RU2162968C2

RU2162968C2 - Vortex ejector

Info

Publication number: RU2162968C2
Application number: RU99106011A
Authority: RU
Inventors: Г.В. Викторов; Н.С. Кобелев
Original assignee: Курский государственный технический университет
Priority date: 1999-03-22
Filing date: 1999-03-22
Publication date: 2001-02-10

Abstract

FIELD: fluidics. SUBSTANCE: vortex ejector includes vortex chamber with tangential branch pipe for supply of active medium, flat end walls and guide wall forming spiral passage at varying radius for supplying and twisting the working medium, mixing chamber and passive supply branch pipe mounted coaxially with vortex chamber and spiral passage made in form of concentric circular passages. Mounted on internal surface of vortex chamber are curvilinear helical guides in way of motion of active medium; mixing chamber is provided with internal curvilinear helical grooves; passive medium supply branch pipe is provided with bimetallic insert; last turn of spiral passage before mixing chamber is made in form of witch of Agnesi. EFFECT: enhanced operational efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к струйной технике, преимущественно к эжекторам для откачки различных сред, и может быть использовано для перекачки жидкостей в системах водоснабжения городов и промышленных предприятий. The invention relates to inkjet technology, mainly to ejectors for pumping various media, and can be used for pumping liquids in water systems of cities and industrial enterprises.

Известен эжектор (см. а.с. N 1622646, МКИ F 04 F 5/42, Бюл. N 3, 1991), содержащий улиткообразную вихревую камеру с тангенциальным патрубком подвода активной среды и осевыми всасывающим и нагнетательным патрубками, установленными соосно друг другу с образованием радиального зазора, при этом выходной участок всасывающего патрубка расположен в зоне входного участка нагнетательного патрубка, для предотвращения попадания перекачиваемого материала в вихревую камеру входной и выходной участки всасывающего патрубка установлены с образованием осевого зазора между их крайними кромками, величина радиального зазора между выходным участком всасывающего патрубка и нагнетательным патрубком равна величине зазора между крайними кромками входного и выходного участка всасывающего патрубка, а контур вихревой камеры выполнен в виде спирали Архимеда, минимальный радиус которой равен внутреннему радиусу нагнетательного патрубка, площадь поперечного сечения выходного участка всасывающего патрубка больше площади поперечного сечения его входного участка. Known ejector (see.with. N 1622646, MKI F 04 F 5/42, Bull. N 3, 1991) containing a coiled vortex chamber with a tangential nozzle for supplying an active medium and axial suction and discharge nozzles mounted coaxially with each other the formation of a radial gap, while the output section of the suction pipe is located in the area of the inlet section of the discharge pipe, to prevent the pumped material from entering the vortex chamber, the inlet and outlet sections of the suction pipe are installed with the formation of an axial gap between their extreme edges, the radial clearance between the outlet section of the suction pipe and the discharge pipe is equal to the gap between the extreme edges of the intake and output section of the suction pipe, and the vortex chamber contour is made in the form of an Archimedes spiral, the minimum radius of which is equal to the inner radius of the discharge pipe, the area the cross section of the outlet section of the suction pipe is larger than the cross sectional area of its inlet section.

Недостатком данного вихревого эжектора является незначительная величина подсоса пассивной среды, которую не может увеличивать рабочий орган, выполненный в виде спирали Архимеда. The disadvantage of this vortex ejector is the insignificant amount of suction of the passive medium, which cannot be increased by the working body, made in the form of a spiral of Archimedes.

Известен вихревой эжектор (см. а.с. N 1694996, МКИ F 04 F 5/24, Бюл. N 44, 1991), содержащий вихревую камеру с тангенциальным патрубком подвода активной среды, плоскими торцовыми стенками и направляющей стенкой, образующей спиралевидный канал с переменным радиусом для подвода и закрутки рабочей среды, камеру смешения и подвода пассивной среды, установленные соосно с вихревой камерой, спиралевидный канал, выполненный в виде концентрических кольцевых каналов, сопряженных между собой при помощи суживающихся каналов, торцевая стенка вихревой камеры выполнена вогнутой, спиралевидный канал выполнен в виде логарифмической спирали. Known vortex ejector (see AS No. 1694996, MKI F 04 F 5/24, Bull. N 44, 1991) containing a vortex chamber with a tangential nozzle for supplying an active medium, flat end walls and a guide wall forming a spiral channel with with a variable radius for supplying and swirling the working medium, a mixing chamber and supplying a passive medium, mounted coaxially with the vortex chamber, a spiral channel made in the form of concentric annular channels conjugated by means of tapering channels, the end wall of the vortex chamber is made The concave, spiral channel is made in the form of a logarithmic spiral.

Недостатком данного вихревого эжектора является неполное использование действия центробежных сил для увеличения подсоса пассивной среды, возникающих при закрутке активной среды. The disadvantage of this vortex ejector is the incomplete use of the action of centrifugal forces to increase the suction of the passive medium that occurs when the active medium swirls.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы вихревого эжектора путем установки на внутренней поверхности вихревой камеры криволинейных винтообразных направляющих по ходу движения активной среды, внутренних криволинейных винтообразных канавок в камере смешения, биметаллической вставки в патрубке подвода пассивной среды, устройством последнего витка спиралевидного канала перед камерой смешения в форме в виде кривой "локона" Аньези. The technical task of the invention is to increase the efficiency of the vortex ejector by installing on the inner surface of the vortex chamber curved helical guides in the direction of movement of the active medium, internal curved helical grooves in the mixing chamber, a bimetallic insert in the inlet of the passive medium, the device of the last turn of the spiral channel in front of the mixing chamber in the shape of an Agnesi "curl" curve.

Технический результат достигается тем, что в вихревом эжекторе, содержащем вихревую камеру с тангенциальным патрубком подвода активной среды, плоскими торцевыми стенками и направляющей стенкой, образующей спиралевидный канала с переменным радиусом для подвода и закрутки рабочей среды, камеру смешения и патрубок подвода пассивной среды, установленные соосно с вихревой камерой, спиралевидный канал, выполненный в виде концентрических кольцевых каналов, сопряженных между собой при помощи суживающихся каналов, торцевая стенка вихревой камеры выполнена вогнутой, спиралевидный канал выполнен в виде логарифмической спирали, на внутренней поверхности вихревой камеры установлены криволинейные винтообразные направляющие по ходу движения активной среды, в камере смешения предусмотрены внутренние винтообразные канавки, в патрубке подвода пассивной среды установлена биметаллическая вставка, а последний виток спиралевидного канала перед камерой смешения выполнен формой в виде "локона" Аньези. The technical result is achieved in that in a vortex ejector containing a vortex chamber with a tangential nozzle for supplying an active medium, flat end walls and a guiding wall forming a spiral channel with a variable radius for supplying and swirling a working medium, the mixing chamber and the nozzle for supplying a passive medium are installed coaxially with a vortex chamber, a spiral channel made in the form of concentric annular channels conjugated to each other by tapering channels, the end wall of the vortex to the measures are made concave, the spiral channel is made in the form of a logarithmic spiral, curved helical guides are installed on the inner surface of the vortex chamber along the active medium, internal spiral grooves are provided in the mixing chamber, a bimetallic insert is installed in the passive medium supply pipe, and the last coil of the spiral channel the mixing chamber is made in the form of an Agnesi “curl”.

На фиг. 1 приведен разрез А-А вихревого эжектора; на фиг. 2 - план, а на фиг. 3 - винтообразные направляющие. In FIG. 1 shows a section AA of a vortex ejector; in FIG. 2 is a plan, and in FIG. 3 - helical guides.

Вихревой эжектор содержит вихревую камеру 1 с тангенциальным патрубком 2 подвода активной среды, плоскими торцевыми стенками 3 и 4 и направляющей стенкой 5, образующей спиралевидный канал 6 с переменным радиусом для подвода и закрутки активной среды, камеру 7 смешения и патрубок 8 подвода пассивной среды, установленные соосно вихревой камере 1. Спиралевидный канал 6 выполнен в виде концентрических кольцевых каналов 9, сопряженных между собой при помощи суживающихся каналов 10. Торцевая стенка 3 вихревой камеры 1 может быть выполнена в виде логарифмической спирали 11. На внутренней поверхности вихревой камеры 1 по ходу движения активной среды установлены криволинейные винтообразные направляющие 12, в камере смешения 7 предусмотрены криволинейные винтообразные канавки 13, в патрубке 8 входа пассивной среды предусмотрена биметаллическая вставка 14, а последний виток спиралевидного канала 6 перед камерой смешения 7 выполнен формой в виде кривой "локона" Аньези 15. The vortex ejector contains a vortex chamber 1 with a tangential pipe 2 for supplying an active medium, flat end walls 3 and 4 and a guiding wall 5 forming a spiral channel 6 with a variable radius for supplying and twisting the active medium, a mixing chamber 7 and a pipe 8 for supplying a passive medium, installed coaxial to the vortex chamber 1. The spiral channel 6 is made in the form of concentric annular channels 9, interconnected by tapering channels 10. The end wall 3 of the vortex chamber 1 can be made in the form of a log 11, on the inner surface of the vortex chamber 1 along the active medium, curved helical guides 12 are installed, curved helical grooves 13 are provided in the mixing chamber 7, a bimetallic insert 14 is provided in the passive medium inlet 8, and the last coil of the spiral channel 6 is in front of the chamber mixing 7 is made in the form in the form of a curve "curl" Agnesi 15.

Предлагаемый вихревой эжектор работает следующим образом. The proposed vortex ejector works as follows.

Активная среда, преимущественно жидкость, подается в вихревую камеру 1 под значительным давлением по тангенциальному патрубку 2, где она приобретает ускоренное вращательное движение, усиливаемое при прохождении очередного витка спиралевидного канала 6 с криволинейными винтообразными направляющими 12, в которых жидкость закручивается, приобретая дополнительно центробежные силы, отбрасывающие ее к периферии и циркулируя поток, они повышают эффект подсоса пассивной среды и соответственно эффективность работы эжектора. Истекая из спиралевидного канала 6, активная среда создает в приосевой области пониженное давление, что вызывает поступление в эжектор пассивной среды, усиливаемый за счет биметаллической вставки 14 и разницы температуры активной и пассивной сред, что постоянно имеет место при работе эжектора из-за наличия зон повышенного и пониженного (разрежения) давления. В камере 7 смешения активная и пассивная среда смешиваются, эффективность смешения при этом повышается за счет закрутки потоков во внутренних криволинейных винтообразных канавках и смесь легко удаляется из эжектора. Выполнение последнего витка спиралевидного канала 6 формой в виде кривой "локона" Аньези 15 снижает гидравлические сопротивления в эжекторе и обеспечивает благоприятный режим движения и смешения потоков. The active medium, mainly liquid, is fed into the vortex chamber 1 under considerable pressure along the tangential nozzle 2, where it acquires accelerated rotational motion, amplified by the passage of the next turn of the spiral channel 6 with curved helical guides 12, in which the liquid swirls, acquiring additional centrifugal forces, dropping it to the periphery and circulating the flow, they increase the effect of suction of the passive medium and, accordingly, the efficiency of the ejector. Expiring from the spiral channel 6, the active medium creates a reduced pressure in the axial region, which causes the passive medium to enter the ejector, reinforced by the bimetallic insert 14 and the temperature difference between the active and passive media, which constantly occurs during the operation of the ejector due to the presence of increased zones and low (vacuum) pressure. In the mixing chamber 7, the active and passive medium are mixed, the mixing efficiency is increased due to the swirling of flows in the internal curved helical grooves and the mixture is easily removed from the ejector. The implementation of the last turn of the spiral channel 6 shape in the form of a curve "curl" Agnesi 15 reduces hydraulic resistance in the ejector and provides a favorable mode of movement and mixing of flows.

Предлагаемый вихревой эжектор имеет наилучшие гидравлические характеристики по сравнению с прототипом, усиливает эффект подсоса перекачиваемой жидкости и повышает эффективность работы за счет использования дополнительно создаваемых центробежных сил при закрутке потока жидкости. The proposed vortex ejector has the best hydraulic characteristics compared to the prototype, enhances the effect of suction of the pumped fluid and increases the efficiency through the use of additionally created centrifugal forces when swirling the fluid flow.

Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в использовании эндогенных (внутренних) сил, возникающих за счет селективных и синергических свойств, проявляемых элементами вихревого эжектора, что повышает эффективность его работы при высоких гидравлических и энергетических параметрах. The originality of the proposed technical solution lies in the use of endogenous (internal) forces arising from the selective and synergistic properties exhibited by the elements of the vortex ejector, which increases its efficiency at high hydraulic and energy parameters.

Claims

A vortex ejector containing a vortex chamber with a tangential nozzle for supplying an active medium, flat end walls and a guiding wall forming a spiral channel with a variable radius for supplying and swirling a working medium, a mixing chamber and a pipe for supplying a passive medium, mounted coaxially with the vortex chamber, a spiral channel, made in the form of concentric annular channels conjugated to each other by tapering channels, the end wall of the vortex chamber is made concave, spiral channel in made in the form of a logarithmic spiral, characterized in that on the inner surface of the vortex chamber there are curved helical guides in the direction of movement of the active medium, internal curved helical grooves are provided in the mixing chamber, a bimetallic insert is installed in the passive medium supply pipe, and the last coil of the spiral channel in front of the chamber mixing is made in the form of an Agnesi “lock”.