СТРУЙНЫЙ НАСОС

Полезная модель относится к струйной технике, в частности к сверхзвуковым струйным насосам для перекачки различных жидких сред, и может быть использовано в стесненных условиях размещения в обсадных трубах и горловинах цистерн и т.п. емкостей.
Известны газлифтные установки по патентам RU №№21628 и 26613, МПК F04F 5/54, F04F 1/00. Установки содержат нефтеподъемную колонну, размещенную с зазором в полости обсадной трубы, а также средства для подвода сжатого газа в полость нефтеподъемной колонны, распределенные по длине последней. Средства для подвода сжатого газа выполнены в виде выпускных патрубков, размещенных симметрично, как минимум попарно, относительно продольной оси колонны. Выпускные патрубки обращены вверх своими выпускными отверстиями, а своими приемными отверстиями открыты в концентрично расположенную вокруг нефтеподъемной колонны герметичную полость. Указанная полость связана с источником сжатого газа и образована кожухом, концентричным с колонной, причем между внешней поверхностью кожуха и внутренней поверхность обсадной трубы оставлен сквозной зазор.
Известные установки обладают относительно низкой производительностью. Для повышения эффективности работы в полезной модели по патенту №26613 выпускной конец нефтеподъемной колонны посредством трубопроводов, снабженных задвижками, подключен к герметичным нефтеприемным емкостям, как минимум двум, полости которых подключены к средству создания вакуума, например, вакуум-насосу, что усложняет устройство. Установки также сложны в изготовлении из-за необходимости выполнения в теле нефтеподъемной колонны сложных по форме каналов.
Известен также струйный насос по патенту RU №№55440, МПК F04F 5/02. Насос содержит корпус с установленным в нем соплом, патрубок подвода рабочей жидкости, всасывающий патрубок, камеру смешения и диффузор. На патрубке подвода рабочей жидкости установлена крестовина, сцентрированная периферийными участками лопаток по внутренней поверхности корпуса насоса. Наружная поверхность выходного участка сопла и ответная внутренняя часть поверхности корпуса насоса выполнены нелинейными, выпукло-вогнутыми, образуя кольцевой конусный канал, сужающийся по направлению движения рабочей жидкости.
Недостатком известного насоса также является относительно низкая производительность. Конструкция насоса не позволяет реализовать режим "трансзвукового" скачка давления. Кроме того, наличие дополнительных лопаток и вогнуто-выпуклых поверхностей деталей насоса усложняет как само устройство, так и технологию его изготовления.
Известен также погружной струйный насос В.А.Есина (патент SU №1780563, МПК F04F 5/14). Насос содержит корпус с камерой смешения, диффузор, патрубок подвода активной среды, патрубок подвода пассивной среды с обратным клапаном, установленный соосно с корпусом с образованием с последним вихревой кольцевой приемной камеры и кольцевого активного сопла. Выходной участок проточной части патрубка подвода пассивной среды выполнен расширяющимся и образован конической поверхностью. Обратный клапан установлен в выходном участке патрубка подвода пассивной среды. Патрубок подвода активной среды выполнен тангенциальным. На входе в патрубок подвода пассивной среды установлена сетка, а камера смешения с диффузором установлены в корпусе.
Известный насос обладает высокой производительностью, однако
имеет достаточно сложную конструкцию.
Известен также пароводяной струйный аппарат по евразийскому патенту №004392, МПК F04F 5/24. Аппарат содержит корпус с отверстиями для подачи соответственно активной газообразной и пассивной жидкой сред. При этом, отверстие для подачи пассивной жидкой среды выполнено в боковой стенке корпуса, а отверстие для подачи активной газообразной среды выполнено в его торце. Внутри корпуса размещены сопло для подвода активной газообразной среды с входным сужающимся и выходным расширяющимся участками, и приемная камера. Аппарат содержит также патрубок подвода пассивной жидкой среды и камеру смешения, имеющую по ходу движения рабочей среды сужающийся конический, цилиндрический и расширяющийся участки.
Использование в данной насадке сопла Лаваля в качестве парового сопла позволяет реализовать режим "трансзвукового" скачка давления в двухфазной среде, что повышает эффективность устройства.
Известное устройство по совокупности существенных признаков является наиболее близким к заявляемому техническому решению и выбрано в качестве ближайшего аналога (прототипа).
К недостаткам известного устройства при его использовании в качестве погружного насоса следует отнести большие поперечные габариты, обусловленные наличием значительного по габаритам патрубка подвода пассивной жидкой среды, и, как следствие, невозможность использования устройства в стесненных условиях размещения (в обсадных трубах, горловинах цистерн и т.п.). Кроме того, выполнение в корпусе отверстия для подачи пассивной жидкой среды в его боковой стенке, а отверстия для подачи активной газообразной среды в торцовой части корпуса, затрудняет откачивание жидких сред из придонных областей осушаемых емкостей.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является расширение эксплуатационных возможностей.
Указанный технический результат достигается тем, что в струйном насосе, содержащем корпус с отверстиями для подачи активной газообразной и пассивной жидкой сред, размещенные внутри корпуса сопло для подвода активной газообразной среды с входным сужающимся и выходным расширяющимся участками, и приемная камера, камеру смешения, имеющую по ходу движения рабочей среды сужающийся конический, цилиндрический и расширяющийся участки, согласно полезной модели, отверстие для подачи активной газообразной среды выполнено в боковой стенке корпуса, а отверстие для подачи пассивной жидкой среды - в его торцовой части, при этом корпус снабжен патрубком "L"-образной формы, одно колено которого установлено в отверстии для подвода активной газообразной среды, а другое ориентировано однонаправленно с камерой смешения.
Кроме того, насос снабжен опорной пластиной, жестко скрепленной с корпусом и установленной с зазором относительно торцовой поверхности корпуса, в которой выполнено отверстие для подачи пассивной жидкой среды.
Данное конструктивное выполнение струйного насоса позволяет использовать его в стесненных условиях размещения, и, тем самым, расширить его эксплуатационные возможности. Наличие опорной пластины не только позволяет производить откачивание жидкой среды из донной части осушаемой емкости, но и, при необходимости (за счет бокового поступления откачиваемой среды в зазор между опорной пластиной и торцом корпуса), осуществлять откачивание верхнего, более легкого слоя жидкой среды, разделенной на отдельные фракции (например, нефти с поверхности водного пространства).
Указанная выше совокупность существенных признаков полезной
модели на дату подачи заявки не известна в Российской Федерации и за границей и отвечает требованиям критерия "новизна".
Заявляемая полезная модель может быть реализована промышленным способом с использованием известных технических средств, технологий и материалов и соответствует требованиям критерия "промышленная применимость".
Сущность полезной модели поясняется графическим материалом, на котором изображен общий вид устройства в разрезе.
Струйный насос содержит корпус 1 с отверстиями 2 и 3 для подачи соответственно активной газообразной и пассивной жидкой сред. Внутри корпуса размещены сопло 4 для подвода активной газообразной среды с входным сужающимся и выходным расширяющимся участками 5 и 6 соответственно, и приемная камера 7 пассивной жидкой среды. Насос содержит камеру смешения 8, имеющую по ходу движения рабочей среды сужающийся конический, цилиндрический и расширяющийся участки 9, 10 и 11 соответственно. Отверстие 2 для подачи активной газообразной среды выполнено в боковой стенке корпуса 1, а отверстие 3 для подачи пассивной жидкой среды в его торцовой части. Корпус 1 снабжен патрубком 12 "L"-образной формы, одно колено которого установлено в отверстии 2, а другое колено ориентировано однонаправленно с камерой смешения 8. Насос снабжен также опорной пластиной 13, жестко скрепленной с корпусом 1 и установленной с зазором 14 относительно торцовой поверхности корпуса 1, в которой выполнено отверстие 3 для подачи пассивной жидкой среды.
Струйный насос работает следующим образом.
Активная газообразная среда, в качестве которой может быть использован воздух, пар или газ, по подводящему трубопроводу (на чертеже не показан) через "L"-образный патрубок 12, установленный в
отверстии 2, с требуемым расходом и напором поступает в сопло 4, проходит участки 5 и 6 сопла 4 и далее, поступая в сужающийся конический участок 9 камеры смешения 8, создает зону пониженного давления, инициируя поступление в камеру смешения 8 пассивной жидкой среды. Пассивная жидкая среда поступает на участок 9 камеры смешения 8 через зазор 14 между торцом корпуса 1 и опорной пластиной 13, отверстие 3 и приемную камеру 7. Смешиваясь, газожидкостная среда проходит участки 10 и 11 камеры смешения 8. Из диффузора 11 газожидкостный поток по трубопроводу (на чертеже не показан) подается по назначению.
Заявляемая полезная модель может быть использована в струйных насосах, эксплуатирующихся в стесненных условиях размещения в обсадных трубах, горловинах цистерн и т.п. емкостей. Кроме того, использование полезной модели позволяет осуществлять откачивание верхнего, более легкого слоя жидкой среды, разделенной на отдельные фракции (например, нефти с поверхности водного пространства). Испытания опытного образца насоса с использованием заявляемого технического решения показали его высокую эффективность и удобство в эксплуатации.