СТРУЙНЫЙ НАСОС

Предлагаемое техническое решение относится к струйным аппаратам и предназначено для перекачивания и смешения ньютоновских и неньютоновских жидкостей за счет энергии струи активной электропроводной 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).
Конструктивные особенности, препятствующие достижению технического результата, вызывают высокое гидравлическое сопротивление сопла из-за большой скорости в нем активной жидкости, что приводит к высоким энергозатратам при работе струйного насоса.
Известен струйный насос, содержащий корпус с приемной камерой и патрубком подвода пассивной среды и установленные в корпусе камеру смешения газа с пассивной средой и активное резонирующее сопло с преобразователем, установленным коаксиально соплу, при этом преобразователь выполнен в виде гофрированной манжеты, герметично закрепленной на корпусе и активном резонирующем сопле, при чем жесткость гофрированной манжеты определяется формулой
a
где  - жесткость гофрированной манжеты, Н/м; M - масса активного сопла, кг; c - скорость звука в газе, м/с; l - длина камеры смешения, м (патент №132148 РФ, F04F 5/02, 2013).
Конструктивные особенности, препятствующие достижению технического результата, вызывают высокое гидравлическое сопротивление активного сопла при движении в нем с большой скоростью активной жидкости, так как активная жидкость не будет двигаться в режиме резонанса с активным соплом из-за применимости формулы (1) только для движения в активном сопле газа. Это приводит к высоким энергозатратам при работе струйного насоса, когда активной средой является не газ, а жидкость.
Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявляемому объекту и принятому за прототип является 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 5/02, 1989 г.).
Конструктивные особенности, препятствующие достижению технического результата, вызывают высокое гидравлическое сопротивление при движении с большой скоростью активной жидкости в сопле, что приводит к высоким энергозатратам при работе струйного насоса.
Техническим результатом предлагаемого струйного насоса является уменьшение гидравлического сопротивления активной электропроводной жидкости, двигающейся с большой скоростью в сопле, а значит уменьшение энергозатрат при работе струйного насоса.
Поставленный технический результат достигается тем, что в струйном насосе, содержащем корпус с приемной камерой и патрубком подвода пассивной среды, установленные в корпусе камеру смешения с диффузором и активное сопло с установленным в нем сердечником, и источник тока, при этом сердечник подключен к положительному полюсу источника постоянного тока и установлен на электроизоляторе, а активное сопло подключено к отрицательному полюсу источника постоянного тока.
Подключение сердечника к положительному полюсу источника постоянного тока и подключение активного сопла - к отрицательному полюсу источника постоянного тока, приводит при движении в сопле электропроводной активной жидкости, например, воды или водных растворов, к электролизу с образованием у поверхностей сопла и сердечника электролитических газов, выполняющих функцию смазки этих поверхностей, что значительно снижает гидравлическое сопротивление сопла и сердечника, а значит уменьшает энергозатраты при работе струйного насоса.
Установка сердечника на электроизоляторе предотвращает короткое замыкание и утечку части тока на заземление, что увеличивает ток, идущий на электролиз активной электропроводной жидкости, приводящий к образованию пузырьков электролитических газов, а значит увеличивает эффект смазки этими газами поверхностей активного сопла и сердечника, что приводит к уменьшению гидравлического сопротивления и, следовательно, энергозатрат при движении активной электропроводной жидкости в сопле во время работы струйного насоса.
На чертеже представлен общий вид в разрезе предлагаемой конструкции струйного насоса.
Он состоит из корпуса 1 с приемной камерой 2 и патрубком подвода пассивной среды 3 и установлены в корпусе 1 камеры смешения 4 с диффузором и активного сопла 5 с установленным в нем сердечником 6, выполнены из электропроводного материала. Сердечник 6 подключен к положительному полюсу источника постоянного тока 7 и выполняет функцию анода, а активное сопло 5 подключено к отрицательному полюсу источника постоянного тока 7 и выполняет функцию катода, при этом сердечник 6 установлен на электроизоляторе 8. Корпус 1 подключен к заземлению 9. (Правила устройства электроустановок (ПУЭ) 6-ое издание, переработанное и дополненное, с изменениями. Утв. приказом Минэнерго РФ от 08.07.2002 г. №204. с. 49. Режим доступа: http://www.elec.ru/files/2013/09/06/pue_6_new.pct)
Струйный насос работает следующим образом.
Активную электропроводную жидкость, например, воду или водный раствор подают внутрь активного сопла 5, а на сердечник 6 от выпрямителя 7 положительный потенциал. Под действием разности потенциалов между сердечником 6 (анодом) и активным соплом 5 (катодом) идет электролиз с образованием пузырьков электролитического газа: у поверхности сердечника 6 - пузырьков кислорода, у поверхности активного сопла 5 - пузырьков водорода. Пузырьки водорода и кислорода, выполняя функцию смазки у поверхности активного сопла 5 (катода) и сердечника 6 (анода), значительно снижают гидравлическое сопротивление активного сопла 5 и сердечника 6 для движущейся в активном сопле с большой скоростью активной электропроводной жидкости. За счет эффекта эжекции активная жидкость на выходе из сопла 5 в приемную камеру 2 создает в ней разряжение, под действием которого пассивная жидкость всасывается в приемную камеру 2 и вместе с активной жидкостью поступает в диффузор камеры смешения 4, где обе жидкости перемешиваются.
Таким образом, подключение сердечника 6 к положительному полюсу источника постоянного тока 7, а активного сопла 5 - к отрицательному полюсу источника постоянного тока 7 и установка сердечника 6 на электроизоляторе 8 позволяют при электролизе электропроводной активной жидкости, например воды или водного раствора, создавать у поверхности активного сопла 5 и сердечника 6 газовую смазку в виде пузырьков электролитических газов, которая значительно снижает гидравлическое сопротивление двигающейся с большой скоростью в активном сопле 5 активной жидкости и уменьшает энергозатраты при работе струйного насоса.