Вихревой насос

Авторы патента:

Михальченкова Анна Николаевна (RU)

Бутрин Макар Михайлович (RU)

Лагуткин Михаил Георгиевич (RU)

F04F5/42 - отличающиеся тем, что входящий поток индуцирующей среды направлен радиально или тангенциально к выходному потоку (циклоны B04C)

Владельцы патента RU 2638100:

Лагуткин Михаил Георгиевич (RU)
Михальченкова Анна Николаевна (RU)
Бутрин Макар Михайлович (RU)

Вихревой насос предназначен для осуществления процесса эжекции в среде жидкость-жидкость. Насос включает цилиндрический корпус, тангенциальный патрубок входа рабочего потока жидкости, тангенциальный патрубок выхода смешанного потока, патрубок входа эжектируемого потока жидкости, расположенный коаксиально относительно цилиндрического корпуса, диаметр патрубка входа рабочего потока составляет не менее 0,15 от диаметра цилиндрического корпуса, сумма площадей поперечных сечений тангенциального патрубка входа рабочего потока и патрубка входа эжектируемого потока составляет 0,5÷0,9 от площади поперечного сечения тангенциального патрубка выхода смешанного потока, расстояние между нижней кромкой тангенциального патрубка входа рабочего потока жидкости и верхней кромкой тангенциального патрубка выхода смешанного потока составляет не менее 1,0 от диаметра цилиндрического корпуса, величина диаметра поперечного сечения патрубка входа эжектируемого потока более 0,5 от диаметра цилиндрического корпуса аппарата. Технический результат - получение максимально возможного значения коэффициента эжекции. 6 ил.

Изобретение относится к вихревым аппаратам и может быть использовано для эжекции жидкостного потока в химической, нефтеперерабатывающей, пищевой и других отраслях промышленности.

Известен вихревой насос, включающий цилиндрический корпус, тангенциальный патрубок входа рабочего потока жидкости, тангенциальный патрубок выхода смешанного потока, патрубок входа эжектируемого потока жидкости, расположенный коаксиально относительно цилиндрического корпуса (Вихревые аппараты / А.Д. Суслов, С.В. Иванов. - М.: Машиностроение, 1985, стр. 106).

Недостатком известного вихревого насоса является то, что он не позволяет получить максимально возможные значения коэффициента эжекции.

Целью изобретения является получение максимально возможного значения коэффициента эжекции.

Указанная цель достигается за счет того, что в известном вихревом насосе, включающем цилиндрический корпус, тангенциальный патрубок входа рабочего потока жидкости, тангенциальный патрубок выхода смешанного потока, патрубок входа эжектируемого потока жидкости, расположенный коаксиально относительно цилиндрического корпуса, диаметр патрубка входа рабочего потока составляет не менее 0,15 от диаметра цилиндрического корпуса, сумма площадей поперечных сечений тангенциального патрубка входа рабочего потока и патрубка входа эжектируемого потока составляет 0,5÷0,9 от площади поперечного сечения тангенциального патрубка выхода смешанного потока, расстояние между нижней кромкой тангенциального патрубка входа рабочего потока жидкости и верхней кромкой тангенциального патрубка выхода смешанного потока составляет не менее 1,0 от диаметра цилиндрического корпуса, величина диаметра поперечного сечения патрубка входа эжектируемого потока более 0,5 от диаметра цилиндрического корпуса аппарата.

Вихревой насос схематически изображен на фиг. 1 и включает цилиндрический корпус 1, тангенциальный патрубок входа рабочего потока жидкости 2, патрубок входа эжектируемого потока жидкости 3, расположенный коаксиально цилиндрическому корпусу, тангенциальный патрубок выхода смешанного потока 4.

Вихревой насос работает следующим образом: рабочий поток жидкости подается в тангенциальный патрубок 2 и закручивается в цилиндрическом корпусе 1. За счет создания разряжения вдоль оси аппарата во вращающемся потоке становится возможным подсос жидкости через патрубок входа эжектируемого потока 3. Внутри цилиндрического корпуса 1 рабочий и эжектируемый потоки жидкости смешиваются и выходят из вихревого насоса через тангенциальный патрубок выхода смешанного потока 4.

Предложенные диапазоны значений конструктивных параметров в совокупности позволяют получить максимально возможное значение коэффициента эжекции. При отклонении от заданных значений будет наблюдаться ухудшение показателей эффективности работы вихревого насоса, в первую очередь, падение величины коэффициента эжекции.

На фиг. 2 представлен график зависимости величины коэффициента эжекции от отношения величины динамического напора в патрубке входа рабочего потока к атмосферному давлению. При значении отношения величины динамического напора в патрубке входа рабочего потока к атмосферному давлению более 0,08 коэффициент эжекции практически перестает увеличиваться, поэтому можно считать, что коэффициент эжекции для реальных режимов работы аппарата не зависит от отношения величины динамического напора в патрубке входа рабочего потока к атмосферному давлению. Реальные рабочие отношения величины динамического напора в патрубке входа рабочего потока к атмосферному давлению превышают 0,08.

Зависимости на фигурах 3, 4, 5, 6 получены при отношении величины динамического напора в патрубке входа рабочего потока к атмосферному давлению не менее 0,08.

На фиг. 3 представлен график зависимости величины коэффициента эжекции от отношения диаметра патрубка входа рабочего потока жидкости к диаметру цилиндрического корпуса. Коэффициент эжекции при уменьшении величины отношения диаметра патрубка входа рабочего потока жидкости к диаметру цилиндрического корпуса начинает заметно увеличиваться. Однако при отношении диаметра патрубка входа рабочего потока жидкости к диаметру цилиндрического корпуса аппарата менее 0,15 начинает резко возрастать гидравлическое сопротивление вихревого насоса. С учетом полученных данных можно сделать вывод, что работа вихревого насоса при отношениях диаметра патрубка входа рабочего потока жидкости к диаметру цилиндрического корпуса не менее 0,15 будет наиболее рациональна в плане достижения максимально возможного значения коэффициента эжекции.

На фиг. 4 представлен график зависимости величины коэффициента эжекции от отношения суммы площадей поперечных сечений патрубков входа рабочего потока жидкости и входа эжектируемого потока жидкости к величине площади поперечного сечения патрубка выхода смешанного потока. Интервал значений отношения суммы площадей поперечных сечений патрубка входа рабочего потока и патрубка входа эжектируемого потока от площади поперечного сечения патрубка выхода смешанного потока, составляющий 0,5÷0,9, является наиболее рациональным для получения максимально возможного значения коэффициента эжекции. При значениях отношения суммы площадей поперечных сечений патрубков входа рабочего потока и входа эжектируемого потока к величине площади поперечного сечения патрубка выхода смешанного потока менее 0,5 и более 0,9 происходит резкое уменьшение коэффициента эжекции, что следует из графической зависимости на фиг. 4.

На фиг. 5 представлен график зависимости величины коэффициента эжекции от отношения расстояния от нижней кромки патрубка входа рабочего потока до верхней кромки патрубка выхода смешанного потока к диаметру цилиндрического корпуса. Как видно из графика, достижение максимально возможного значения коэффициента эжекции может быть в том случае, когда расстояние между нижней кромкой тангенциального патрубка входа рабочего потока жидкости и верхней кромкой тангенциального патрубка выхода смешанного потока составляет не менее 1,0 от диаметра цилиндрического корпуса.

На фиг. 6 представлен график зависимости величины коэффициента эжекции от отношения диаметра патрубка входа эжектируемого потока к диаметру цилиндрического корпуса аппарата. Коэффициент эжекции принимает максимально возможное значение при соблюдении конструктивного решения вихревого насоса, при котором отношение диаметра патрубка входа эжектируемого потока к диаметру цилиндрического корпуса будет более 0,5.

Предложенные соотношения основных конструктивных параметров вихревого насоса являются оптимальными и позволяют получить наиболее рациональную конструкцию аппарата, гарантируя максимальное значение коэффициента эжекции.

Вихревой насос, включающий цилиндрический корпус, тангенциальный патрубок входа рабочего потока жидкости, тангенциальный патрубок выхода смешанного потока, патрубок входа эжектируемого потока жидкости, расположенный коаксиально относительно цилиндрического корпуса, отличающийся тем, что диаметр патрубка входа рабочего потока составляет не менее 0,15 от диаметра цилиндрического корпуса, сумма площадей поперечных сечений тангенциального патрубка входа рабочего потока и патрубка входа эжектируемого потока составляет 0,5÷0,9 от площади поперечного сечения тангенциального патрубка выхода смешанного потока, расстояние между нижней кромкой тангенциального патрубка входа рабочего потока жидкости и верхней кромкой тангенциального патрубка выхода смешанного потока составляет не менее 1,0 от диаметра цилиндрического корпуса, величина диаметра поперечного сечения патрубка входа эжектируемого потока более 0,5 от диаметра цилиндрического корпуса аппарата.

Изобретение относится к классу струйных насосов. Тороидальный сосуд 1 имеет два соосных ему профилированных патрубка 4 и 7, выполненных с возможностью создания осевого зазора между ними.

Рабочая камера эжектора // 2555102

Камера предназначена для струйных насосов. Камера содержит кольцевое профилированное активное сопло, соосно расположенные патрубок подвода пассивной текучей среды, тороидальный сосуд для формирования потока активной текучей среды, поступающей в него при помощи устройства подачи, содержащего патрубки подвода, каждый из которых снабжен профилированным активным соплом, предназначенным для создания струи активной среды, вектор скорости которой направлен по касательной к внутреннему контуру сечения тороидального сосуда меридианной плоскостью, патрубок отвода смеси активной и пассивной сред, выполненные с возможностью образования в сборе с тороидальным сосудом профилированного кольцевого сопла.

Реверсивная рабочая камера эжектора // 2551917

Камера предназначена для струйных насосов. Камера содержит проточную часть, которая имеет в своем составе соосно расположенные входной патрубок, предназначенный для подвода пассивной текучей среды, тороидальный сосуд, предназначенный для формирования потока активной текучей среды, выходной патрубок, предназначенный для отвода смеси активной и пассивной сред, выполненные с возможностью образования между патрубками осевого зазора, предназначенного для воздействия на пассивную текучую среду потоком активной текучей среды, реверсивное движение которого осуществляется путем поочередного включения одного из двух независимых устройств подачи, содержащих расположенные равномерно по окружности патрубки, каждый из которых имеет сопло, через которое активная текучая среда попадает во внутренний объем тороидального сосуда в виде струи, направленной по касательной к внутреннему контуру сечения тороидального сосуда меридианной плоскостью.

Вихревой эжектор // 2476731

Изобретение относится к вихревым аппаратам и может быть использовано для инжекции газового потока в химической, нефтеперерабатывающей, пищевой и других отраслях промышленности.

Кондиционер и вихревой аппарат для него // 2473019

Изобретение относится к энергетике, а именно к кондиционерам и струйным аппаратам, в которых осуществляется вихревое движение рабочей среды, и может быть использовано в качестве трансформации энергии среды.

Инжекторный насос для траспортирования гетерогенной среды // 2452878

Изобретение относится к транспортированию по трубопроводам гетерогенных сред и может быть использовано в промышленности, сельском хозяйстве, строительстве, на транспорте и других отраслях промышленности.

Способ транспортирования гетерогенных стоков и устройство для его осуществления // 2448856

Изобретение относится к транспортированию материалов, в частности к канализационным системам. .

Вихревой струйный аппарат и способы его включения (варианты) // 2262008

Изобретение относится к химической, нефтехимической, нефтяной, энергетической, металлургической, пищевой, фармацевтической и другим отраслям промышленности и может быть использовано для транспорта жидких, газовых, парогазовых сред, суспензий и газопорошковых смесей, а также для систем создания вакуума в технологических аппаратах.

Вихревой инжектор // 2260147

Изобретение относится к области струйной техники, а более конкретно к энерготрансформаторам, и может быть использовано в качестве эжекторов, инжекторов и элеваторов, т.е.

Способ количественного регулирования и настройки в струйной технике и струйно-вихревое устройство для его осуществления // 2198019

Изобретение относится к способам регулирования и настройки в процессах смешивания сред, имеющих разные параметры, например, по температуре, а также к устройствам для их осуществления за счет использования вихревого эффекта, а именно в целях снижения потерь на ударное взаимодействие рабочей и перемещаемой сред, неизбежные в струйной технике, перемещаемая среда еще до поступления до среза соплового аппарата оказывается в поле действия сил всасывания около осевого пространства вихревой трубки, возбуждаемой постоянным действием потенциальных массовых сил, роль которых выполняют струйные потоки смеси рабочей и перемещаемой сред, поступающих в плоскостях торцев вихревой трубки, - плоскости, соответственно, перпендикулярны оси вихревой трубки, - тангенциально направленно к окружности около осевого пространства вихревой трубки, в результате чего скорость перемещаемой среды возрастает и появляется возможность увеличивать производительность струйного аппарата увеличением количества движения рабочей среды за счет роста массы рабочей среды при пропорциональном уменьшении скорости рабочей среды, при этом одновременно имеется возможность изменять коэффициент эжекции, то есть соотношение масс перемещаемой и рабочей сред, что дает возможность реализации количественного регулирования и настройки, которое по крайней мере осуществляется в струйно-вихревом устройстве.

Устройство для вызова пластового флюида и обработки скважины // 2640226

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для возбуждения скважины путем создания депрессии, и может быть использовано при вторичном вскрытии пласта и освоении скважин. Технический результат - повышение эффективности работы устройства за счет сокращения сроков освоения скважин, интенсификации нефтегазовых притоков и возможность обработки пластов перфораторами и различными растворами без извлечения устройства из скважины. Устройство содержит установленный на колонне насосно-компрессорных труб корпус с входным каналом подачи рабочего агента и центральным каналом подвода перекачиваемой среды. В верхней части устройства размещена вихревая камера смешения с завихрителем потока и выходными каналами. С корпусом соединен пакер. Он предназначен для разобщения затрубного пространства. Центральный канал подвода перекачиваемой среды выполнен сквозным. Он проходит через верхнюю часть вихревой камеры, где выполнено посадочное гнездо. В этом посадочном седле свободно размещена съемная трубчатая вставка, имеющая П-образное продольное сечение. В ней выполнены радиальные каналы, сообщающие центральный канал с вихревой камерой. При этом центральный канал выполнен с диаметром, обеспечивающим возможность прохода через него оборудования для обработки скважины после извлечения вставки из канала. 1 ил.

Струйный насос // 2643882

Насос предназначен для генерации аэрированной жидкости или пены. Устройство состоит из корпуса, патрубка подачи пассивной среды, связанных друг с другом соединительной муфтой, камеры смешения, охватываемой диффузором. В осевом канале подводящего патрубка установлен ниппель с насадкодержателем, на нижнем конце которого установлена свободно насадка, поджатая гайкой. В теле соединительной муфты выполнены тангенциальный канал, соединяющий осевой канал подводящего патрубка активной среды и приемную камеру. В теле подводящего патрубка пассивной среды выполнены продольные пазы, охваченные телом стакана, снабженного пальцами, пропущенными через продольные пазы с вводом во взаимодействие с ниппелем по кольцевой канавке. В осевом канале подводящего патрубка подвода активной среды установлен регулятор расхода в виде фигурной втулки с коническим плоским наконечником, входящим в тангенциальный канал с образованием щелевого зазора. На наружной поверхности фигурной втулки выполнена кольцевая проточка, в которой размещены кулачки, снабженные винтами, выходящими за пределы патрубка подвода активной среды. Технический результат – повышение эффективности смешения. 2 ил.