Струйный аппарат
Аппарат предназначен для регулирования температуры воды в системе водяного отопления. Струйный аппарат содержит корпус с камерой смешения и патрубки подхода активной и пассивной сред, диффузор, размещенное в корпусе сопло с обращенным к камере смешения внутренним конусным участком. В сопле установлен и зафиксирован ребрами кожух, в котором размещена зубчато-реечная передача, состоящая из валика с зубцами и зубчатой рейки с закрепленным на ее конце, обращенном в сторону камеры смешения, регулятором расхода активной среды, выполненным в виде дроссельной иглы, которая расположена соосно с соплом. На кожухе со стороны камеры смешения соосно с ним закреплено рабочее колесо. Рабочее колесо состоит из двух коаксиальных цилиндров, соответственно большего и меньшего диаметров, и лопаток, расположенных радиально между цилиндрами, искривленных в направлении потока активной среды. Лопатки обеспечивают закручивание активной среды при прохождении ее через окна, образованные этими лопатками, внутренней поверхностью цилиндра большего диаметра и внешней поверхностью цилиндра меньшего диаметра. Рабочее колесо турбины может быть выполнено с уменьшающимися площадями окон в направлении камеры смешения. Технический результат - уменьшение потерь энергии. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к струйным аппаратам для регулирования температуры воды в системе водяного отопления.
Известен струйный аппарат для регулирования температуры воды в системе водяного отопления, содержащий корпус, сопло, камеру всасывания, диффузор и регулировочный винт с расположенными по его высоте отверстиями разного диаметра (А.С. СССР 208238).
В данном аппарате возможно лишь ступенчатое регулирование температуры и отверстие нужного диаметра не всегда расположено рядом с отверстием сопла. Это усложняет работу аппарата и его настройку на необходимый режим работы. Кроме того, аппарат имеет низкий коэффициент эжекции.
Известен также струйный аппарат для регулирования температуры воды в системе водяного отопления, содержащий корпус с камерой смешения и диффузор, размещенное в корпусе сопло и установленную в нем с возможностью осевого перемещения дроссельную иглу, снабженную толкателем со штоком. Корпус снабжен патрубком, расположенным под острым углом по ходу потока к оси корпуса, и шток размещен в патрубке (А.С. СССР 989164).
В данном аппарате узел, регулирующий перемещение дроссельной иглы, не является надежным. Мелкие твердые частицы из потока активной среды и растворенные в активной среде карбонаты прилипают к деталям узла, и его элементы прикипают друг к другу. Конструкция аппарата с узким кольцевым зазором между дроссельной иглой и соплом создает повышенное сопротивление движению активной среды, особенно при малых ее расходах, и снижает коэффициент эжекции.
В качестве прототипа для данного изобретения выбран струйный аппарат, содержащий корпус с камерой смешения и патрубками подвода активной и пассивной сред, диффузор, размещенное в корпусе сопло с обращенным к камере смешения внутренним конусным участком, при этом в сопле установлен и зафиксирован ребрами кожух, в котором размещена зубчато-реечная передача, состоящая из валика с зубцами и зубчатой рейки с закрепленным на ее конце, обращенном в сторону камеры смешения, регулятором расхода активной среды, выполненным в виде дроссельной иглы, которая расположена соосно с соплом. Для усиления эжекции на внутренней поверхности конусного участка сопла и на внешней поверхности дроссельной иглы выполнены спиральные канавки с равными углами закручивания (Патент RU 2151918).
Недостатками прототипа является сложная система закручивания активной среды, необходимой для усиления эжекции, что приводит к потерям энергии в этой части струйного аппарата и в целом в системе отопления.
Задачей изобретения является упрощение конструкции системы, обеспечивающей усиление эжекции и уменьшение потерь энергии в системе отопления.
Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что в струйном аппарате, содержащем корпус с камерой смешения и патрубками подвода активной и пассивной сред, диффузор, размещенное в корпусе сопло с обращенным к камере смешения внутренним конусным участком, при этом в сопле установлен и зафиксирован ребрами кожух, в котором размещена зубчато-реечная передача, состоящая из валика с зубцами и зубчатой рейки с закрепленным на ее конце, обращенном в сторону камеры смешения, регулятором расхода активной среды, выполненным в виде дроссельной иглы, которая расположена соосно с соплом, новым является то, что на кожухе со стороны камеры смешения соосно с ним закреплено рабочее колесо, состоящее из двух коаксиальных цилиндров, соответственно большего и меньшего диаметров, и лопаток, расположенных радиально между цилиндрами, искривленных в направлении потока активной среды и обеспечивающих закручивание активной среды при прохождении ее через окна, образованные лопатками, внутренней поверхностью цилиндра большего диаметра и внешней поверхностью цилиндра меньшего диаметра. В настоящем изобретении в струйном аппарате для усиления эжекции рабочее колесо может быть выполнено с уменьшающимися площадями окон в направлении камеры смешения.
Заявителем не выявлены технические решения, идентичные настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».
Благодаря совокупности признаков настоящего изобретения с признаками, приведенными в ограничительной части формулы изобретения, достигаются новые свойства заявленного объекта: эффективное закручивание активной среды и усиление эжекции. Прежде всего, это обусловлено предложенной конструкцией рабочего колеса, которое идентично рабочему колесу турбины. Известно, что гидротурбины с рабочими колесами, аналогичными предложенному в изобретении, являются самыми эффективными для решения указанных выше задач. Кроме того, упрощается конструкция струйного аппарата в целом, а также конструкция узла для закручивания активной среды с усилением эжекции.
Указанные обстоятельства обусловливают, по мнению заявителя, соответствие настоящего изобретения критерию «изобретательский уровень».
Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено:
на фиг.1 - общий вид струйного аппарата с вырезом для показа внутренних его узлов;
на фиг.2 - общий вид сопла с разрезом для показа его внутренних узлов.
Струйный аппарат (фиг.1) состоит из корпуса 1 с камерой смешения 2 и патрубков 3 и 4 подвода активной и пассивной сред, диффузора 5. В корпусе 1 размещено сопло 6 с обращенным к камере смешения внутренним конусным участком, при этом в сопле 6 (фиг.2) установлен и зафиксирован ребрами 7 кожух 8, в котором размещена зубчато-реечная передача, состоящая из валика 9 с зубцами и зубчатой рейки 10 с закрепленным на ее конце, обращенном в сторону камеры смешения 2, регулятором расхода активной среды, выполненным в виде дроссельной иглы 11, которая расположена соосно с соплом 6. На кожухе 8 со стороны камеры смешения 2 соосно с ним закреплено рабочее колесо, состоящее из двух коаксиальных цилиндров 12 и 13, соответственно большего и меньшего диаметров, и лопаток 14, расположенных радиально между цилиндрами 12 и 13, искривленных в направлении потока активной среды и обеспечивающих закручивание активной среды при прохождении ее через окна 15, образованные лопатками 14 внутренней поверхностью цилиндра 12 большего диаметра и внешней поверхностью цилиндра 13 меньшего диаметра. Рабочее колесо может быть выполнено с уменьшающимися площадями окон в направлении камеры смешения (на фиг.1 и фиг.2 условно не показано).
Струйный аппарат работает следующим образом: активная среда (горячая вода) поступает в корпус 1 и через сопло 6, через окна 15 рабочего колеса и далее, закрученная лопатками 14 рабочего колеса, устремляется через кольцевое отверстие, образованное внутренней поверхностью сопла 6 и внешней поверхностью дроссельной иглы 11, в камеру смешения 2. В камеру смешения 2 из патрубка 4 потоком активной среды (горячей воды) увлекается пассивная среда (охлажденная обратная вода). Из камеры смешения 3 полученная смесь поступает в диффузор 5 и далее в систему отопления.
При необходимости изменения температуры воды в системе отопления ручным или автоматическим приводом (на фиг.1 и фиг.2 условно не показан и не является предметом охраны прав, защищаемых патентом), соединенным с валом 9, поворачивают вал 9 и через зубчато-реечную передачу перемещают в нужном направлении дроссельную иглу 11, изменяя тем самым выходную эффективную площадь кольцевого отверстия сопла 6, и, следовательно, количество активной среды (горячей воды), входящей в камеру смешения 3. Это приводит к изменению температуры и количества воды, перекачиваемой струйным аппаратом в систему отопления.
Регулирование температуры воды в системе отопления в зависимости от внешней температуры позволяет выбрать оптимальный режим работы системы отопления с экономией тепловой энергии, а значит, и энергии в целом.
Струйный аппарат по настоящему изобретению прост в реализации и обслуживании, так как содержит простые узлы и детали. При его использовании уменьшается расход тепловой энергии и в итоге расход условного топлива. Изложенное свидетельствует о том, что струйный аппарат по настоящему изобретению может быть использован в системе отопления зданий, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «промышленно применимо».
1. Струйный аппарат, содержащий корпус с камерой смешения и патрубками подвода активной и пассивной сред, диффузор, размещенное в корпусе сопло с обращенным к камере смешения внутренним конусным участком, при этом в сопле установлен и зафиксирован ребрами кожух, в котором размещена зубчато-реечная передача, состоящая из валика с зубцами и зубчатой рейки с закрепленным на ее конце, обращенном в сторону камеры смешения регулятором расхода активной среды, выполненным в виде дроссельной иглы, которая расположена соосно с соплом, отличающийся тем, что на кожухе со стороны камеры смешения соосно с ним закреплено рабочее колесо, состоящее из двух коаксиальных цилиндров соответственно большего и меньшего диаметров и лопаток, расположенных радиально между цилиндрами, искривленных в направлении потока активной среды и обеспечивающих закручивание активной среды, при прохождении ее через окна, образованные лопатками, внутренней поверхностью цилиндра большего диаметра и внешней поверхностью цилиндра меньшего диаметра.
2. Струйный аппарат по п.1, отличающийся тем, что рабочее колесо выполнено с уменьшающимися площадями окон в направлении камеры смешения.
