УНИВЕРСАЛЬНАЯ РАБОЧАЯ КАМЕРА ЭЖЕКТОРА (ВАРИАНТЫ)
VERSATILE WORKING EJECTOR CHAMBER (VERSIONS)

Изобретение относится к классу струйных насосов, его целью является улучшение энергетических характеристик указанных устройств, подробно описанных в источнике Соколов Е.Я., Зингер Н.М. Струйные аппараты, Энергоатомиздат, 1989, с. 266-274.
Известен относящийся к струйной технике ВИХРЕВОЙ ЭЖЕКТОР (авторское свидетельство SU №1333866 А1, класс F04F 5/42, от 03.01.86), содержащий камеру завихрения с центральным пассивным и кольцевым активным соплами, камеру смешения и диффузор. В активном сопле расположены закручивающие элементы. С целью повышения коэффициента эжекции на наружной поверхности пассивного сопла выполнена винтовая нарезка, выполняющая функции закручивающих элементов.
Известен предназначенный к использованию в химической, нефтехимической и других отраслях ВИХРЕВОЙ СТРУЙНЫЙ АППАРАТ (патент RU №2076250 С1, класс 6 F04F 5/42, от 29.04.94), состоящий из нескольких разъемных и/или неразъемных цилиндрических секций, содержащих приемную камеру, кольцевое профилированное активное сопло и тангенциальный вводной штуцер. Активные сопла могут быть снабжены направляющими, или проточками, или профилированными лопатками, например лопатками типа паровых и газовых лопаток.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предлагаемое изобретение относится к наиболее важному рабочему органу струйного насоса, создающему поток активной текучей среды. От параметров этого потока (величина и направление вектора скорости, температура активной среды и др.) зависит эффективность воздействия на пассивную текучую среду. Для формирования потока активной текучей среды, имеющего необходимые параметры, предлагается использовать устройство, в состав которого входит тороидальный сосуд. Это устройство может быть названо универсальной рабочей камерой эжектора.
Активная текучая среда поступает во внутренний объем тороидального сосуда при помощи устройства подачи, содержащего штуцеры подвода. Каждый штуцер снабжен профилированным соплом, создающим струю активной среды. Ось сопла располагается в меридианной плоскости так, чтобы вектор скорости активной струи был направлен по касательной к внутреннему контуру сечения тороидального сосуда этой плоскостью.
Внутри сосуда возникает вихревой осесимметричный поток активной текучей среды, периферийная часть которого попадает за пределы внутреннего объема сосуда через кольцевое сопло. Это сопло предназначено для формирования вне сосуда осесимметричного потока активной текучей среды.
Кольцевое сопло создается в результате отсечения части внутреннего объема тороидального сосуда плоскостью, перпендикулярной оси сосуда. Кольцевое сопло может быть создано также в результате отсечения части внутреннего объема тороидального сосуда внутренней поверхностью прямого кругового конуса, соосного внутренней поверхности тороидального сосуда. Еще одна возможность создания кольцевого сопла появляется при отсечении части внутреннего объема тороидального сосуда внутренней поверхностью прямого кругового цилиндра, соосного внутренней поверхности тороидального сосуда.
Суммарное приращение кинетической энергии потока пассивной текучей среды можно увеличить путем использования многоступенчатой рабочей камеры. При разработке проточной части такой камеры может возникнуть необходимость применения комбинаций секущих поверхностей для создания кольцевого сопла. Например, плоскость, перпендикулярная оси сосуда, в сочетании с внутренней поверхностью прямого кругового конуса, соосного тороидальной поверхности. Возможно также применение сочетания внутренних поверхностей двух соосных прямых круговых конусов, имеющих разные углы наклона образующих к оси сосуда, либо сочетания внутренней поверхности прямого кругового цилиндра, соосного внутренней поверхности тороидального сосуда, с внутренней поверхностью соосного прямого кругового конуса.
КОНСТРУКЦИЯ УНИВЕРСАЛЬНОЙ РАБОЧЕЙ КАМЕРЫ ЭЖЕКТОРА
Конструкция универсальной рабочей камеры, имеющей в своем составе тороидальный сосуд с кольцевым соплом, созданным в результате отсечения части внутреннего объема тороидального сосуда плоскостью, перпендикулярной оси сосуда, схематически представлена на фиг. 1.
Тороидальный сосуд (поз. 2) выполнен в сборе с плоским кольцом, перпендикулярным оси (поз. 4) камеры. След плоскости (поз. 3) отсекает часть образующей (поз. 5) тороидальной поверхности сосуда от внутреннего объема сосуда. Точки пересечения (поз. 10) указанных линий - это меридианные проекции рабочих кромок образовавшегося кольцевого сопла на плоскость чертежа.
На фиг. 1 представлены штуцеры (поз. 9) с профилированными соплами (поз. 8) устройства подачи активной текучей среды во внутренний объем тороидального сосуда.
Конструкция универсальной рабочей камеры, имеющей в своем составе тороидальный сосуд с кольцевым соплом, созданным в результате отсечения части внутреннего объема тороидального сосуда внутренней поверхностью прямого кругового конуса, соосного внутренней поверхности тороидального сосуда, схематически представлена на фиг. 2.
Тороидальный сосуд (поз. 12), ось которого (поз. 14) является осью камеры, выполнен в сборе с соосным усеченным прямым круговым конусом. Образующая внутренней боковой поверхности конуса (поз. 13) отсекает часть образующей (поз. 15) тороидальной поверхности сосуда от внутреннего объема сосуда. Точки пересечения (поз. 18) указанных линий - это меридианные проекции рабочих кромок образовавшегося кольцевого сопла на плоскость чертежа. На фиг. 2 представлены штуцер (поз. 20) и профилированное сопло (поз. 19) устройства подачи активной текучей среды во внутренний объем тороидального сосуда для формирования вне сосуда осесимметричного потока активной текучей среды, направленного в сторону меньшего основания конуса.
Конструкция универсальной рабочей камеры, имеющей в своем составе тороидальный сосуд с кольцевым соплом, созданным в результате отсечения части внутреннего объема тороидального сосуда внутренней поверхностью прямого кругового цилиндра, соосного внутренней поверхности тороидального сосуда, схематически представлена на фиг. 3.
Тороидальный сосуд (поз. 22) выполнен в сборе с соосным прямым круговым цилиндром. Образующая внутренней боковой поверхности цилиндра (поз. 23) отсекает часть образующей (поз. 25) тороидальной поверхности сосуда от внутреннего объема сосуда. Точки пересечения (поз. 28) указанных линий - это меридианные проекции рабочих кромок образовавшегося кольцевого сопла на плоскость чертежа. На фиг. 3 представлены штуцер (поз. 30) и профилированное сопло (поз. 29) устройства подачи активной текучей среды во внутренний объем тороидального сосуда для формирования вне сосуда осесимметричного потока активной текучей среды, направленного по стрелке А на оси камеры (поз. 24).
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ ПРЕДЛАГАЕМОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Как видно из приведенного выше текста описания изобретения и чертежей (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3), основные варианты исполнения универсальной рабочей камеры эжектора, а также различные комбинации основных вариантов исполнения позволяют пользователю создавать такую проточную часть камеры, которая соответствует его потребностям. Изготовление отдельных узлов и деталей можно осуществить путем механической обработки на металлорежущих станках либо при помощи других технологий (литье, штамповка, 3D-печать и т.д.). Таким образом, применение предлагаемого изобретения открывает дополнительные возможности формирования потоков активной текучей среды. Традиционные области применения эжекторов могут быть расширены, например, их использованием при создании водометных движителей для маломерных судов и летательных аппаратов для безаэродромной авиации.