Реактивна помпа

Притежатели на патента RU 2439381:

Помпата е проектирана да създава вакуум. Помпата съдържа разпределена камера, в нея е монтирана активна дюза, която е снабдена с многоцевна дроселираща дюза, а също така съдържа и ускоряваща дюза с коничен кавитатор, смесителна камера, докато активната дюза е снабдена с много- дюза за регулиране на цевта, направена под формата на диафрагма с диаметър D и дебелина

Предимството на изобретение, защитено от изд. Св. № 1201556, е, че всяка от концентричните тръбни струи се стеснява с разстояние от дюзата. В този случай част от активната среда се изтегля в повърхностния слой. Заедно с активната среда там мигрира пасивна среда - в класическите ежектори няма нищо подобно. Образуват се празнини между тръбни (филмови) струи, разположени една в друга. Тъй като струите се отдалечават от дюзата, пролуките между тях намаляват и когато влязат в компресионната камера, те напълно изчезват: отделни струи се сливат в непрекъсната струя. Пасивната среда като че ли се притиска в тези слоеве, пренасища активната среда.

Недостатъкът на това устройство е сложността на конструкцията, която се състои в това, че в разпределителната камера е инсталирана многоцевна активна дюза със стволове, което създава значително съпротивление на въздушния поток в гърлото на смесителната камера, т.е., в дифузера.

Известно е, че основното повишаване на налягането се случва в дифузора. С увеличаване на обратното налягане тази картина се променя: увеличаването на налягането в дифузора намалява и това се случва в относително малък участък на смесителната камера рязко. Колкото по-малко е съотношението на напречните сечения на смесителната камера и дюзата (гърлото), толкова по-изразен е скокът на налягането. Това явление се влошава допълнително от факта, че в разпределителната камера е инсталирана многоцевна активна дюза с цеви, която създава значително съпротивление на въздушния поток в гърлото на смесителната камера и увеличава отрицателния ефект - изразен скок на налягането.

Известно устройство "Реактивна помпа" (IR № 11/88, стр. 8, 9. "Машина с инсталация за успех", в противен случай - ежектор, съдържащ смукателна камера, тръбна дюза, направена под формата на цепна дюза, и смесителна камера. В. М. Светухин вярва, че вътрешната част на струята не работи. Поради това той многократно се опитва да премахне тази част, като вмъква вложки в дюзата, така че се получава пръстеновиден процеп. Със същата площ на напречното сечение на Отвора на дюзата, повърхността на струята се увеличава и тя изтича в тръбен слой Но как може да се получи смес от активни и пасивни среди в зоната на „ударната вълна“ на струята? Тъй като сега струята има вътрешната повърхност е възможно да се подаде пасивна среда към тази повърхност. И сега, с постоянна площ на напречното сечение на дюзата, повърхността на струята нарасна 3-4 и възникна идеята: така че тръбната струя при геометрична ос в зоната на "ударната вълна" няма кухина, която пречи на уплътнението, е необходимо да се въведе друга тръбна дюза в дюзата вместо плътна облицовка - малко по-малък диаметър. Сега вътрешната струя, запълвайки кухината на струята с външната, се присъединява към нея в зоната на ударната вълна, образувайки непрекъсната струя. Наличието на множество тръбни струи, всяка вътре в другата, като кукли за гнездене, може драстично да увеличи ефективността на ежектора.

Можем да се съгласим с това, в зоната на ударната вълна се образува непрекъсната струя, но тогава чувството за създаване на концентрични струи се губи, тъй като е известно, че струите ще се привличат една към друга като два листа, когато въздухът се издуха между тях (Д. В. Сивухин. "Общ курс по физика", М., 1979, с. 465). Освен това концентричните струи се предпазват една от друга и по този начин намаляват ефекта на смесване.

Различни дроселни елементи под формата на перфорирани тънкостенни дискове, инсталирани след извития дифузор, са се доказали добре, което осигурява допълнителна опора в потока от извития дифузор и намалява или дори предотвратява отделянето на потока от стените на дифузора. В този случай се подобрява не само структурата в канала на самия дифузор, но също така се постига равномерно поле на скоростта в канала зад дроселното устройство. Решетката едновременно служи като дроселиращ елемент, който балансира потока, опростен е по дизайн, има малки размери и тегло (Хидродинамика на високи скорости: Междууниверситетска колекция/KrPI; главен редактор В. А. Кулагин, Красноярск, 1989, стр. 108 -113) ... Авторът В. М. Светухин (IR № 11/88, стр. 8, 9; „Машина с настройка за успех“) отбелязва, че слотовата помпа, която се различава толкова благоприятно от обикновените, е придобила недостатък - тя е много чувствителен към чистотата на работната течност ... Механичните примеси в него трябва да са по-малки от ширината на процепите, в противен случай ще се запушат.

Колкото по-голямо е съотношението на напречните сечения на смесителната камера и дюзата, толкова по-развити са обратните токове на емулсията вода-въздух. С увеличаване на налягането скокът на налягането се движи срещу потока на струята и накрая при определено налягане (Pc) max достига началото на смесителната камера. В този случай изхвърлянето на въздух от водата спира, цялата смесителна камера се пълни с прозрачна вода без въздушни мехурчета. Подобни явления се случват, ако налягането на работната вода пред дюзата намалява при постоянно обратно налягане. При ниско налягане в гърба или високо налягане на засмукване струите може да не докосват стените по цялата дължина на смесителната камера. В този случай дебитът на инжектирания въздух рязко намалява.

Наличието на изразен скок на налягането, както и независимостта на коефициента на впръскване от обратното налягане рс, наблюдавано при определени условия, дадоха основание да се счита потокът на газово-течна емулсия в смесителната камера като свръхзвуков газов поток и да се развие на тази основа теорията за газо-течен ежектор (Singer NM Избор на оптимално разстояние на дюзата от смесителни камери в струйни устройства, Известия VTI, 1949, № 6).

За да се увеличи производителността на струйните помпи, се предлага да се използват кавитатори, инсталирани в потока на смесителната камера на струйната помпа, което прави възможно изместването на ударната зона от гърлото, а също и създаването на вакуумна зона (парна кавитация ) зад кавитатора, (Топлообмен и хидродинамика: Междууниверситетска колекция. изд. Ю. В. Видин; КрПИ. - Красноярск, 1989, стр. 62-69), което води до увеличаване на кавитационния коефициент на инжектиране Uk и се увеличава ефектът от струята помпа. Стойността на Uc нараства с увеличаване на налягането на инжектираната среда и намаляване на кавитационното налягане.

Друго предимство на предложената струйна помпа е, че тя няма отрицателен ефект - запушване с механични примеси, тоест може да работи на почти всяка вода, което разширява обхвата на струйната помпа.

Целта на изобретението е да увеличи производителността чрез увеличаване на кавитационния коефициент на инжектиране.

Фигура 1 показва струйна помпа, надлъжен разрез, фигура 2 - раздел A-A на фигура 1, фигура 3 - изглед B на фигура 1.

Реактивната помпа съдържа разпределителна камера 1 с активна дюза 2, в която е изградена многоцевна дроселираща дюза 3, освен това струйната помпа има ускоряваща дюза 4, на изхода на която е кавитатор 5 с дистанционери 6 и върхът е насочен към дроселиращата дюза 3. Коничният кавитатор 5 е прикрепен към бустерната дюза 4 чрез резбова връзка на бустерната дюза 4 със смесителната камера 7. За запечатване на струйната помпа в резбовите съединения на разпределителната камера 1, усилващата дюза 4 и смесителната камера 7, О-пръстените 8 и 9 се използват, например, направени от флуоропласт или каучук.

Реактивната помпа работи по следния начин.

Предложеното изобретение се различава от прототипа по това:

- активната дюза е снабдена с многоцевна дроселираща дюза, направена под формата на диафрагма с диаметър D и дебелина E

- ускоряващата дюза 4 е направена под формата на ограничаващо устройство от типа дюза на Вентури, очертано с радиус r = d, входната част на който има цилиндрична шийка, дължината на която е L = d, и половината от ъгълът на дифузора е в рамките на 3-4 'и също има съотношение d/D1

- конусният кавитатор 5 е монтиран на изхода на ускоряващата дюза 4 и е обърнат към дроселиращата дюза 3, освен това конусният кавитатор 5 с дистанционери 6 е прикрепен към ускоряващата дюза 4 посредством резбова връзка между ускоряващата дюза 4 и смесителната камера 7;

- за запечатване на струйната помпа в резбовите съединения на разпределителната камера 1, ускоряващата дюза 4 и смесителната камера 7 се използват уплътнителни пръстени 8 и 9, например направени от флуоропласт или каучук.

По този начин с помощта на заявеното устройство стана възможно да се постигнат критични скорости поради използването на свръхкритични отворни устройства, например дюза на Вентури с цилиндрична шийка, в нашия случай под името ускоряваща дюза, при изходът, на който е монтиран коничен кавитатор, върхът му е насочен към дроселиращата дюза, зад която се образува вакуумна кухина, което допринася за увеличаване на производителността и ефекта от образуването на смес, освен това се образува кавитиращ газово-течен поток в смесителната камера, която се изхвърля от помпата с млечна, водно-въздушна емулсия (пяна), което е с висок ефект на образуване на смес, освен това с помощта на коничен кавитатор практически премахва скока на налягането, тъй като Вакуумната кухина се образува зад конусния кавитатор, което намалява вероятността от скок на налягането в смесителната камера.

1. Реактивна помпа, съдържаща разпределена камера, в която е монтирана активна дюза, която е снабдена с многоцевна дроселираща дюза и съдържа също ускоряваща дюза с коничен кавитатор, смесителна камера, характеризираща се с това, че активната дюза е снабден с многоцевна дроселираща дюза, направена под формата на диафрагма с диаметър D и дебелина E1

2. Реактивна помпа съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че коничният кавитатор е монтиран на изхода на ускоряващата дюза и е обърнат към дроселиращата дюза;.

3. Реактивна помпа съгласно претенция 1 или 2, характеризираща се с това, че уплътняването на струйната помпа в резбовите съединения на разпределителната смесителна камера се извършва с помощта на уплътнителни пръстени, например от флуоропласт или гума.