СТРУЙНЫЙ АППАРАТ С ПРЕРЫВИСТОЙ ПОДАЧЕЙ АКТИВНОЙ СРЕДЫ

Полезная модель относится к струйной технике и может быть использована в химической, пищевой, металлургической промышленности, а также в сельскохозяйственном производстве.
Струйный аппарат с прерывистой подачей активной среды содержит приемную камеру, камеру смешения и диффузор, а также сопла для подвода напорной (активной) и откачиваемой (пассивной) сред. Отличительная особенность аппарата заключается в том, что к входному патрубку прикреплен прерывающий механизм. Механизм состоит из корпуса, выполненного путем соединения двух полуцилиндров и перемычки, пластины, жестко прикрепленной к оси и представляющей собой два полукруга. Полуцилиндры и пластина выполнена с центром в точке, смщенной от оси входного патрубка на величину эксцентриситета е.
Целью полезной модели является упрощение конструкции и повышение эффективности работы струйного аппарата с прерывистой подачей активной среды путем автоматического поддержания пульсирующего режима.
Известен периферийный эжектор [1], содержащий корпус с кольцевой щелью для истечения сжатого воздуха, диффузор и тангенциальный штуцер для подвода воздуха в кольцевую полость. Для уменьшения трения транспортируемого материала о стенки корпуса, в кольцевой полости помещен дебалансный шарик, перемещающийся по кольцевой полости под действием сжатого воздуха и прерываемый ее.
Недостатком известного эжектора является невозможность регулирования частоты колебаний за счет движения шарика. Вторым недостатком его является невозможность использования в эжекторах с центральным подводом сжатой среды через центральное активное сопло, во многих случаях являющимся более эффективным, чем периферийное.
Известен струйный насос [2], содержащий корпус, камеру смешения, диффузор, активное сопло с подпружиненной относительно корпуса втулкой и перепускной канал. Вход перепускного канала подключен к патрубку подвода активной среды, а выход к приемной камере. Для повышения надежности работы за счет упрощения конструкции насоса, втулка подпружинена со стороны приемной камеры и расположена с возможностью перекрытия входа канала в исходном положении, при этом в последнем установлен регулируемый дроссель.
Недостатком отмеченного струйного насоса является сложность его конструкции и невысокая надежность. Вторым недостатком струйного насоса является сложность регулирования частоты и величины хода активного сопла и, вследствие этого, частоты и амплитуды пульсации активной среды.
Наиболее близким по конструкции и принципу действия является пульсирующий эжектор [3].
Сущность изобретения заключена в том, что к входному патрубку при помощи резьбового соединения прикреплен прерывающий механизм. Он состоит из цилиндрической гильзы, в которой выполнены каналы для прохода высоконапорной среды. Внутри гильзы помещен прерывающий механизм потока высоконапорной среды шарик и пружина. Пульсирующий струйный аппарат работает следующим образом. Открытие отверстия входного патрубка осуществляется воздействием высоконапорного потока на шарик. Запирание входного отверстия производится за счет перепада давления. Частота пульсации и давление на входе регулируется за счет подбора массы шарика и воздействия пружины на шарик, упругость которой регулируется установкой гильзы наворачивания ее на входной патрубок низковакуумного струйного аппарата.
Недостатком известного пульсирующего эжектора является сложность конструкции и невысокая надежность в эксплуатации, а также малая долговечность работы, вследствие многократного ударного воздействия шарика на корпус.
Задача полезной модели - повышение эффективности работы пульсирующего струйного аппарата, упрощение его конструкции, а также повышение надежности и долговечности работы.
Указанная задача достигается тем, что к входному патрубку прикреплен прерывающий механизм. Он состоит из корпуса, выполненного путем соединения по образующим линиям двух полуцилиндров и соединяющей их перемычки. Механизм снабжен поворотной пластиной, представляющей собой соединение большого и малого полукруга. Полуцилиндры и пластина выполнены с центром в точке, удаленной от оси входного патрубка на величину эксцентриситета е. Радиус большого полукруга равен радиусу патрубка, радиус малого полукруга равен радиусу патрубка минус величина эксцентриситета. Пластина жестко посажена на ось с рычагами, к которым при помощи резьбовых соединений прикреплены регулирующие ход пластины грузы. На резьбовых концах рычагов предусмотрены контргайки.
На фиг.1 представлен струйный аппарат с прерывистой подачей активной среды (продольный разрез); на фиг.2 - прерывающий механизм (сечение А-А) в момент запирания активной среды; на фиг.3 - прерывающий механизм (сечение А-А) в момент подачи активной среды; на фиг.4 - прерывающий механизм (вид Б).
Струйный аппарат с прерывистой подачей активной среды включает в себя высоконапорное сопло 1 подачи активной среды, выполненное либо суживающейся, либо суживающейся - расширяющейся формы (в зависимости от агрегатного состояния подаваемой среды), низконапорное сопло 2 откачиваемой среды, приемную камеру 3, патрубок 4 подачи откачиваемой среды, камеру смешения 5, диффузор 6 и прерывающий механизм 7, прикрепленный к входному патрубку 8 струйного аппарата. Прерывающий механизм 8 состоит из верхнего 9 и нижнего 10 полуцилиндров, соединенных между собой. Нижний полуцилиндр 10 с двух сторон имеет утолщения, в которые эксцентрично относительно оси выходного патрубка 8, помещены втулки 11. В них вставлены оси 12, жестко соединенные с одной стороны с пластиной 13, а другой - с рычагами 14. На рычагах размещены подвижные грузы 15. На резьбовом конце рычагов 14 предусмотрена фиксирующая положение грузов контргайка 16.
Струйный аппарат с прерывистой подачей активной среды работает следующим образом.
Поток высоконапорной активной среды через прерывающий механизм 7 и входной патрубок 8 струйного аппарата поступает в сопло подачи высоконапорной активной среды 1. Специальная форма сопла 1 приводит к значительному ускорению потока и снижению давления в приемной камере 3. Под действием перепада давления в приемной камере и давления на входе в патрубок 4, откачиваемая среда поступает в низконапорное сопло 2 откачиваемой среды. Далее оба потока поступают в камеру смешения 5, где происходит выравнивание поля скоростей и давлений потоков, и смесь поступает в диффузор 6. В диффузоре происходит снижение скорости потока и повышение его давления. Для повышения КПД работы струйного аппарата, путем снижения потерь на трение потока и повышения эффективности смешивания, используется пульсация потока. С этой целью входному патрубку 8 прикреплен прерывающий механизм 7. В неработающем состоянии пластина 13, под действием грузов 15, находится в нижнем положении. Под действием перепада давления, возникающего во время работы струйного аппарата, за счет разницы площадей верхней и нижней частей пластины 13, последняя отклоняется, открывая доступ активной среде во входной патрубок 8, и затем через сопло подачи высоконапорной активной среды 1 в камеру смешения 5. Частота и амплитуда колебаний регулируется перемещением грузов 15, положение которых фиксируется контргайкой 16.
Технико-экономическая эффективность достигается тем, что применение прерывистой подачи активного потока в струйном аппарате приводит к увеличению производительности при заданном давлении в 2…5 раза при сравнении со стационарным струйным аппаратом.
Источники информации
1. SU авторское свидетельство, 459384, кл. В65В 41/14, 1975.
2. SU авторское свидетельство, 1581871, кл. F04F 5/04, 1990.
3. SU патент, 2097606, кл. 6 F04F 5/04, 1997.