ВИХРЕВОЙ ЭЖЕКТОР

Полезная модель относится к области струйной техники и может быть использована для инжекции газового или жидкостного потока.
Из существующего уровня техники известен вихревой эжектор (насос) с цилиндрической камерой смешения и тангенциальным подводом рабочей жидкости (газа), вихревое движение которой используется для подсасывания эжектируемой (поднимаемой) среды, поступающей в камеру смешения в осевом направлении, причем патрубок для подвода эжектируемой среды расположен соосно с камерой смешения и подходит к ядру вихря, а сама камера заканчивается щелевым диффузором и связанной с ним улиткой (А.с. №88775. Вихревой эжектор / М.Г. Дубинский, С.З. Копелев, А.О. Мацук).
Известен так же вихревой эжектор, содержащий вихревую камеру с тангенциальным патрубком подвода активной среды, расположенный по ее оси патрубок подвода пассивной среды, камеру смешения и диффузор, который выполнен в виде цилиндрической камеры, имеющей диаметр и ширину, составляющие соответственно 2…2,5 и 1…2 диаметра патрубка подвода пассивной среды, и расположенной от среза последнего на расстоянии, составляющем 0,2…0,5 от его диаметра (А.с. №1373905. Вихревой эжектор / B.C. Кроник, И.П. Неелов, В.П. Запорожец, А.И. Каржинеров. Опубл. 15.02.1988 г. Бюл. №6).
Недостатком данных конструкций вихревых эжекторов является относительно не высокая всасывающая способность и низкий коэффициент эжекции.
Наиболее близким к заявленному техническому решению по технической сущности и достигаемому техническому результату является жидкостно-газовый вихревой эжектор, содержащий вихревую камеру с тангенциальными каналами подвода жидкостной активной среды и осевым патрубком подвода пассивной среды, камеры смешения и конический щелевой диффузор, причем площадь тангенциальных каналов подвода жидкостной активной среды составляет 0,206-0,215 площади проходного сечения камеры смешения (А.с. №1571313. Жидкостно-газовый вихревой эжектор / А.А. Казанцев, В.В. Тишаков. Опубл. 15.06.1990 г. Бюл. №22). Описанное устройство принято за прототип полезной модели.
Недостатком данной конструкции является относительно низкая всасывающая способность и невысокий коэффициент эжекции.
Технической задачей полезной модели является повышение всасывающей способности вихревого эжектора и коэффициента эжекции.
Поставленная задача решена за счет того, что заявленный вихревой эжектор содержит цилиндрическую вихревую камеру диаметром D с тангенциальными питающими каналами, центральный канал для подвода пассивной среды, камеру смешения и отводящий патрубок, причем камера смешения имеет диаметр D1 равный 1,2…1,5D, а в месте перехода вихревой камеры в камеру смешения выполнен дополнительный кольцевой канал для подвода пассивной среды, кроме того, в конце камеры смешения, на ее оси, установлено обтекаемое тело вращения, максимальный диаметр которого D2 равен 0,5…0,8D1, при этом обтекаемое тело вращения установлено на изогнутых лопатках, передняя кромка которых обращена к набегающему вихревому потоку, а задняя параллельно оси отводящего патрубка.
Конструкция вихревого эжектора поясняется чертежами, на которых показаны вид спереди (фиг.1) и вид сбоку (фиг.2) с указанием конструктивных элементов устройства.
Вихревой эжектор содержит цилиндрическую вихревую камеру 1 диаметром D с тангенциальными питающими каналами 2, центральный канал 3 для подвода пассивной среды, камеру смешения 4 диаметром D1=1,2…1,5D и отводящий патрубок 5. В месте перехода вихревой камеры 1 в камеру смешения 4 выполнен дополнительный кольцевой канал 6 для подвода пассивной среды, а в конце камеры смешения 4 на ее оси установлено обтекаемое тело вращения 7, максимальный диаметр которого D2=0,5…0,8D1, причем обтекаемое тело вращения 7 установлено на изогнутых лопатках 8, передняя кромка которых обращена к набегающему вихревому потоку, а задняя параллельно оси отводящего патрубка 5.
Вихревой эжектор работает следующим образом. При подаче давления на тангенциальные питающие каналы 2 формируется поток, который, попадая в вихревую камеру 1 диаметром D, закручивается и приобретает вихревой характер течения. При этом в центральной области вихревой камеры 1 образуется область пониженного давления и происходит засасывание среды через центральный канал 3 для подвода пассивной среды. Далее суммарный поток поступает в камеру смешения 4 диаметром D1=1,2…1,5D и при входе в нее на участке перехода также создается область пониженного давления, куда засасывается среда через дополнительный кольцевой канал 6, увеличивая тем самым всасывающую способность устройства. Затем в камере смешения 4 происходит смешение активного и пассивного потоков, образуется суммарный поток и направляется в кольцевой зазор, образованный стенками камеры смешения 4 и обтекаемым телом вращения 7 с максимальным диаметром D2=0,5…0,8D1, которое препятствует образованию обратного тока среды из отводящего патрубка. При этом закрученный поток входит между изогнутыми лопатками 8, а затем приобретает направление течения вдоль оси отводящего патрубка 5, происходит выпрямление потока и снижение общего сопротивления движению среды на выходе устройства.
Таким образом, наличие дополнительного пассивного кольцевого канала, выполненного на переходе вихревой камеры диаметром D в камеру смешения диаметром D1 и обтекаемого тела вращения диаметром D2, установленного на изогнутых лопатках на выходе камеры смешения, позволяет существенно повысить всасывающую способность вихревого эжектора и, тем самым, повысить коэффициент эжекции.