DEMYANUK SERGEY ALEKSANDROVICH (RU)
MERKUSCHKIN EVGENIY VITAL'EVICH (RU)
| DE337587C | 1921-06-07 | |||
| US20050129527A1 | 2005-06-16 | |||
| RU2341691C2 | 2008-12-20 | |||
| RU2142071C1 | 1999-11-27 |
| Формула изобретения Газовый эжектор, содержащий приемную камеру, камеру смешения с диффузором и соосно расположенное сопло, отличающийся тем, что эжектор выполнен многоканальным в виде жестко закрепленной в стационарном корпусе многосопловой камеры и многоканального корпуса, выполненного из термопластических или композитных материалов, или металлов с плотностью не более 5г/см , при этом каждый канал представляет собой приёмную камеру, камеру смешения и выхлопной диффузор, причем каждому соплу соответствует свой канал, а расходно-напорные характеристики эжектора обеспечиваются следующими геометрическими соотношениями и диапазонами размеров: п>2 l,/ d=0.1...1.5, d=0,7...4, α,=10...30°, D3KB / d=7,5...9, L,/ D3KB=0,75...2,5, D3KB=1 ,5...6, a4=10...30°, где n - количество сопел в многосопловой камере, d - внутренний диаметр сопла, 1) - длина проходного сечения сопла, 1 - длина отрезка раскрытия сопла, а.] - угол раскрытия сопла, D3KB - эквивалентный диаметр камеры смешения, Li - длина участка от среза сопла до входа в камеру смешения, L2 - длина камеры смешения, L3 - длина выхлопного диффузора, а - угол раскрытия выхлопного диффузора. 2. Газовый эжектор по п.1 , отличающийся тем, что многоканальный корпус выполнен с возможностью открывания. 5 ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) |
Изобретение относится к струйной технике, а конкретно к газовым эжекторам со сверхзвуковыми соплами и сужающимися камерами смешения, может быть использовано в авиации и индустриальной промышленности для откачки газов, пылевоздушных смесей в пылезащитных устройствах, а так же в системах обогрева, вентиляции и кондиционирования воздуха на вертолетах.
Известны различные эжекторы представляющие собой соосно установленные сопло активного газа и жестко закрепленную цилиндрическую камеру смешения с выхлопным коническим диффузором (Соколов Е.Я., Зингер Н.М. Струйные аппараты, 3 изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1989г.; Сборник работ по исследованию сверхзвуковых газовых эжекторов, ЦАГИ 1961г.)
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является газовый эжектор, содержащий сужающуюся камеру смешения, горло, дозвуковой диффузор и центральное сверхзвуковое сопло. На выходной кромке сопла равномерно размещены малогабаритные вихреобразователи, выполненные в виде табов (патент RU 2341691, приоритет от 09.01.2007г. МПК F04F5/18, F04F5/44)
Недостатками эжекторов, рассматриваемых в данных публикациях, являются: неоптимальные конфигурации сопла активного газа, приемной камеры, камеры смешения и выхлопного диффузора, что не обеспечивает в полной мере достижения необходимого соотношения коэффициента эжекции и разрежения на входе в приемную камеру. Так же в качестве недостатков можно отметить большие габариты (вследствие необходимости использования длинной камеры смешения, порядка 4...8 калибров) и отсутствие легких, быстроразъемных либо открывающихся конструкций эжекторов.
Задачами заявляемого технического решения является повышение коэффициента эжекции к>7, уменьшение массы и общего габарита с целью оптимизации КОМПОНОВКИ изделия, а так же выполнение конструкции в быстроразъемном исполнении.
Поставленная задача решается, благодаря тому, что газовый эжектор, содержащий приемную камеру, камеру смешения с диффузором и соосно расположенное сопло, согласно заявляемому изобретению - эжектор выполнен многоканальным в виде жестко закрепленной в стационарном корпусе многосопловой камеры и многоканального корпуса, выполненного из термопластических или композитных материалов, или металлов с плотностью не более 5г/см 3 , при этом каждый канал представляет собой приёмную камеру, камеру смешения и выхлопной диффузор, причем каждому соплу соответствует свой канал, а расходно-напорные характеристики эжектора обеспечиваются следующими геометрическими соотношениями и диапазонами размеров:
п>2
l,/ d=0,l ... l ,5,
l 2 / d=0,7...4,
α ! =10...30°,
D 3KB / d=7,5...9,
D 3KB =0,75...2,5,
L 2 / D 3KB =1,5...6,
D 3KB =3,5...8,
a 4 =10...30°,
где n - количество сопел в многосопловой камере,
d - внутренний диаметр сопла,
11 - длинна проходного сечения сопла,
1 2 - длина отрезка раскрытия сопла,
си - угол раскрытия сопла,
D 3KB - эквивалентный диаметр камеры смешения,
L] - длина участка от среза сопла до входа в камеру смешения,
L 2 - длина камеры смешения,
L 3 - длина выхлопного диффузора,
а 4 - угол раскрытия выхлопного диффузора.
При этом многоканальный корпус выполнен с возможностью открывания.
Предлагаемая многосопловая конструкция позволяет уменьшить габариты и массу эжектора с увеличением коэффициента эжекции до к>7, при этом удобство эксплуатации достигается благодаря запорно- открывающемуся механизму с сохранением соосности сопловой камеры и многоканального корпуса.
Заявляемое изобретение поясняется чертежами:
фиг. 1 - Общий вид эжектора с многосопловой камерой в приоткрытом состоянии
фиг. 2 - Вид на пружинный замок в разрезе
фиг. 3 - Общий вид эжектора в закрытом состоянии
фиг. 4 - Основные геометрические размеры сопла
фиг. 5 - Основные геометрические размеры эжектора в сборе
Газовый эжектор (фиг.1) состоит из стационарного корпуса 1 и открывающегося многоканального корпуса 2.
В стационарном корпусе 1 закреплена многосопловая камера 3 с фланцем 4 подвода активного газа и соплами 5 в количестве больше двух, например, семи. Запорно-открывающийся механизм (фиг.2) выполнен в виде петель 6 на стационарном корпусе 1, пружинных замков 7 и ответных элементов 8 под пружинные замки 7 на многоканальном корпусе, при этом по контуру стационарного корпуса 1 проложена уплотнительная прокладка 9 (фиг.1), обеспечивающая герметичность прилегания стационарного 1 и многоканального 2 корпусов. Открывающийся многоканальный корпус 2 (фиг.З) эжектора состоит из приемных камер 10 и камер смешений 1 1 с выхлопными диффузорами 12 при том, что каждому каналу корпуса 2 соответствует свое сопло 5.
Многоканальный корпус 2 эжектора выполнен из термопластических материалов, со следующими основными характеристиками:
- Модуль упругости (Е) в пределах 4000...7000МПа (предпочтительно 4000...5000МПа);
- Относительное удлинение при разрыве З ...6% (предпочтительно 4...5%);
- Рабочая температура -60...+130С 0 ,
Многоканальный корпус 2 может быть так же выполнен из композитных материалов либо из металлов с плотностью не более 5 г/см 3 .
На фиг. 4 изображено сопло с указанием следующих параметров и соотношений:
угол раскрытия сопла αι= 10...30° (предпочтительно α i =20...23°).
угол сужения перед соплом а 2 =30...60° (предпочтительно αι=40...43°).
1]/ d=0,l . .. l ,5 (предпочтительно \ \ l d=0,35...0,4),
1 2 / d=0,7...4 (предпочтительно 1 2 / d=0,7...0,9),
где d - внутренний диаметр сопла
\ \ - длинна проходного сечения сопла
1 2 - длина отрезка раскрытия сопла
На фиг. 5 изображен эжектор в сборе с указанием следующих параметров и соотношений:
угол сужения приемной камеры а 3 =30...60° (предпочтительно
угол раскрытия выхлопного диффузора а 4 =10...30° (предпочтительно а ! =20...23°);
D 3KB / d=7,5...9 (предпочтительно D 3KB / d=8...8,5)
D 3KB =0,75...2,5 (предпочтительно Lj/ ' D 3KB =1,2...1,7)
L 2 / D 3KB =1 ,5...6 (предпочтительно L 2 / D 3KI =1 ,5...1 ,9)
L 3 / D 3KB =3,5...8 (предпочтительно L 3 / D 3KB =4...5),
Где D 3KB - эквивалентный диаметр камеры смешения
Lj - длина участка от среза сопла до входа в камеру смешения
L 2 - длина камеры смешения
L 3 - длина выхлопного диффузора
Работа газового эжектора происходит следующим образом.
В сопловую камеру 3 в стационарном корпусе 1 через фланец 4 подают активный (эжектирующий) газ (направление А) (Фиг.4) со следующими параметрами: G a =0, l lKr/c; Р а =7,4ата; t=280C°,
где G a -расход активного газа ,
Р а - давление активного газа,
t - температура активного газа.
Активный газ, распределяясь равномерно по многосопловой камере 3, со скоростью примерно 800м/с выходит из сопел 5 и поступает в приемные камеры 10, соответствующие каждая своему соплу 5 (поток В, Фиг.5). з Попадая в приемные камеры 10 (поток В фиг.5), а затем в камеры смешения 1 1 , активный газ передает часть своей кинетической энергии пассивному газу, находящемуся в покое, в результате чего происходит смешение газов и выравнивание скоростей, вследствие чего пассивный газ приобретает ускорение и происходит его подсос снаружи в приемные камеры 10, таким образом создается разрежение на входе в эжектор (поток В). Из камер смешения 11 поток газа поступает в выхлопные диффузоры 12 (направление С, фиг.5), где происходит дальнейший рост давления, а на входе приемных камер 10, соответственно, дальнейшее понижение давления или рост разрежения.
Расход пассивного воздуха для данной конструкции составляет 0,86кг/с при сопротивлении сети на входе в приемные камеры 10 равным нулю и 0,78кг/с при сопротивлении сети на входе в приемные камеры эжектора равным 300 мм.вод.ст., что соответствует коэффициенту эжекции 7 ... 7
Открывают эжектор следующим образом - тянут за кольца пружинных замков 7 в направлении D (Фиг.2, Фиг.З), ответные элементы 8, расположенные на многоканальном корпусе 2 выйдут из зацепления с пружинными замками 7 и открывающийся многоканальный корпус 2 на петлях 6 откинется вниз.
Закрывают эжектор в обратном порядке - многоканальный корпус 2 поднимают и прижимают к стационарному корпусу 1 , пружинные замки 7 за кольца отводятся в направлении D (Фиг.2, Фиг.З), многоканальный корпус 2 плотнее прижимают к уплотнительной прокладке 9, пружинные замки 7 отпускаются и входят в зацепление с ответными элементами 8 пружинных замков 7, таким образом многоканальный корпус 2 фиксируют в закрытом положении.