UA156160U - Ежектор газовий багатосопловий - Google Patents

Abstract

Ежектор газовий складається з вхідного сопла та корпусу-дифузора, в якому розміщено кільцеву вставку, яка має кільцеву напірну камеру з отворами-соплами, що направлені вздовж стінки внутрішнього каналу. Додатково містить модуль сопел, які розміщені всередині тракту ежектора і з'єднані з кільцевою камерою пілоном-патрубком та направлені під кутом до осі ежектора в область між соплами кільцевої вставки.

Description

Корисна модель належить до машинобудування, зокрема стосується виробництва агрегатів і пристроїв автомобільної і авіаційної техніки і систем технологічних ліній.

Технічний результат - зменшення габаритних параметрів і підвищення рівня витратних і напірних характеристик.

Газовий ежектор завдяки простоті конструкції, високій надійності, необмеженому експлуатаційному ресурсу широко використовується в різних галузях техніки і технологічних лініях.

Основні конструктивні елементи газового ежектора: сопло високонапірного газу, що ежектує, сопло низьконапірного газу, що ежектується, змішувальна камера і дифузор. У початковій ділянці камери частинки газу, що ежектується, безперервно захоплюються швидкісним струменем і переносяться ним в зону змішування. Завдяки цьому і підтримується розрідження на вході в камеру змішування, яке забезпечує втікання низьконапірного газу в ежектор. Відносна витрата первинного і вторинного потоків цього газу, що звана коефіцієнтом ежекції К, залежить від площ сопел, від щільності газів та їх початкових тисків, від режиму роботи ежектора.

Відомий газовий ежектор традиційної прямоточної схеми |1)|, в якому навколо первинного повністю затопленого швидкісного струменя формується низькошвидкісний вторинний потік, що ежектується.

Одним із недоліків ежекторів традиційної схеми є те, що довжина циліндричної камери змішування досить велика і її оптимальна довжина зазвичай дорівнює порядку 10 калібрів (21 при відносно невеликому значенні коефіцієнта ежекції.

В багатьох технологічних системах і технічних рішеннях необхідний ежектор з малими габаритними розмірами, але при цьому такий, що має високі витратні характеристики, досить високий коефіцієнт ежекції і працює при великому тиску газу, що ежектує. Зменшення протяжності камери змішування призводить до різкого падіння коефіцієнта ежекції та витратних параметрів пристрою.

Покращити характеристики пристрою можна, якщо змінити схему газодинамічного тракту.

Відомий також ежектор з використанням як потоку газу, що ежектує, надзвукового струменя

ІЇЗЇ. Конструктивна особливість полягає в тому, що сопло - щілина для видування надзвукового пристінного струменя, розташовувалося на внутрішній поверхні стінки на початку камери змішування. Реалізована схема взаємодії високошвидкісного напівобмеженого коаксіального струменя з вільною вторинною течією.

Особливістю такого ежектора є наявність камери змішування змінного перерізу по довжині.

Вона складається з короткої циліндричної вставки на початку та подовженого дифузора. Вона поєднує функції змішування первинного та вторинного струменів та гальмування потоку на виході ежектора. Витрата газу на виході таких ежекторів, за певних умов, досягає 20-кратного перевищення над відповідним параметром у лінії наддуву. Цей показник набагато кращий, ніж у ежектора традиційного типу.

Недоліком ежектора зазначеного типу є те, що хоча його довжина в 4-5 разів менша, в порівнянні з класичною схемою, але все ж таки залишається досить великою.

Окрім того, приваблива ефективність такого ежектора має вузький діапазон відносних параметрів геометрії внутрішніх газодинамічних трактів, а також тиску наддуву і вихлопу.

Спроба поліпшити витратні характеристики ежектора з обмеженими габаритними розмірами шляхом збільшення тиску наддуву струменя, що витікає зі щілини, призводить до відриву його від обтічної поверхні і, як наслідок, відбувається часткове замикання низькошвидкісного газу високонапірним струменем |4)Ї. Величина коефіцієнта ежекції при цьому стрімко падає.

Суттєвим недоліком є слабкий напір.

Найбільш близьким аналогом до корисної моделі є газовий ежектор |5). Особливістю пристрою є використання для випуску стисненого повітря через систему невеликих сопел, що розміщені на внутрішній стінці камери змішування. Ежектор складається з вхідного сопла та корпусу-дифузора, що з'єднуються болтами.

В корпусі розміщується кільцева вставка, яка має кільцеву напірну камеру з отворами- соплами, що направлені вздовж стінки внутрішнього каналу.

При витіканні струменів з високою швидкістю із пакета направлених сопел в камері змішування створюється зони розрідження і під дією різниці тисків навколишнє повітря всмоктується в ежектор через вхідне сопло і прискорюється.

Позитивний ефект від застосування тангенціального вдуву дозволяє пристрою працювати з великим протитиском на виході ежектора, порівняно зі щілинним ежектором.

Однак в силу дискретності системи вдуву поле швидкостей має суттєву неоднорідність в трансверсальному напрямку поперек каналу камери змішування. При цьому зменшується ступінь перемішування високошвидкісного і вторинного потоків. Як наслідок - падіння коефіцієнта ежекції.

У загальному випадку величина втрат повного тиску на змішування потоків в газовому ежекторі та його лінійні розміри істотно залежать не тільки від перепаду тиску в соплі, форми камери змішування, коефіцієнта ежекції, а також від його конструктивного компонування.

Ефективність ежектора можна підвищити шляхом вдосконалення газодинамічного тракту.

Ідея полягає у формуванні геометрії системи наддуву із застосуванням багатосоплових систем.

Причому, щоб шляхом ЗО-компонування зробити спрямованість у просторі системи сопел таким чином, щоб забезпечити максимальною ефективну площу взаємодії великої кількості високонапірних струменів, що витікають, з вторинним потоком.

В основу корисної моделі поставлена задача, яка полягає в інтенсифікації процесу масообміну газів первинного та вторинного потоків.

Поставлена задача вирішується тим, що ежектор газовий, що складається з вхідного сопла та корпусу-дифузора, в якому розміщено кільцеву вставку, яка має кільцеву напірну камеру з отворами-соплами, що направлені вздовж стінки внутрішнього каналу, згідно з корисною моделлю містить модуль сопел, які розміщені всередині тракту ежектора і з'єднані з кільцевою камерою пілоном-патрубком та направлені під кутом до осі ежектора в область між соплами кільцевої вставки.

Суть корисної моделі пояснює креслення.

Конструктивна схема пристрою показана на кресленні, де: 1 - потік, що ежектується; 2 - вхідне сопло засмоктуваного газу; З - модуль сопел; 4 - пілон-патрубок; 5 - потік стисненого газу; б - штуцер; 7 - кільцева напірна камера; 8 - кільцева вставка; 9 - сопло в кільцевій камері; 10 - сопло модуля; 11 - пакет пристінних струменів, що витікають із сопел кільцевої камери; 12 - пакет вільних струменів, що витікають із сопел модуля; 13 - корпус - дифузор; 14 - потік газу на виході з ежектора.

Принцип дії ежектора є наступним. Стиснене повітря 5 через штуцер 6 надходить у кільцеву камеру 7, звідки через сопла 9 в стінці кільцевої вставки 8 видувається у вигляді пакету поздовжніх пристінних струменів 11 з надзвуковою швидкістю усередину каналу у напрямку вихідного перерізу корпусу - дифузора 13. Одночасно додається пакет центральних високошвидкісних струменів 12, які витікають із сопел 10 модуля 3. Зона розрядження, яка утворюється витіканням пакетів високошвидкісних струменів всередині ежектора, через вхідне сопло 2 підсмоктує вторинний потік газу 1, що ежектується.

Особливість роботи запропонованого технічного рішення полягає в тому, що розміщення додаткового модуля сопел всередині тракту дозволяє реалізувати більш щільну упаковку у просторі пакетів високошвидкісних струменів. Маємо два пакети взаємно проникаючих поздовжніх струменів, а саме гребінці однієї групи входять в простір (зазори) між струменями другої групи.

Рознесені у просторі газодинамічного тракту сопла для видування високошвидкісного первинного потоку істотно видозмінюють картину течії газу всередині пристрою. При цьому підвищується інтенсивність масообміну між первинним та вторинним газовими потоками всередині ежектора.

Додатковий пакет центральних сопел дозволяє підвищити напір на виході ежектора / ступінь вакууму у вхідному соплі. Більш щільне компонування пакета високошвидкісних струменів забезпечує зростання коефіцієнта ежекції і підвищення рівня витратних параметрів ежектора.

Як наслідок, поліпшуються характеристики пристрою в цілому, при тому габаритні параметри пристрою не змінюються або навіть зменшуються.

Покращення характеристик ежектора розширює сферу їх використання, дозволить створювати функціонально нові агрегати та пристрої. Можливе застосування при розробці нових технологічних ліній (в тому числі транспортних, вакуумних) в машинобудуванні і харчовій промисловості.

Джерела інформації: 1. Христианович С.А., Гальперин В.Г., Миллионщиков М.Д., Симонов Л.А. Прикладная газовая динамика. Ч. 1, 2 - М.: ЦАГИ, 1948. 2. Аркадов Ю.К. Оптимальньй газовьій зжектор с диффузором. - Ученье записки ЦАГИ. 1980, т. 11, Мо 2. 3. Янов А.П., Гагауз Ф.Г., Дребница А.В., Переверзов В.В. Зжектор для проветривания горньїх вніработок. - Авт. свид. Мо 259018, Бюл. изобр. и товарн. знаков, 1970, Мо 2. 4. Коробов В.И., Загуменньй Я.В., Парамонов Ю.А. Течениє в зжекторной системе с полуограниченной внісокоскоростной струей. - Прикладна гідромеханіка, Ін-т гідромеханіки НАН

України, Київ, 2007, т.8, Мо 1, с. 36-44. пир//азрасе. прим. дому. ца/бйзігтеат/напа!|є/123456789/4692/04-Когобом, раг?зеднепсе-1 5. пе Мас. - Ехаїг Согрогаїйоп СаїаІод 22. пирз/Лимли.ехаїї-сот/Ліпе-мас.піті - найближчий аналог.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Ежектор газовий, що складається з вхідного сопла та корпусу-дифузора, в якому розміщено кільцеву вставку, яка має кільцеву напірну камеру з отворами-соплами, що направлені вздовж стінки внутрішнього каналу, який відрізняється тим, що містить модуль сопел, які розміщені всередині тракту ежектора і з'єднані з кільцевою камерою пілоном-патрубком та направлені під кутом до осі ежектора в область між соплами кільцевої вставки. : ї : іо КК : г щ- - я Я : ї Тк с о : т х с . й шт с г и «М і Кн в. ї Ба Пен ; її ! ; ї о дено Їй ВК : : робсеск оси МО | годжі дн кн заду жк тк ОВ Ко сет ех ех ку хую ЗК юю і ЖК МК дух миє мух же пл МИСІ Ще Ж ЖК АК ТАТО ДИМ і ще Ку т ДКХХАИИ НК і | й ї : ії Е І Уджжаловюликеккнняю я ; ; / денною