RU2260147C2 - Vortex injector - Google Patents
Vortex injector Download PDFInfo
- Publication number
- RU2260147C2 RU2260147C2 RU2003133153/06A RU2003133153A RU2260147C2 RU 2260147 C2 RU2260147 C2 RU 2260147C2 RU 2003133153/06 A RU2003133153/06 A RU 2003133153/06A RU 2003133153 A RU2003133153 A RU 2003133153A RU 2260147 C2 RU2260147 C2 RU 2260147C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radius
- nozzle
- vortex
- medium
- passive
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области струйной техники, а более конкретно к энерготрансформаторам, и может быть использовано в качестве эжекторов, инжекторов и элеваторов, т.е. для нагнетания, откачивания и транспортирования жидкостей и/или газов.The invention relates to the field of inkjet technology, and more particularly to energy transformers, and can be used as ejectors, injectors and elevators, i.e. for pumping, pumping and transporting liquids and / or gases.
Известен вихревой эжектор, содержащий корпус, патрубки подвода активной и пассивной рабочих сред и отвода смешанной среды, сопловые аппараты, установленные на патрубках подвода рабочих сред, и камеру завихрения, при этом один из сопловых аппаратов имеет винтовую нарезку для закручивания активной рабочей среды (см. SU 1333866, кл. F 04 F 5/42, опубл. 30.08.1987).Known is a vortex ejector containing a housing, nozzles for supplying active and passive working media and removal of a mixed medium, nozzle devices installed on nozzles for supplying working media, and a swirl chamber, while one of the nozzle devices has a screw thread for twisting the active working medium (see SU 1333866, CL F 04 F 5/42, publ. 30.08.1987).
Недостатком этого устройства является не достаточно высокий коэффициент инжекции, а следовательно и не высокий КПД (коэффициент полезного действия), который зависит от коэффициента инжекции.The disadvantage of this device is not a sufficiently high injection coefficient, and therefore not a high efficiency (efficiency), which depends on the injection coefficient.
Известен также вихревой инжектор, содержащий корпус, патрубки подвода активной и пассивной сред и отвода смешанной среды, сопловый аппарат, установленный на патрубке подвода активной среды, и камеру завихрения, выполненную кольцевой, на большем радиусе которой установлен направляющий аппарат, при этом патрубки подвода активной и пассивной сред установлены на одной оси по разные стороны от камеры завихрения и в них установлены элементы, закручивающие потоки (см. US 3188976, кл. F 04 F 5/42, опубл. 23.09.1963).Also known is a vortex injector containing a housing, nozzles for supplying active and passive media and for discharging a mixed medium, a nozzle apparatus mounted on a nozzle for supplying an active medium, and a swirl chamber made annular, with a guide apparatus installed over a larger radius, while the nozzles for supplying active and passive media are mounted on one axis on opposite sides of the turbulence chamber and there are installed elements that swirl the flows (see US 3188976, class F 04 F 5/42, publ. 09/23/1963).
Недостатком этого устройства является то, что потенциальная энергия пассивной среды не используется. Давление рабочей среды срабатывается не полностью, а только разность давлений между рабочей инжектирующей средой и инжектируемой, поэтому линейная скорость смешанной среды в камере смешения равна скорости обыкновенного струйного эжектора. Возникающая небольшая центробежная сила тратится на образование потенциальной ямы в центре вращения, которая в то же мгновение заполняется пассивной средой, работа затрачивается непрерывно. Учитывая вышеизложенное КПД данных устройств не намного превышает КПД струйных эжекторов. Потому что в струйном эжекторе используется закон сохранения количества движения, а в вихревом данной конструкции - закон сохранения момента количества движения, а это один и тот же закон. Приращение энергии за счет действия центробежных сил не происходит. Конструкция установленных завихрителей не предохраняет потенциальную яму от заполнения ее средой, поэтому они не влияют на улучшение КПД инжектора, а являются дополнительным сопротивлением на входе и напоре.The disadvantage of this device is that the potential energy of the passive medium is not used. The pressure of the working medium is not fully triggered, but only the pressure difference between the working injecting medium and the injected; therefore, the linear velocity of the mixed medium in the mixing chamber is equal to the speed of an ordinary jet ejector. The resulting small centrifugal force is spent on the formation of a potential well in the center of rotation, which at the same moment is filled with a passive medium, the work is expended continuously. Given the above efficiency of these devices is not much higher than the efficiency of jet ejectors. Because in the jet ejector the law of conservation of momentum is used, and in the vortex of this design - the law of conservation of angular momentum, and this is one and the same law. The increment of energy due to the action of centrifugal forces does not occur. The design of the installed swirls does not protect the potential well from filling it with medium, therefore, they do not affect the improvement of the injector efficiency, but are an additional resistance at the inlet and pressure.
В основу изобретения положена задача повышения КПД вихревого инжектора за счет образования потенциальной ямы в центральной части камеры завихрения с радиусом, равным максимальному радиусу ввода пассивной инжектируемой среды.The basis of the invention is to increase the efficiency of the vortex injector due to the formation of a potential well in the central part of the swirl chamber with a radius equal to the maximum radius of the passive injected medium.
Поставленная задача решается тем, что известный вихревой инжектор, содержащий корпус, патрубки подвода активной и пассивной сред и отвода смешанной среды, сопловый аппарат, установленный на патрубке подвода активной среды, и камеру завихрения, выполненную кольцевой, на большем радиусе которой установлен направляющий аппарат, при этом патрубки подвода активной и пассивной сред установлены на одной оси по разные стороны от камеры завихрения и в них установлены элементы, закручивающие потоки, снабжен сопловым аппаратом, установленным на патрубке подвода пассивной среды, центральная часть камеры завихрения ограждена с двух сторон сопловыми аппаратами, выполненными с тангенциальным выходом в камеру завихрения по радиусу огражденной зоны, в которой при работе инжектора образуется потенциальная яма с радиусом, равным радиусу ввода пассивной среды, при этом активная и пассивная среда при движении по касательной к потенциальной яме создает в камере завихрения вихрь, который при движении на выход в сторону большего радиуса частично трансформирует кинетическую энергию в потенциальную.The problem is solved in that the well-known vortex injector containing a housing, nozzles for supplying active and passive media and for discharging a mixed medium, a nozzle apparatus mounted on a nozzle for supplying an active medium, and a swirl chamber made annular with a guide apparatus at a larger radius the nozzles for supplying active and passive media are installed on the same axis on opposite sides of the swirl chamber and they have elements that twist the flows, equipped with a nozzle apparatus mounted on p at the inlet of the passive medium supply, the central part of the swirl chamber is fenced off on both sides by nozzle devices made with a tangential exit to the swirl chamber along the radius of the enclosed zone, in which, when the injector is operating, a potential well with a radius equal to the input radius of the passive medium is formed, while both active and passive the medium, when moving along a tangent to the potential well, creates a vortex in the vortex chamber, which when moving toward the exit to a larger radius partially transforms the kinetic energy in sweat ncial.
Кроме этого, направляющий аппарат может быть выполнен лопаточным или в виде спирального отвода.In addition, the guide apparatus can be made scapular or in the form of a spiral outlet.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, достаточных для достижения технического результата.These signs are significant and interconnected causal relationship with the formation of a set of essential features sufficient to achieve a technical result.
Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 изображен вихревой инжектор в разрезе,In Fig.1 shows a vortex injector in section
на фиг.2 - частичный разрез с указанием направления потоков рабочих сред,figure 2 is a partial section showing the direction of flow of the working environment,
на фиг.3 - разрез а-а фиг.2,figure 3 is a section aa of figure 2,
на фиг.4 - разрез б-б фиг.3,figure 4 is a section bb b of figure 3,
на фиг.5 - показана потенциальная яма и движение среды на выход через спиральный отвод,figure 5 - shows the potential well and the movement of the medium to the exit through a spiral outlet,
на фиг.6 - показано движение смешанной среды на ее выходе из камеры завихрения в зоне расположения лопаточного направляющего аппарата.figure 6 - shows the movement of the mixed medium at its exit from the swirl chamber in the area of the blade vanes.
Вихревой инжектор (фиг.1, 2) содержит корпус 1, который имеет присоединительные фланцы 2 и 3, стакан 4, размещенный в корпусе 1 и сообщенный с патрубком 5 подвода активной инжектирующей рабочей среды А. В конусном гнезде стакана 2, обращенном к камере завихрения 6, установлен сопловый аппарат 7 для подачи инжектирующей рабочей среды А. В конусном гнезде присоединительного фланца 2 корпуса 1 установлен сопловый аппарат 8 для подачи пассивной инжектируемой среды Б, при этом сопловый аппарат 8 крепится к винту 9 соплового аппарата 7 для совместного их удержания в конусных гнездах. Сопловые аппараты 7 и 8 установлены на одной оси по разные стороны от камеры завихрения 6 и выполнены в виде диафрагм, на радиусе которых выполнены каналы. Диафрагмы крепятся в конусных гнездах боковых стенок камеры завихрения 6. Каналы, перекрываясь конусной стенкой, образуют сопловые аппараты 7 и 8 с тангенциальным выходом в камеру завихрения 6, одновременно диафрагма перекрывает центральную часть камеры завихрения 6 и образует объем для потенциальной ямы. В сопловых аппаратах 7 и 8 срабатываются напоры среды, при этом для жидкости сопла выполнены для работы в дозвуковом режиме, а для газа в сверхзвуковом режиме. На наружной поверхности стакана 4 со стороны, обращенной к камере завихрения 6, может быть установлен лопастной направляющий аппарат 10 с лопатками 11 (фиг.1, 2, 6) или спиральный отвод 12 (фиг.5) для направления потока смешанной среды В на выход.The vortex injector (FIGS. 1, 2) contains a housing 1, which has connecting flanges 2 and 3, a
Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.
Активная инжектирующая рабочая среда А по присоединительному фланцу 3 поступает в стакан 4 и далее через сопловый аппарат 7, срабатывая первоначальный напор, т. е. разницу давлений между активной инжектирующей рабочей средой А и пассивной инжектируемой средой Б, поступает в камеру завихрения 6. При тангенциальном подводе активной инжектирующей рабочей среды А в камеру завихрения 6 в ней возникает момент вращения, при котором возникают центробежные силы, которые прямо пропорциональны квадрату линейной скорости и обратно пропорциональны радиусу вращения, поэтому даже при небольшом моменте вращения в центре образуется разрыв среды (потенциальная яма, зона вакуума) и при увеличении момента вращения радиус потенциальной ямы приблизится к радиусу ввода активной инжектирующей рабочей среды А.The active injecting working medium A through the connecting flange 3 enters the
Срабатываемый напор в сопловых аппаратах 7 и 8 увеличивается на разность величин давлений между пассивной инжектируемой Б и потенциальной ямой и достигнет максимального значения. Потенциальная энергия активной инжектирующей рабочей среды А и пассивной инжектируемой среды Б полностью переходит в кинетическую энергию струи смешанной среды В. Линейная скорость смешанной среды В в камере завихрения 6 значительно выше, чем в известных устройствах (аналогах) и является максимально возможной при всех равных условиях, поэтому центробежной силы достаточно для удержания объема потенциальной ямы (см. фиг.4, 5), а избыток силы трансформируется в потенциальную энергию давления на выходе инжектора.The generated pressure in the
Расчетом лопаточного направляющего аппарата 10 или выбором места расположения (радиуса) спирального отвода 12 определяется радиус потенциальной ямы, давление и выходящая скорость потока смешанной среды В при заданных параметрах сопловых аппаратов 7 и 8.The calculation of the
По закону сохранения момента импульса скорость струи уменьшается с увеличением радиуса вращения, но это не противоречит закону сохранения энергии. Кинетическая энергия струи трансформируется при увеличении радиуса вращения в потенциальную за счет центробежной силы, которая, сжимая струю, увеличивает ее давление и температуру.According to the law of conservation of angular momentum, the jet velocity decreases with increasing radius of rotation, but this does not contradict the law of conservation of energy. The kinetic energy of the jet is transformed with an increase in the radius of rotation into a potential due to the centrifugal force, which, compressing the jet, increases its pressure and temperature.
Центробежная сила увеличивается с увеличением радиуса вращения за счет увеличения объема вращающейся массы среды, а следовательно, возрастает и потенциальная энергия, а кинетическая уменьшается на величину возрастания потенциальной энергии. Таким образом в работе вихревого инжектора соблюдается закон сохранения кинетической и потенциальной энергии, поскольку сумма кинетической и потенциальной энергии потоков А и Б на входе равна сумме кинетической и потенциальной энергии потока В минус механические потери на трение в сопловых аппаратах 7 и 8 и камере завихрения 6.The centrifugal force increases with increasing radius of rotation due to an increase in the volume of the rotating mass of the medium, and consequently, the potential energy also increases, and the kinetic energy decreases by the magnitude of the increase in potential energy. Thus, in the work of the vortex injector, the law of conservation of kinetic and potential energy is observed, since the sum of the kinetic and potential energy of the flows A and B at the inlet is equal to the sum of the kinetic and potential energy of the stream B minus the mechanical friction losses in
При использовании указанного устройства в качестве эжектора рабочей средой является пар, в качестве элеватора - горячая вода, в качестве инжектора - газ.When using this device as an ejector, the working medium is steam, hot water as an elevator, and gas as an injector.
По сравнению с известными устройствами данное устройство позволяет увеличить КПД за счет конструктивного выполнения сопловых аппаратов и камеры завихрения, позволяющей создать в ее центре устойчивую потенциальную яму, которая позволяет увеличить КПД инжектора за счет действия центробежных сил. Изобретение соответствует критерию «промышленная применимость», поскольку осуществимо с помощью известных материалов, средств производства и технологий.Compared with known devices, this device allows to increase the efficiency due to the constructive implementation of nozzle devices and a swirl chamber, which allows creating a stable potential well in its center, which allows increasing the efficiency of the injector due to the action of centrifugal forces. The invention meets the criterion of "industrial applicability", since it is feasible using known materials, means of production and technology.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003133153/06A RU2260147C2 (en) | 2003-11-13 | 2003-11-13 | Vortex injector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003133153/06A RU2260147C2 (en) | 2003-11-13 | 2003-11-13 | Vortex injector |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003133153A RU2003133153A (en) | 2005-04-20 |
RU2260147C2 true RU2260147C2 (en) | 2005-09-10 |
Family
ID=35634638
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003133153/06A RU2260147C2 (en) | 2003-11-13 | 2003-11-13 | Vortex injector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2260147C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2473019C2 (en) * | 2009-03-17 | 2013-01-20 | Владимир Михайлович Криловецкий | Conditioner and vortex device for it |
RU2645373C1 (en) * | 2016-05-17 | 2018-02-21 | Владимир Леонидович Письменный | Turbo-jet engine and control method thereof |
-
2003
- 2003-11-13 RU RU2003133153/06A patent/RU2260147C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2473019C2 (en) * | 2009-03-17 | 2013-01-20 | Владимир Михайлович Криловецкий | Conditioner and vortex device for it |
RU2645373C1 (en) * | 2016-05-17 | 2018-02-21 | Владимир Леонидович Письменный | Turbo-jet engine and control method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003133153A (en) | 2005-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SE525924C2 (en) | Nozzle and method for cleaning gas turbine compressors | |
JP5493153B2 (en) | Microbubble generating pump, moving blade for microbubble generating pump and stationary blade for microbubble generating pump | |
EP2484912B1 (en) | Wet gas compressor systems | |
US20150285271A1 (en) | Jet pump | |
CN104907195A (en) | Rotational flow injection nozzle | |
KR101865240B1 (en) | Device for generating bubble | |
RU2260147C2 (en) | Vortex injector | |
SU1733714A1 (en) | Pumping unit | |
RU2486965C2 (en) | Swirling nozzle | |
RU1773469C (en) | Rotary apparatus | |
RU2561107C1 (en) | Jet-vortex atomiser with ejecting flame | |
RU2264850C2 (en) | Dispenser | |
RU138045U1 (en) | CAVITATION HYDRAULIC DISPERSANT | |
RU203051U1 (en) | DEVICE FOR CREATING TRACTION FROM COUNTER FLOW OF FLUID MEDIUM | |
RU63470U1 (en) | STEAM NOZZLE | |
RU2262008C1 (en) | Swirl jet device and method of its cutting in (versions) | |
RU2782072C1 (en) | Device for separation of multicomponent medium (options) | |
SU956351A1 (en) | Water-jet propeller ejection device | |
RU2703119C1 (en) | Vortex ejector | |
JP2014036916A (en) | Fluid mixing device | |
RU2361118C2 (en) | Pump-jet unit | |
RU57144U1 (en) | TURBINE MIXER | |
RU31991U1 (en) | Dispersant | |
RU86278U1 (en) | RING NOZZLE INJECTOR | |
CN116889856A (en) | A double hypergravity reactor and its use method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071114 |