Эжектор

Полезная модель относится к струйной технике и может быть использована для перекачивания газов.
Известен эжектор, принцип работы которого заключается в улучшении его аэродинамических характеристик ((патент №2079725 РФ, МПК F04F 5/14. Газовый эжектор / В.И. Шадрин; Предприятие по добыче и транспортировке природного газа "Надымгазпром" РАО Газпром (РФ). - №94038577/06; Заявл. 13.10.1994; Опубл. 20.05.1997, Бюл. №14).
Газовый эжектор, содержит активное сопло, приемную камеру, камеру смешения и диффузор, расположенный в полости напорного трубопровода, диффузор выполнен из коаксиально расположенных патрубков, соосно смещенных так, что концы труб камеры смешения и коаксиальных патрубков находятся на образующей расширяющейся конусной поверхности.
Эжектор работает следующим образом.
Высоконапорный газ поступает из активного сопла в камеру смешения, где смешивается с пассивной средой, поступающей из приемной камеры. Далее смесь поступает с диффузор. В диффузоре происходит интенсивное торможение потока за счет приращения его массы циркуляционными потоками, возникающими вокруг патрубков. Циркуляционные потоки проникают через пространства образованные трубопроводом и наружной поверхностью последнего патрубка и распределяются пропорционально перепадам давления, возникающим в щелях диффузора.
Такое выполнение эжектора позволяет повысить эффективности его работы за счет повышения эффективности работы диффузора при больших скоростях потока и его экономичность.
Недостатком эжектора является то, что в процессе работы загрязняющих веществ, поступающие с удаляемой воздушной смесью, налипают на внутренние стенки конуса диффузора, что приводит к ухудшению аэродинамические характеристики эжектора и уменьшению его коэффициента полезного действия.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является эжектор (Патент №170500 РФ, МПК F04F 5/14. Эжектор / Борзеев И.Я., Балюк А.А., Катин В.Д.; ДВГУПС (РФ). - №2016143844; Заявлено 08.11. 2016; Опубл. 26.04.2017, Бюл. №12. - 1 с.).
Эжектор содержит активное сопло, приемную камеру, камеру смешения и диффузор, расположенный в полости напорного трубопровода, устройство для удаления загрязняющих веществ с внутренней конусной поверхности диффузора, расположенное в верхней части напорного трубопровода.
Диффузор выполнен из коаксиально расположенных патрубков, выходные концы которых расположены на образующей линии расширяющейся конусной поверхности. Между патрубками образованы щели.
Устройство для удаления загрязняющих веществ с внутренней конусной поверхности диффузора, выполнено из электродвигателя, установленного на решетчатой пластине, прикрепленной к напорному трубопроводу в верхней его части, коромысла, выполненного в виде усеченной пирамиды своими очертаниями повторяющей внутренние контуры конуса диффузора и закрепленного в нижней части электродвигателя с возможностью вращения, щеток, закрепленных на боковой поверхности коромысла.
Работа эжектора основана на принципе подсоса (эжекции) и осуществляется следующим образом.
Поток рабочего воздуха (эжектирующего), выходящий с большой скоростью из сопла поступает в камеру смешения, увлекает за собой эжектируемый воздух (или газовоздушную смесь), создавая в приемной камере зону пониженного давления, которое усиливает отсос воздуха из помещения. В камере смешения происходит перемешивание эжектируемого и эжектирующего воздуха и выравнивание скоростей. Затем смешанный воздух поступает в диффузор, где происходит интенсивное торможение потока за счет приращения его массы циркуляционными потоками, возникающими вокруг патрубков, которые проникают через пространства образованные напорным трубопроводом и наружной поверхностью последнего патрубка и распределяются пропорционально перепадам давления, возникающим в щелях диффузора. Вследствие уменьшения скорости динамического давления динамическое давление преобразуется в статическое.
В процессе работы эжектора, загрязняющие вещества, находящиеся в воздухе, налипают на внутреннюю поверхность диффузора, что приводит к снижению аэродинамических характеристик эжектора. Поэтому для удаления загрязняющих веществ периодически включается электродвигатель, который приводит во вращение коромысло с закрепленными на нем щетками. Коромысло со щетками, вращаясь со скорость 6 об/мин, соскребает загрязняющие вещества со стенок внутренней поверхности диффузора. Кроме того, коромысло со щетками, вращаясь, создает зону разрежения. В результате чего происходит переток воздушной смеси из зоны относительно малого разрежения в зону более высокого разрежения и соскребаемые со стенок внутренней поверхности диффузора загрязняющие вещества удаляются напором газовой смеси наружу.
Эжектор позволяет повысить аэродинамических характеристик эжектора и его коэффициента полезного действия за счет периодического удаления налипших на стенки диффузора загрязняющих веществ.
Недостатком недостаточная эффективность очистки от налипающих на внутренних поверхностях эжектора загрязняющих веществ, что приводит к снижению его аэродинамических характеристик и, следовательно, его коэффициента полезного действия. Это обусловлено тем, что загрязняющие вещества находящиеся в воздухе за счет больших скоростей эжектируемого воздуха интенсивно оседают на внутренних стенках не только диффузора и но на стенках камеры смешения.
Задача, решаемая полезной моделью, заключается в разработке эжектора, позволяющего повысить коэффициент полезного действия эжектора за счет улучшения его аэродинамических характеристик путем эффективной очистке внутренней поверхности камеры смешения.
Для решения поставленной задачи в эжекторе, содержащем активное сопло, приемную камеру, камеру смешения, диффузор, расположенный в полости напорного трубопровода, и выполненный из коаксиально расположенных патрубков, соосно смещенных так, что концы труб камеры смешения и коаксиальных патрубков находятся на образующей расширяющейся конусной поверхности и между которыми образованы щели, устройство для удаления загрязняющих веществ с внутренней конусной поверхности диффузора, выполненное из электродвигателя, установленного в верхней части диффузора, коромысла, закрепленного в нижней части электродвигателя с возможностью вращения, и выполненного в виде усеченной пирамиды своими очертаниями повторяющей внутренние контуры конуса диффузора и щеток для удаления загрязняющих веществ с внутренней поверхности конуса диффузора, закрепленных на боковой поверхности коромысла, дополнительно установлено устройство для удаления загрязняющих веществ с внутренней поверхности камеры смешения, выполненное из упругого стержня, закрепленного верхним концом к коромыслу с помощью эластичной втулки, а на нижнем свободном конце стержня установлена винтовая пружина, концы которой скреплены со стержнем.
Признаками, отличающими заявленное решение от прототипа, является снабжение эжектора устройством для удаления загрязняющих веществ с внутренней поверхности камеры смешения, выполнение устройства из упругого стержня, закрепленного верхним концом к коромыслу с помощью эластичной втулки, установка на нижнем свободном конце стержня винтовой пружины, концы которой скреплены со стержнем.
Наличие отличительных признаков в совокупности существенных признаков заявляемого решения свидетельствует о соответствии заявляемого решения критерию патентоспособности "новизна".
Благодаря отличительным признакам повышается эффективность очистки внутренней поверхности камеры смешения от загрязняющих веществ, поступающих с эжектируемой воздушной смесью, что приводит к повышению коэффициента полезного действия эжектора.
Это обусловлено тем, что вращение коромысла с частотой 6 об/мин приводит во вращение упругий стержень с пружиной одновременно прижимая его к стенкам камеры смешения, пружина очищает налипшие на стенки камеры загрязняющие вещества. Загрязняющие вещества удаляются напором газовой смеси наружу. Это приводит к улучшению аэродинамических характеристик эжектора, а, следовательно, к повышению его коэффициента полезного действия.
Предлагаемый эжектор иллюстрируется чертежом.
Эжектор содержит сопло 1, приемную камеру 2, камеру смешения 3 и диффузор 4, расположенный в полости напорного трубопровода 5, устройство для удаления загрязняющих веществ с внутренней конусной поверхности 6 диффузора 4, расположенное в верхней части напорного трубопровода 5, устройство для удаления загрязняющих веществ с внутренней поверхности камеры смешения 3.
Диффузор 4 выполнен из коаксиально расположенных патрубков 7, выходные концы которых расположены на образующей линии, расширяющейся конусной поверхности 6. Между патрубками 7 образованы щели 8.
Устройство для удаления загрязняющих веществ с внутренней конусной поверхности 6 диффузора 4 выполнено из электродвигателя 9, установленного на решетчатой пластине 10, прикрепленной к напорному трубопроводу 5 в верхней его части, коромысла 11, выполненного в виде усеченной пирамиды своими очертаниями повторяющей внутренние контуры диффузора 4 и закрепленного в нижней части электродвигателя 9 с возможностью вращения, щеток 12, закрепленных на боковой поверхности коромысла 11.
Устройство для удаления загрязняющих веществ с внутренней поверхности камеры смешения 3 выполнено из стержня 13, пружину 14, эластичной втулки 15 для крепления стержня 13 к коромыслу 11.
Работа эжектора основана на принципе подсоса (эжекции) и осуществляется следующим образом.
Поток рабочего воздуха (эжектирующего), выходящий с большой скоростью из сопла 1 поступает в камеру смешения 3, увлекает за собой эжектируемый воздух (или газовоздушную смесь), создавая в приемной камере 2 зону пониженного давления, которое усиливает отсос воздуха из помещения. В камере смешения 3 происходит перемешивание эжектируемого и эжектирующего воздуха и выравнивание скоростей. Затем смешанный воздух поступает в диффузор 4, где происходит интенсивное торможение потока за счет приращения его массы циркуляционными потоками, возникающими вокруг патрубков 7, которые проникают через пространства образованные напорным трубопроводом 5 и наружной поверхностью последнего патрубка 7 и распределяются пропорционально перепадам давления, возникающим в щелях 8 диффузора 4. Вследствие уменьшения скорости динамического давления динамическое давление преобразуется в статическое.
В процессе работы эжектора, загрязняющие вещества, находящиеся в воздухе, налипают на внутреннюю поверхность диффузора 4 и камеры смешения 3 приводящие к снижению аэродинамических характеристик эжектора. Поэтому для удаления загрязняющих веществ периодически включается электродвигатель 9, который приводит во вращение коромысло 11 с закрепленными на нем щетками 12. Коромысло 11 со щетками 12, вращаясь со скорость 6 об/мин, соскребает загрязняющие вещества со стенок внутренней поверхности 6 диффузора 4 и под действием. Одновременно вращаясь, коромысло 11 приводит во вращение упругий стержень 13 с установленной на нем пружиной 15 и прижимает его к стенкам камеры смешения 3. При вращении стержня 13 с пружиной 14 налипшие на стенки камеры смешения 3 соскребаются. Кроме того, коромысло 11 со щетками 12, вращаясь, создает зону разрежения. В результате чего происходит переток воздушной смеси из зоны относительно малого разрежения в зону более высокого разрежения и соскребаемые со стенок внутренней поверхности 6 диффузора 4 и стенок камеры смешения 3 загрязняющие вещества удаляются напором газовой смеси наружу.
Периодическое удаление налипшей на стенки диффузора и камеры смешения загрязняющих веществ приводит к повышению аэродинамических характеристик эжектора и его коэффициента полезного действия. При этом эжектор не искажает аэродинамику газового потока.