ЭЖЕКТОР

Заявляемая полезная модель относится к струйным аппаратам и может быть использована в энергетике и близких к ней областях техники, авиации, в судостроении, в химической промышленности, в пожаротушении.
Известен эжектор, содержащий сопла высоконапорного и низконапорного потоков, камеру смешения и диффузор. Принцип работы эжектора заключается в передаче кинетической энергии высоконапорного потока низконапорному путем непосредственного контакта (смешения) (Соколов Н.М. Струйные аппараты. - 3-е изд. перераб. - М., Энергоатомиздат, 1989. - 352с.)
Недостатком известного эжектора являются:
- малый диаметр высоконапорного сопла (менее 0,5 мм) у эжекторов с малыми расходами и большими коэффициентами эжекции. Следствием малого диаметра является засорение сопла и изменение его эффективного диаметра, что ведет к изменению характеристик эжектора при его эксплуатации;
- невозможность настройки эжектора на требуемую характеристику. Необходимость настройки эжектора возникает из-за отклонений в размерах при изготовлении деталей;
- большая длина камеры смешения.
Известен также эжектор по патенту на полезную модель Российской Федерации №37536 PU1 кл. 7 F04F 5/02 Ахметзянов Ш.Х., Панченко В.И. и др. Водоструйная эжекторная установка. За счет применения в качестве рабочего сопла(сопла высоконапорного потока) центробежно-струной форсунки с геометрической характеристикой А≤3* удалось уменьшить длину камеры смешения и коэффициент µ. При А=3 получается µ=0,2 и диаметр сопла увеличивается в 2,25 раза при том же расходе жидкостей.
∗ - ,
с
вх
где R - плечо входных каналов, r - радиус выходного сопла, F - площадь поперечного сечения входного канала, n - число входных каналов, β - угол между направлением входного канала и осью сопла форсунки (Распыливание жидкостей / Дитякин Ю.Ф., Клячко Л.А., Новиков Б.В., Ягодкин В.И. - М: Машиностроение, 1977. 208 с; с.29)
Предлагаемой полезной моделью решается задача увеличения сопла высоконапорного потока и обеспечивается настройка эжектора на требуемую характеристику.
H
к.с
K.С
Для достижения указанной цели эжектор содержит, как и наиболее близкий к нему, сопла высоконапорного и низконапорного потоков, камеру смешения и диффузор, причем в качестве сопла высоконапорного потока применена центробежно-струйная форсунка. Но в отличии от известного в предлагаемом эжекторе сопло высоконапорного потока выполнено в виде центробежно-струйной форсунки с геометрической характеристикой А>3, что привело к увеличению сопла высоконапорного потока; имеется настроечный элемент в виде набора диафрагм с диаметром отверстий равным или больше диаметра сопла высоконапорного потока, установленных перед соплом высоконапорного потока. Количество диафрагм в ходе настройки может меняться. Настроечный элемент дает возможность точно дозировать расход высоконапорного потока и настраивать эжектор на требуемую характеристику. Большой диаметр отверстий в настроечном элементе устраняет засорение и изменение его расходной характеристики. Кроме того, в отличие от прототипа, подводящий патрубок 9 расположен эксцентрично относительно оси эжектора 10 с эксцентриситетом r<1/2d. (cм. рис.4), где d. - диаметр камеры смешения 4. Это позволило уменьшить длину камеры смешения за счет действия центробежных сил.
На фиг.1 представлен предлагаемый эжектор, на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1, на фиг.4 - сечение В-В на фиг.1.
Эжектор содержит сопло 1 высоконапорного потока в виде центробежно-струйной форсунки с завихрителем 2, сопло низконапорного потока 3, камеру смешения 4, диффузор 5, настроечный элемент 6 в виде набора диафрагм 7 с отверстиями 8, установленный перед соплом 1 высоконапорного потока и подводящий патрубок 9 низконапорного потока, расположенный эксцентрично относительно оси 10 эжектора.
Предлагаемый эжектор работает следующим образом.
с
вх
c
H
Высоконапорный поток подводится через настроечный элемент 6 к соплу 1 высоконапорного потока центробежно-струйной форсунки с завихрителем 2, как и в прототипе, сочетание размеров центробежно-струйной форсунки(r, R, F - см. рис.1) выбирается таким, чтобы, в отличие от прототипа, геометрическая характеристика форсунки была бы А>3 при площади входа FBX достаточно большой, чтобы не допустить засорения отверстий входа. Число отверстий входа т=1…2. Это обеспечивает малый коэффициент расхода сопла 1 и, как следствие, достаточно большой диаметр r, чтобы не допустить засорения сопла 1. Закрученный высоконапорный поток через сопло 1 и низконапорный поток через сопло 3 поступает в камеру смешения 4 и далее в диффузор 5. Так как подводящий патрубок 9 низконапорного потока смещен на расстояние r (см. рис.4) относительно оси 10 эжектора, то закрутка сохраняется и в камере смешения 4, что позволило уменьшить длину камеры смешения. Точная установка расхода высоконапорного потока при заданном давлении производится путем подбора чисел диафрагм 7 настроечного элемента 6.
К.С
c
c
H
2
1
К.С
КС
с
Работоспособность предлагаемого эжектора подтверждена экспериментально на модели имевшей размеры натурного образца: диаметр камеры смешения d.=8,4 мм, длина камеры смешения lкс.=60 мм; d=2r=1 мм;  мм; R=5,1 мм, r=0,9 мм. Был получен расчетный коэффициент эжекции n=G/G,=26,8. Такой же коэффициент эжекции получается у эжектора-прототипа с d=8,4 мм, но при l.=100 мм и d=0,42 мм, то есть потребовалась более длинная камера смешения и очень малый диаметр сопла высоконапорного потока. Полученные экспериментальные результаты подтверждают работоспособность и эффективность предлагаемого эжектора.