RU97779U1 - Струйный насос - Google Patents

Abstract

Струйный насос, содержащий приемную камеру, камеру смешения, активное сопло, отличающийся тем, что активное сопло установлено с возможностью свободного вращения и присоединено к приводу, при этом отношение длины активного сопла к длине приемной камеры составляет , ! где l - длина активного сопла, ! L - длина приемной камеры.

Description

Предлагаемое техническое решение относится к струйным аппаратам и предназначено для перекачивания и смешения неньютоновских жидкостей за счет энергии струи газа или жидкости, истекающей под давлением из сопла, и может найти применение в химической, нефтехимической, фармацевтической, медицинской и других отраслях промышленности, а также в коммунальных службах при переработке хозбытовых и промышленных стоков.

Известна конструкция струйного аппарата, включающего рабочее сопло, приемную камеру, камеру смешения и диффузор (Е.Я.Соколов, Н.М.Зингер Струйные аппараты. - 3-е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1989, стр.5-6).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится небольшая производительность при перекачке и смешении неньютоновских жидкостей повышенной вязкости.

Известен струйный насос, содержащий корпус с приемной камерой и патрубком подвода пассивной среды и установленные в корпусе камеру смешения с диффузором и активное сопло с магнитно-стрикционным преобразователем, подключенным к источнику тока, при этом сопло выполнено резонирующим и снабжено установленным в нем магнитным сердечником, магнитно-стрикционный преобразователь установлен коаксиально соплу, а приемная камера снабжена перфорированной обоймой из электрического материала, взаимодействующей с магнитно-стрикционным преобразователем и активным соплом (авт.св. СССР №1488586, F04F 05/02, 1989 г.).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится малая производительность при перекачке и смешении неньютоновских жидкостей повышенной вязкости. Кроме того, сложность конструкции и использование электрического тока ограничивает широкое применение известного (данного) струйного насоса из-за высокой стоимости и повышенных требованиях к технике безопасности.

Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявляемому объекту и принятому за прототип является жидкостно-газовый эжектор, содержащий приемную камеру, камеру смешения, активное сопло с насадком, имеющим возможность свободного вращения, и с равномерно расположенными каналами, выходные участки которых имеют оси, расположенные под углом к оси сопла, при этом ось каждого выходного канала расположена под переменным углом к оси сопла, что позволяет насадку вращаться (авт.св. СССР №1038618, F04F 05/02, 1982 г.)

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, является малая производительность при перекачке и смешении неньютоновских жидкостей повышенной вязкости с активной средой газа или жидкости, так как известный (по прототипу) жидкостно-газовый эжектор предназначен для перекачивания и смешения газа с активной средой жидкостью.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является увеличение производительности струйного насоса за счет снижения эффективной вязкости перекачиваемой неньютоновской жидкости в кольцевом зазоре между активным соплом и камерой смешения.

Поставленный технический результат достигается тем, что в струйном насосе, содержащем приемную камеру, камеру смешения, и активное сопло, при этом активное сопло установлено с возможностью свободного вращения и присоединено к приводу, причем отношение длины активного сопла к длине приемной камеры составляет

,

где l - длина активного сопла,

L - длина приемной камеры.

Установка активного сопла с возможностью свободного вращения и присоединение его к приводу позволяет в кольцевом зазоре между боковой стенкой приемной камеры и вращающейся боковой стенкой активного сопла снижать эффективную вязкость перекачиваемой неньютоновской жидкости, что приводит к увеличению ее расхода в приемной камере и повышению качества смешения этой неньютоновской жидкости с жидкостью (газом), подаваемой в активное сопло, так как жидкости с меньшей эффективной вязкостью перекачиваются и смешиваются в струйном насосе быстрее и лучше.

Уменьшение отношения длины активного сопла ниже указанного предела приводит к тому, что вращающееся активное сопло не успевает обеспечить необходимого снижения эффективной вязкости перекачиваемой неньютоновской жидкости, что снижает производительность струйного насоса и качество ее перемешивания с жидкостью (газом), подаваемой в активное сопло.

Увеличение отношения длины активного сопла к длине приемной камеры выше указанного предела сокращает время контакта перекачиваемой неньютоновской жидкости в приемной камере 1 с жидкостью или газом, подаваемым в активное сопло 3, что также приводит к уменьшению расхода перекачиваемой неньютоновской жидкости и кроме того, к чрезмерным энергозатратам на вращение активного сопла.

На фиг.1 представлен струйный насос в продольном разрезе.

Струйный насос содержит приемную камеру 1, камеру смешения 2, активное сопло 3, установленное с возможностью вращения в радиальном подшипнике 4 и присоединенное к приводу 5, выполненного в виде зубчатых колес, получающих вращение от электродвигателя 6. Для подачи жидкости или газа в активное сопло 3 осесимметрично с ним установлен патрубок 7, а для подачи перекачиваемой неньютоновской жидкости повышенной вязкости в приемную камеру 1 установлен патрубок 8.

Струйный насос работает следующим образом.

Активное сопло 3 получает вращение с угловой скоростью со. По патрубку 7 внутрь вращающегося активного сопла 3 подают с большой скоростью жидкость или газ, который выходит в приемную камеру 1. В нее же по патрубку 8 подают перекачиваемую неньютоновскую жидкость, которая вовлекается во вращение в кольцевом зазоре между боковой неподвижной стенкой приемной камеры 1 и вращающейся боковой стенкой длиной l активного сопла 3. Под действием касательных напряжений неньютоновская перекачиваемая жидкость уменьшает свою эффективную вязкость и начинает быстро течь в осевом направлении. На выходе из активного насадка жидкость или газ взаимодействуют с перекачиваемой неньютоновской жидкостью с малой эффективной вязкостью, а значит легко перемешиваются, поступая в камеру смешения 2.

Если отношение длины активного сопла 3 и приемной камеры будет меньше заявленной величины нижнего предела , то эффективная вязкость перекачиваемой неньютоновской жидкости снизиться недостаточно из-за малого времени ее контакта с боковой стенкой вращающегося активного сопла 3.

Если отношение длины активного сопла 3 и приемной камеры будет больше заявленной величины верхнего предела , то струя жидкости или газа, выходящего из активного сопла 3 не успевает увлекать всю перекачиваемую жидкость в осевом направлении в смесительную камеру 2. В обоих случаях это приводит к снижению производительности струйного аппарата.

Таким образом, предлагаемая конструкция струйного насоса с вращающимся активным соплом 3 от привода 5 и с заданным соотношением длин активного сопла 3 и приемной камеры 1 позволяет увеличить производительность при перекачивании неньютоновских жидкостей за счет снижения их эффективной вязкости под действием касательных напряжений, возникающих в кольцевом зазоре между боковыми стенками неподвижной приемной камеры 1 и вращающимся активным соплом 3, а найденное оптимальное соотношение длин активного сопла 3 и приемной камеры 1 позволяет подобрать число оборотов активного сопла 3, при котором перекачиваемая неньютоновская жидкость будет успевать снижать эффективную вязкость и увлекаться потоком жидкости или газа подаваемого через активное сопло 3, то есть обеспечивать наибольшую производительность.

Claims (1)

1. Струйный насос, содержащий приемную камеру, камеру смешения, активное сопло, отличающийся тем, что активное сопло установлено с возможностью свободного вращения и присоединено к приводу, при этом отношение длины активного сопла к длине приемной камеры составляет

   

   ,

   где l - длина активного сопла,

   L - длина приемной камеры.