СООСНЫЙ, ВИБРОУСТОЙЧИВЫЙ МНОГОСТРУЙНЫЙ СОПЛОВОЙ НАСОС-ЭЖЕКТОР

Полезная модель относится к струйной технике, преимущественно к жидкостно-газовым насосам-эжекторам, используемым в системах вакуумирования, и предназначаемым, в частности, для откачки различных паров и газов из емкостей и трубопроводов.
В настоящее время в системах вакуумирования ТЭЦ нашли широкое применение моногосопловые жидкостно-газовые эжекторы. Например, водовоздушные насосы-эжекторы модели ЭВ-7-100 состоят из семи параллельно включенных проточных частей/каналов, имеющих общую приемную камеру (Соколов Е.Я., Зингер Н.М. Струйные аппараты. - 3-е изд. перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1989-352 с.,  А.с. 484378 СССР, МКИ F28b 9/10. Водоструйный газожидкостный эжектор / Г.И. Ефимочкин, Б.Е. Кореннов (СССР). - №1903066/24-6; Заявлено 09.04.73; Опубл. 15.09.75, Бюл. №34, Вестник Южно-Уральского Государственного Университета (ЮУрГУ), №1, 2005) (1-3).  Для снижения отрицательного влияния углового перекоса струи, исходящей из сопла, приемная камера таких насосов/эжекторов выполняется укороченной. Однако укороченная длина приемной камеры ухудшает первоначальное засасывание эжектируемого газа в саму приемную камеру из входного патрубка. КПД таких аппаратов также в большой степени зависит от соосности рабочих сопел и камер смешения. В практике, при изготовлении таких насосов затруднительно или, в ряде случаев, невозможно обеспечить достаточную соосность сопел (струйных потоков) относительно своих камер смешения.
Известны технические решения насосных и транспортирующих устройств [ патент на полезную модель №155118 РФ, МПК B65G 53/14, 2015 и птент на полезную модель №99466 РФ, МПК B65G 65/30, 2010) (4, 5], имеющие удлиненный сопловой аппарат, у которых сопло расположено в приемной камере. Техническое решение [4] имеет один сопловой аппарат, снабженный одной центрирующей шайбой. Наличие центрирующей шайбы позволяет уменьшить несоосность соплового аппарата относительно камеры смешения. Но шайба, согласно ее техническому определению/термину, кроме центрального отверстия не имеет других отверстий, и тем самым в техническом решении [4] непроницаема для отсасываемой/транспортируемой среды. Поэтому, шайба в решении [4] может быть расположена в камере только до магистрали подвода отсасываемой/транспортируемой среды. Это обуславливает удаленность центрирующей шайбы от камеры смешения. Что на практике может приводить к недостаточной соосности соплового аппарата относительно камеры смешения. Из-за увеличенного вылета соплового аппарата возможны его консольные/поперечные колебания/вибрации, которые также могут влиять на КПД процесса.
Насосы-эжекторы модели ЭВ-7-100 [1] являются многосопловыми, но не имеют каких-либо устройств центрирования сопел относительно камер смешения. Сопловой аппарат транспортного насоса-эжектора [4] снабжен центрирующим элементом - шайбой. Но этот насос-эжектор является односопловым, что ограничивает его эффективную область применения при работе с жидкостно-газовыми средами.
В силу указанных противоречий, ни одно из этих устройств не может быть принято в качестве прототипа заявляемой полезной модели. Т.к. техническим решением заявляемой модели является следующее: наличие нескольких сопловых аппаратов, с их одновременным центрированием, которое осуществляется одним или более направителем. При этом направитель, кроме отверстий для центрирования сопел, имеет дополнительные отверстия для прохода откачиваемой среды. Наличие окон позволяет располагать направитель в непосредственной близости к камерам смешения, что значительно повышает точность центрирования сопел относительно камер.
Полезная модель позволяет решить две, связанные друг с другом, задачи:
обеспечить повышенную соосность сопловых труб с форсунками относительно смесительных камер в многосопловом насосе-эжекторе;
уменьшить вибраций сопловых труб при работе насоса-эжектора.
Поставленные задачи в данной полезной модели решаются следующим образом.
Для решения первой задачи, в приемной камере устанавливается направитель, с центрирующими отверстиями для сопловых труб. Направитель имеет окна для прохода засасываемой среды. Что позволяет установить направитель непосредственно перед камерами смешения, и тем самым обеспечить повышенную соосность.
Для решения второй задачи сопловые трубы снабжены виброизоляторами, располагаемыми в центрирующих отверстиях направителя.
На фиг. 1 представлен возможный вариант реализации заявляемой полезной модели. На фиг. 2 приведено ее поперечное сечение. На фиг. 3 представлен возможный вариант направителя.
Заявляемый насос-эжектор содержит следующие элементы:
подводящий патрубок активной среды 1,
подводящий патрубок засасываемой среды 2,
приемную камеру 3,
извлекаемые сменные сопловые трубы 4,
форсунки 5,
камеры смешения 6,
выходной патрубок 7,
направитель 8,
отверстия 8-а,
виброизоляторы 9,
центрирующие отверстия 9-а,
магистраль сообщения 10,
устройство регулирования сообщения 11,
мановакуумметры 12 и 13,
магистраль разгрузки/снижения давления 14,
устройство регулирования разгрузки 15.
Насос-эжектор работает следующим образом.
Активная среда, например вода или углеводородная смесь, подается под большим давлением через патрубок 1 к сопловым трубам 4, на выходе которых установлены форсунки 5. Активная среда, выходящая с большой скоростью из форсунок 5, попадает через нижнюю часть приемной камеры 3 в камеры смешения 6. При движении в приемной камере активная среда увлекает засасываемую среду (например, низконапорный газ) из нижней части приемной камеры 3. В нее газ вовлекается через отверстия 8-а из верхней части камеры 3. Газ в верхнюю часть камеры 3 изначально попадает из подводящего патрубка 2. Потоки активной среды, смешавшись с газом в камерах 6, попадают в патрубок 7, который жидкостно-газовая смесь (ЖГС) покидает за счет остаточной энергии. КПД работы насоса-эжектора улучшен, благодаря направителю 8, наличие которого повышает точность центрирования сопловых труб с форсунками относительно камер смешения 6.
Для снижения вибраций, возникающих при работе насоса-эжектора, сопловые трубы снабжены виброизоляторами 9, располагаемыми в центрирующих отверстиях направителя 8.
Технический результат от применения решений данной полезной модели заключается в следующем:
повышенный КПД процесса эжекции, за счет обеспечения соосности сопловых труб с форсунками относительно камер смешения;
уменьшенные мощностные потери, за счет снижения вибраций сопловых труб.
Для достижения технического результата насос-эжектор, содержащий подводящий патрубок активной среды, подводящий патрубок засасываемой среды, приемную камеру обоих сред, извлекаемые сменные сопловые трубы с форсунками, камеры смешения, выходной патрубок смешанных сред, включает расположенный в приемной камере один или более направитель с центрирующими отверстиями для удержания сопловых труб и их центрирования относительно камер смешения, причем сопловые трубы снабжены виброизоляторами, располагаемыми в центрирующих отверстиях, а для прохода засасываемой среды в направителе выполнены дополнительные отверстия.
Таким образом, применение заявляемой полезной модели позволяет получить следующие преимущества по сравнению с аналогами:
повышение КПД процесса эжекции, за счет обеспечения соосности сопловых труб с форсунками относительно камер смешения;
уменьшение мощностных потерь, за счет снижения вибраций сопловых труб.