Эжекторный смеситель газов

 

Сущность изобретения: эжекторный смеситель газов содержит камеру смешения, диффузор и сообщенную с ними приемную камеру с соплом питания и каналами подсоса, выполненными в виде радиальных калиброванных отверстий со съемными заглушками. 2 ил.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано, в частности, для приготовления и дозирования кислородно-воздушных смесей в дыхательных аппаратах.

Известен смеситель газов для непрерывного приготовления смесей заданного состава, содержащий камеру смешения, клапаны, регуляторы давлений газов перед камерой смешения и командное устройство, причем два клапана установлены на входе в камеру смешения, один на выходе и один клапан соединяет ее с атмосферой, а командное устройство содержит двигатель с сектором-заслонкой на валу и струйные пневматические элементы сопло-сопло, выполненные в крышках клапанов [1] Недостатком известного устройства является сложность конструкции и значительные габариты вследствие наличия большого количества составляющих элементов. Это снижает эксплуатационные возможности устройства, в частности, создает неудобства при использовании его в дыхательных аппаратах.

Наиболее близким к предложенному является эжекторный смеситель кислорода с атмосферным воздухом, содержащий цилиндрическую приемную камеру с радиальным каналом подсоса воздуха и соплом питания, соединенным через регулятор давления с источником кислорода, смесительную камеру, диффузор, регулирующий орган подсоса воздуха, выполненный в виде подпружиненного конуса, перекрывающего входное сечение канала подсоса и имеющего шток, контактирующий с поверхностью кулачка, с которой также контактирует подпружиненный шток конусной иглы, установленной в отверстии клапана перепуска, также соединенного с источником кислорода, при этом кулачок связан с поворотной ручкой установки концентрации согласующего механизма, а выходы диффузора и клапана перепуска объединены [2] При повороте кулачка происходит смещение штоков конуса и конусной иглы и соответствующее изменение проходных сечений канала подсоса воздуха и отверстия для перепуска кислорода. Это вызывает изменение количества поступающего в смесь воздуха и кислорода, обеспечивая автоматическую регулировку расхода кислородно-воздушной смеси при изменении в ней концентрации кислорода.

Однако изменение состава газовоздушной смеси, осуществляемое изменением кольцевого сечения проходных отверстий за счет перемещения конических регулирующих органов, взаимосвязанных через согласующий механизм, затрудняет возможности точной регулировки состава смеси, а также усложняет конструкцию известного устройства.

Этот недостаток особенно заметен при небольших расходах смеси, поскольку малые размеры проходных отверстий дополнительно снижают точность такой регулировки состава смеси. Так, например, при расходе кислородно-воздушной смеси в детской реанимационной палатке, составляющем 10 л/мин, диаметр сопла питания эжектора составляет 0,5 мм, а диаметр канала подсоса 1 2 мм. При таких размерах сопла крайне сложно осуществлять точную регулировку количества подсасываемого воздуха с помощью конусного регулирующего органа.

Кроме того, осуществляемое при регулировании состава смеси разделение подводимого кислорода на два параллельных потока дополнительно ухудшает работу данного устройства вследствие уменьшения проходных сечений регулируемых отверстий.

Целью изобретения является повышение точности регулировки состава газовоздушной смеси и упрощение конструкции смесителя.

Поставленная цель достигается за счет того, что в эжекторном смесителе газов, содержащем приемную камеру с соплом питания, сообщенную с камерой смешения и диффузором, имеющую радиальный канал подсоса с перекрывающим его входное сечение регулирующим элементом, и регулятор давления газа перед соплом питания, канал подсоса выполнен в виде калиброванного отверстия, а перекрывающий его элемент выполнен в виде съемной заглушки, при этом в стенке приемной камеры выполнены дополнительные радиальные калиброванные отверстия, снабженные съемными заглушками.

Выполнение канала подсоса воздуха в виде калиброванного отверстия позволяет обеспечить, при снятии с него заглушки, строго дозированное поступление воздуха в приемную камеру эжектора. Наличие в приемной камере дополнительных радиальных калиброванных отверстий, снабженных быстросъемными заглушками, дает возможность, путем открытия одного из них или нескольких одновременно, точно устанавливать требуемый расход подсасываемого воздуха, в том числе и при малых расходах смеси порядка 5 10 л/мин. Таким образом, при заданном давлении газа, поступающего на сопло питания, обеспечивается высокая точность регулирования состава газовоздушной смеси на выходе из смесителя. При этом отпадает необходимость использования сложных регулирующих органов, что позволяет значительно упростить конструкцию эжекционного смесителя. Изменением давления поступающего на сопло газа (с помощью регулятора давления) обеспечивается широкий диапазон расходов газовоздушной смеси.

Конструкция предлагаемого эжекционного смесителя представлена на прилагаемых чертежах, где на фиг.1 изображен общий вид смесителя; на фиг.2 - расположение калиброванных отверстий в приемной камере, разрез А-А фиг.1.

Смеситель содержит корпус 1 с приемной камерой 2, камерой смешения 3 и диффузором 4. В нижней части корпус 1 имеет фланец 5 для закрепления в вертикальном положении. В приемной камере 2 соосно ей установлено сопло питания 6, закрепленное на резьбе в торцевой стенке корпуса 1. В боковой стенке камеры 2 выполнены радиальные резьбовые отверстия, в которых установлены штуцера 7, имеющие съемные резьбовые заглушки 8 с уплотнительными прокладками 9. Внутри каждого штуцера 7 выполнено сквозное калиброванное отверстие 10, причем в разных штуцерах выполнены калиброванные отверстия разного диаметра. Количество штуцеров 7 выбирается в зависимости от необходимой степени точности регулирования состава газовоздушной смеси: с увеличением количества штуцеров повышается точность регулирования. Каждый штуцер имеет маркировку, соответствующую диаметру его калиброванного отверстия. В средней части каждой заглушки по радиальному сечению выполнены сквозные боковые радиальные отверстия 11, сообщающие внутреннюю полость заглушки с атмосферой. Снаружи диффузора 4 с кольцевым зазором установлен прозрачный цилиндрический кожух 12, нижний открытый торец которого закреплен в корпуса 1 у основания диффузора, а верхний размещен с зазором над верхним торцом диффузора и имеет штуцер 13 для отвода газовой смеси. Наружная стенка 14 диффузора 4 выполнена конической, с обратной ему конусностью, а в кольцевом зазоре между диффузором и кожухом 12 размещен тонкостенный цилиндрический стакан 15, установленный вверх дном и контактирующий своим открытым торцом с нижней частью стенки 14 диффузора. Стакан 15 свободно размещен в зазоре и имеет возможность перемещаться вверх до контакта с верхним торцом кожуха 12. Сопло питания 6 эжектора соединено трубопроводом 16 с выходом регулятора давления 17, подключенного к источнику кислорода (не показан).

Эжекционный смеситель работает следующим образом.

Заданный расход эжектирующего газа, например кислорода, через эжектор устанавливается с помощью регулятора давления 17. Необходимый расход подсасываемого воздуха устанавливается путем открывания одного или нескольких калиброванных отверстий 10 штуцеров 7 в приемной камере 2 эжектора. Для этого на штуцере отворачивается резьбовая заглушка 8 настолько, чтобы ее боковые радиальные отверстия 11 вышли за торец штуцера. При этом торец штуцера отходит от уплотнения 9 и калиброванное отверстие 10 через полость заглушки и отверстия 11 в ней сообщается с атмосферой. Зависимость расхода подсасываемого воздуха от количества и диаметра открытых калиброванных отверстий 10 устанавливается путем предварительной тарировки смесителя, проводимой в рабочем диапазоне давлений эжектирующего газа (кислорода).

После настройки смесителя производится подача кислорода от источника давления по трубопроводу 16 на вход регулятора давления 17, откуда он поступает на сопло питания 6 и далее в камеру смешения 3 и диффузор 4. В приемной камере 2 происходит подсос заданного количества воздуха через открытые калиброванные отверстия 10 штуцеров 7. Выходящая из диффузора 4 газовая смесь поступает в полость стакана 15, заполняя его верхнюю часть и кольцевой конический зазор между стенками стакана и диффузора. При этом тонкостенный стакан 15 перемещается вверх, а его нижний торец образует с наружной стенкой 14 диффузора 4, ввиду конусности последней, кольцевое отверстие для выхода смеси из полости стакана. Высота подъема стакана 15 и, соответственно, ширина образуемого кольцевого отверстия зависят (пропорциональны) от расхода газовой смеси. Поэтому, при наличии соответствующей шкалы на поверхности прозрачного наружного кожуха 12, по высоте подъема стакана 15 легко контролировать расход газовой смеси.

При необходимости изменения концентрации кислородо-воздушной смеси производится перенастройка смесителя. Для этого, согласно вышеназванной тарировочной зависимости, открывают те калиброванные отверстия 10, которые соответствуют новому расходу подсасываемого воздуха. Остальные штуцера 7 закрывают, для чего их заглушки 8 заворачивают до упора. В этом положении заглушки уплотнение 9 перекрывает сечение отверстия 10.

При изменении расхода смеси за счет изменения расхода кислорода, осуществляемого с помощью регулятора давления 17, производится аналогичная перенастройка смесителя с использованием тарировочной зависимости.

Таким образом, данное изобретение, при упрощении конструкции и работы эжекционного смесителя газов, обеспечивает высокую точность регулирования состава газовоздушной смеси.

Формула изобретения

Эжекторный смеситель газов, содержащий приемную камеру с соплом питания, сообщенную с камерой смешения и диффузором, имеющую радиальный канал подсоса с перекрывающим его входное сечение регулирующим элементом и регулятор давления газа перед соплом питания, отличающийся тем, что канал подсоса выполнен в виде калиброванного отверстия, а перекрывающий его элемент выполнен в виде съемной заглушки, при этом в стенке приемной камеры выполнены дополнительные радиальные калиброванные отверстия, снабженные заглушками.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2