вращения разделителя 4 вокруг оси эжектора от специального привода позволяет значительно повысить эффективность работы эжектора за счет постоянно меняющегося пространственного выхода активной среды в камеру 2 за разделителем 4 из отверстий 8 последнего, что обеспечивает передачу кинетической энергии от активной среды к пассивной среде не только путем соприкосновения частиц указанных сред, но и за счет действия вытекающей из отверстий 8 среды на пассивную среду подобно поршню при ходе сжатия. Установка привода целесообразна со стороны входа пассивной среды в открытое меньшее основание 6 разделителя 4 (фиг.1).

Величина зазора а между меньшим основанием 6 разделителя 4 и выходным сечением сопла 1 (фиг.1) в зависимости от режима работы эжектора выбирается из условия достижения максимального КПД эжектора и особенно зависит от наличия дорасширения активной среды за выходным сечением сопла 1. Выполнение торца 6 разделителя 4, обращенного в сторону выходного сечения сопла 1, обтекаемой формы (фиг. 1) приводит к улучшению доступа пассивной среды внутрь разделителя 4, а выполнение указанного торца 6 корончатой формы с кромкой 12 торца 6, совпадающей с наружной поверхностью разделителя 4, острой дополнительно улучшает доступ пассивной среды внутрь разделителя 4, что приводит к повышению КПД эжектора.

Выполнение на боковой поверхности разделителя 4 отверстий 8 с острыми кромками 13, совпадающими с направлением вращения указанного разделителя 4 и с наружной боковой поверхностью последнего (фиг.3), при вращении разделителя 4 обеспечивает эффективное разделение потока на отдельные струи за счет минимальных гидравлических потерь энергии. Улучшает условия для разделения потока активной среды и соответственно увеличивает КПД эжектора при вращении разделителя 4 также выполнение части боковой поверхности 14 разделителя 4, примыкающей к кромке 15 каждого отверстия 8, обращенной в сторону диффузора 3 и противоположной направлению вращения разделителя 4, вогнутой в направлении к оси эжектора (фиг.5). К последнему также приводит выполнение части боковой поверхности 16 разделителя 4, примыкающей к кромке 17 каждого отверстия 8, обращенной в сторону выходного сечения сопла 1 и совпадающей с направлением вращения разделителя 4, вогнутой в направлении к боковой поверхности камеры 2 (фиг.6). При этом выполнение частей боковых поверхностей 14 и 16 разделителя 4 указанной формы может быть осуществлено одновременно для каждого отверстия 8.

Наибольшая эффективность работы эжектора при одновременном упрощении его конструкции за счет устранения привода разделителя 4 достигается при снабжении выступами 19 внутренней боковой поверхности разделителя 4 вдоль кромки 18 по крайней мере каждого отверстия 8 (или части отверстий), противоположной направлению вращения разделителя 4, выполняющими роль рабочих лопаток турбины (фиг. 7). При этом длина выступа 19 может превышать длину отверстия 8 в направлении к диффузору 3 (фиг.8). Выбор длины выступа 19 определяется из условия достижения максимального КПД эжектора. При увеличенной толщине боковых стенок разделителя 4 роль рабочих лопаток турбины (выступов 19) может выполнять боковая поверхность 20 отверстия 8, обращенная навстречу направлению вращения разделителя 4 и расположенная под острым углом к направлению потока (фиг.9), что одновременно упрощает конструкцию разделителя потока и технологию его изготовления.

Выполнение опор 21, соединяющих меньшее основание 6 разделителя 4 с осью 22 последнего, в форме лопастей вентилятора, подающего пассивную среду внутрь разделителя 4 (фиг.10) при вращении последнего, приводит к дальнейшему повышению КПД эжектора. В случае, когда активная среда частично не проходит через отверстия 8 разделителя 4 и перемещается в направлении к диффузору 2 вдоль боковой поверхности указанного разделителя 4, целесообразна установка соосно с последним за его выходным сечением направляющего кольца 23 для активной среды радиусом r₃ входного сечения, превышающим радиус r₂' большего основания 7 разделителя 4 (фиг.10), благодаря чему активная среда, сходящая с боковой поверхности разделителя 4, не ударяется в стенки цилиндрического участка камеры 2 и не закрывает проходное сечение камеры 2 для пассивной среды, а следовательно, достигаются оптимальные условия взаимодействия двух сред. При этом внутренняя поверхность 24 направляющего кольца 23 может быть выполнена цилиндричеcкой (фиг.10) или в форме усеченного конуса, в котором радиус r₆ его выходного сечения превышает радиус r₃ его входного сечения (фиг.11). Выбор выполнения внутренней поверхности 24 кольца 23 определяется условиями достижения максимального КПД эжектора. Для надежного поступления пассивной среды внутрь выходящего многоструйного потока из разделителя 4 на внутренней поверхности 24 кольца 23 могут быть выполнены равномерно расположенные по окружности разделители 25 (по меньшей мере два разделителя), имеющие форму стержней и направленные к оси эжектора (фиг.11 - 13), благодаря чему за указанными разделителями 25 образуются зазоры, через которые пассивная среда втягивается внутрь многоструйного потока активной среды, увеличивая тем самым эффективность работы эжектора. Придание потоку активной среды вращательного движения, перемещающемуся вдоль внутренней поверхности 24 направляющего кольца 23, достигается за счет снабжения указанной поверхности 24 выступами 27 в форме гребенки (фиг.12). Последнее улучшает условия взаимодействия активной и пассивной сред и приводит к повышению КПД эжектора. При выполнении внутренней поверхности направляющего кольца 23 гофрированной разделители 25 могут не устанавливаться, так как в случае, когда толщина активной среды, перемещающейся вдоль указанной поверхности кольца 23, меньше высоты гофр, активная среда покидает направляющее кольцо 23 в виде множества струй, между которыми образуются пустоты, в которые и устремляется пассивная среда. Расположение вышеуказанных гофр под острым углом к оси эжектора, т.е. как при вышеуказанных выступах 27, приводит к закрутке потока активной среды и соответственно повышению КПД эжектора. Выбор расстояния (с зазором или без зазора) между входным сечением направляющего кольца 23 и выходным сечением разделителя 4 (фиг.10) зависит от геометрических размеров элементов эжектора и других его характеристик и определяется достижением максимального КПД. Выполнение торца направляющего кольца 23, обращенного в сторону выходного сечения сопла 1 (фиг.10), обтекаемой формы улучшает условия для прохода пассивной среды между наружной поверхностью направляющего кольца 23 и внутренней поверхностью камеры 2. Взаимное расположение разделителя 4 и цилиндрической части 28 камеры 2, а именно, когда разделитель 4 по крайней мере своей задней частью, обращенной в сторону диффузора 3, входит в цилиндрическую часть 28 камеры 2 (фиг.1) или цилиндрическая часть 28 камеры 2 установлена за выходным сечением разделителя 4 (фиг.1), определяется из условий достижения максимального КПД эжектора. Направляющее кольцо 23 по крайней мере своей задней частью, обращенной в сторону к диффузору, может входить в цилиндрическую часть 28 камеры 2 (фиг.10) или цилиндрическая часть 28 камеры 2 может быть установлена за выходным сечением направляющего кольца 23 (фиг.10), а указанное расположение направляющего кольца 23 зависит от характеристик эжектора и его геометрических размеров. Наличие на входе в цилиндрическую часть 28 камеры 2 конфузорного участка 29 (фиг.1 и 10) улучшает доступ пассивной среды в камеру 2.

Эффективность работы эжектора в значительной мере определяется расположением образующей боковой поверхности каждого отверстия 8, обращенной в сторону к оси эжектора, которая может быть параллельна оси последнего, а также образующие боковой поверхности 30 по крайней мере каждых двух смежных отверстий одного ряда разделителя 4, обращенной в сторону к оси эжектора, могут перекрещиваться под острым углом друг с другом (фиг.2) или образующие боковой поверхности 30 по крайней мере каждых двух смежных рядов отверстий 8 разделителя 4 могут перекрещиваться под острым углом друг с другом, а в каждом отдельном ряде образующие расположены под одним и тем же углом к оси эжектора. Выше указанные варианты расположения образующей боковой поверхности 30 отверстий 8, обращенной в сторону к оси эжектора, дают возможность создать наиболее эффективные условия для взаимодействия двух сред за счет рационального направления выходящих из отверстий струй активной среды в камеру смешения.

Использование изобретения в конденсационных установках паровых турбин, а также в других отраслях техники позволяет повысить КПД, уменьшить массу и габариты эжектора за счет обеспечения оптимальных условий для взаимодействия двух сред.

Формула изобретения

1. ЭЖЕКТОР, содержащий активное сопло, камеру смешения с диффузором и разделитель потока, установленный за выходным сечением сопла, при этом разделитель потока выполнен в виде полого тела вращения, полученного от вращения образующей вокруг оси эжектора, с открытыми для прохода среды торцевыми поверхностями, отличающийся тем, что активное сопло выполнено кольцевым, разделитель потока выполнен конусообразным, при этом меньшее основание его обращено в сторону выходного сечения сопла, а большее основание - в сторону диффузора, наружный радиус меньшего основания разделителя потока меньше меньшего радиуса выходного сечения сопла, наружный радиус большего основания разделителя потока больше большего радиуса указанного сечения сопла, а на боковой поверхности разделителя потока выполнены равномерно распределенные отверстия, посредством которых камера смешения сообщена с внутренней полостью разделителя потока, причем образующие стенок отверстий наклонены в сторону диффузора с образованием острого угла с продольной осью эжектора по ходу потока активной среды.

2. Эжектор по п.1, отличающийся тем, что образующая тела вращения является прямой линией.

3. Эжектор по п.1, отличающийся тем, что образующая тела вращения является плавной кривой, вогнутой в сторону к оси эжектора.

4. Эжектор по п.1, отличающийся тем, что меньшее основание разделителя потока вплотную примыкает к выходному сечению сопла.

5. Эжектор по п.1, отличающийся тем, что между меньшим основанием разделителя потока и выходным сечением сопла образован зазор.

6. Эжектор по п.1, отличающийся тем, что кромка каждого отверстия, выполненного на боковой поверхности разделителя потока, обращенная в сторону выходного сечения сопла, выполнена острой и совпадающей с наружной боковой поверхностью разделителя потока.

7. Эжектор по п.1, отличающийся тем, что отверстия расположены рядами в направлении оси эжектора в шахматном порядке и при этом каждое отверстие одного ряда и одно из смежных ему отверстий другого ряда касаются одной и той же образующей разделителя потока.

8. Эжектор по п.1, отличающийся тем, что отверстия расположены рядами в направлении оси эжектора в шахматном порядке и при этом каждое отверстие одного ряда и одно из смежных ему отверстий другого ряда пересекают одну и ту же образующую разделителя потока.

9. Эжектор по п.1, отличающийся тем, что часть боковой поверхности разделителя потока, примыкающая к кромке каждого отверстия, обращенной в сторону диффузора, вогнута в направлении к оси эжектора.

10. Эжектор по п.1, отличающийся тем, что часть боковой поверхности разделителя потока, примыкающая к кромке каждого отверстия, обращенной в сторону выходного сечения сопла, вогнута в направлении к боковой поверхности камеры смешения.

11. Эжектор по п. 1, отличающийся тем, что разделитель потока снабжен приводом, обеспечивающим его вращение вокруг оси эжектора.

12. Эжектор по пп. 1 и 5, отличающийся тем, что величина зазора между меньшим основанием разделителя потока и выходным сечением сопла может быть изменена в зависимости от режима работы эжектора.

13. Эжектор по п.1, отличающийся тем, что торец разделителя потока, обращенный в сторону выходного сечения сопла, выполнен обтекаемой формы.

14. Эжектор по п.1, отличающийся тем, что торец разделителя потока, обращенный в сторону выходного сечения сопла, имеет корончатую форму, причем кромка торца, совпадающая с наружной боковой поверхностью разделителя потока, выполнена острой.

15. Эжектор по пп. 1, 6 и 11, отличающийся тем, что кромка каждого отверстия, выполненного на боковой стороне разделителя потока, совпадающая с направлением вращения последнего, выполнена острой и совпадающей с наружной боковой поверхностью разделителя потока.

16. Эжектор по пп. 1, 6, 11 и 15, отличающийся тем, что часть боковой поверхности разделителя потока, примыкающая к кромке каждого отверстия, обращенной в сторону диффузора и противоположной направлению вращения разделителя потока, вогнута в направлении к оси эжектора.

17. Эжектор по пп. 1, 6, 11, 15 и 16, отличающийся тем, что часть боковой поверхности разделителя потока, примыкающая к кромке каждого отверстия, обращенной в сторону выходного сечения сопла и совпадающей с направлением вращения разделителя потока, вогнута в направлении к боковой поверхности камеры смешения.

18. Эжектор по пп. 1, 11, 15 - 17, отличающийся тем, что внутренняя боковая поверхность разделителя потока вдоль кромки по крайней мере каждого отверстия, противоположной направлению вращения разделителя потока, снабжена выступами, ориентированными по направлению к оси эжектора, расположенными под острым углом к направлению потока и выполняющими роль рабочих лопаток турбины.

19. Эжектор по пп. 1 и 18, отличающийся тем, что длина выступа превышает длину отверстия в направлении к диффузору.

20. Эжектор по пп. 1 и 18, отличающийся тем, что роль рабочих лопаток турбины выполняет боковая поверхность отверстия, обращенная навстречу вращения разделителя потока и расположенная под острым углом к направлению потока.

21. Эжектор по пп. 1, 11, 15 - 20, отличающийся тем, что опоры, соединяющие меньшее основание разделителя потока с осью последнего, выполнены в форме лопастей вентилятора, подающего пассивную среду внутрь разделителя потока.

22. Эжектор по п.1, отличающийся тем, что за выходным сечением разделителя потока установлено соосно с последним направляющее для активной среды кольцо радиусом входного сечения, превышающим радиус большего основания разделителя потока, а наружный радиус кольца в указанном сечении меньше радиуса внутренней боковой поверхности камеры смешения.

23. Эжектор по пп. 1 и 22, отличающийся тем, что внутренняя поверхность направляющего кольца выполнена цилиндрической.

24. Эжектор по пп. 1 и 22, отличающийся тем, что внутренняя поверхность направляющего кольца выполнена в форме усеченного конуса, причем радиус выходного сечения его превышает радиус входного сечения.

25. Эжектор по пп. 1, 23 и 24, отличающийся тем, что внутренняя поверхность кольца снабжена по меньшей мере двумя равномерно расположенными по окружности разделителями потока, выполненными в форме стержней и направленными к оси эжектора, причем их входной торец выполнен обтекаемой формы, а высота стержней не превышает разности радиусов выходного сечения направляющего кольца и наружного радиуса большего основания разделителя потока.

26. Эжектор по п. 1, 23 - 25, отличающийся тем, что внутренняя поверхность кольца снабжена равномерно размещенными по ее окружности выступами в форме гребенки, расположенными под острым углом к оси эжектора, направленными к оси последнего и обеспечивающими закрутку потока активной среды.

27. Эжектор по пп. 1, 22 и 25, отличающийся тем, что внутренняя поверхность направляющего кольца выполнена гофрированной, причем направление гофр совпадает с осью указанного кольца.

28. Эжектор по пп. 1, 22 и 25, отличающийся тем, что внутренняя поверхность направляющего кольца выполнена гофрированной, причем гофры расположены под острым углом к оси указанного кольца.

29. Эжектор по пп. 1, 22 - 28, отличающийся тем, что входное сечение направляющего кольца совпадает с выходным сечением разделителя потока.

30. Эжектор по пп. 1, 22 - 28, отличающийся тем, что между выходным сечением разделителя потока и входным сечением направляющего кольца образован зазор.

31. Эжектор по пп. 1, 22 - 28, 30, отличающийся тем, что величина зазора между выходным сечением разделителя потока и входным сечением направляющего кольца изменяется в зависимости от режима работы эжектора.

32. Эжектор по пп. 1, 22 - 31, отличающийся тем, что торец направляющего кольца, обращенный в сторону выходного сечения сопла, выполнен обтекаемой формы.

33. Эжектор по пп. 1 - 21, отличающийся тем, что разделитель потока по крайней мере своей задней частью, обращенной в сторону к диффузору, входит в цилиндрическую часть камеры смешения.

34. Эжектор по пп. 1 - 21, отличающийся тем, что цилиндрическая часть камеры смешения установлена за выходным сечением разделителя потока.

35. Эжектор по пп. 1, 22 - 32, отличающийся тем, что направляющее кольцо по крайней мере своей задней частью, обращенной в сторону к диффузору, входит в цилиндрическую часть камеры смешения.

36. Эжектор по пп. 1, 22 - 32, отличающийся тем, что цилиндрическая часть камеры смешения установлена за выходным сечением направляющего кольца.

37. Эжектор по пп. 1, 33 - 36, отличающийся тем, что вплотную к вхзоду в цилиндрическую часть камеры смешения примыкает конфузорный участок камеры смешения.

38. Эжектор по п.1, отличающийся тем, что образующая боковой поверхности каждого отверстия, обращенной в сторону к оси эжектора, параллельна оси последнего.

39. Эжектор по п.1, отличающийся тем, что образующие боковой поверхности по крайней мере каждых двух смежных отверстий одного ряда разделителя потока, обращенной в сторону к оси эжектора, перекрещиваются под острым углом одна с другой.

40. Эжектор по п.1, отличающийся тем, что образующие боковой поверхности отверстий, обращенной в сторону к оси эжектора, по крайней мере каждых двух смежных рядов указанных отверстий разделителя потока перекрещиваются под острым углом одна с другой, а в каждом отдельном ряду образующие расположены под одним и тем же углом к оси эжектора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13