СТРУЙНЫЙ АППАРАТ
(51) 6 F04F5/02
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Статус: по данным на 26.12.2007 - действует
--------------------------------------------------------------------------------
(21) Заявка: 96112569/06
(22) Дата подачи заявки: 1996.06.18
(45) Опубликовано: 1997.12.27
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Донец К.Г. Гидроприводные струйные компрессорные установки. - М.: Недра, 1990, с. 30 - 32. 2. Соколов Е.Я., Зингер Н.М. Струйные аппараты. - М.: Энергоатомиздат, 1989, с. 242.
(71) Заявитель(и): Акционерное общество открытого типа "Оренбургнефть" (RU); Государственная академия нефти и газа им.И.М.Губкина (RU); J.P.Kenny Exploration and Production Ltd. (GB)
(72) Автор(ы): Сазонов Юрий Апполоньевич[RU]; Зайцев Юрий Васильевич[RU]; Елисеев Вячеслав Николаевич[RU]; Малов Борис Анатольевич[RU]; Юдин Игорь Станиславович[RU]
(73) Патентообладатель(и): Акционерное общество открытого типа "Оренбургнефть" (RU); Государственная академия нефти и газа им.И.М.Губкина (RU); J.P.Kenny Exploration and Production Ltd. (GB)
(54) СТРУЙНЫЙ АППАРАТ
Использование: в насосостроении. Сущность изобретения: струйный аппарат снабжен по крайней мере одним промежуточным патрубком, установленным между коническими секциями диффузора с зазором относительно одной из них с образованием кольцевого канала, сообщенного с приемным каналом, а промежуточный патрубок установлен с возможностью замены. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к насосостроению, в частности к струйным аппаратам, и может быть использовано в нефтяной, газовой и других отраслях промышленности для перекачки жидкостей и газов.
Известен струйный аппарат, содержащий сопло, приемный канал, камеру смешения и диффузор с криволинейным профилем и непрерывным увеличением угла конусности по длине (см. Донец К.Г. Гидроприводные струйные компрессорные установки. М. Недра, 990, с. 30-32).
Однако в известном устройстве параметрические характеристики диффузора не оказывают существенного влияния на характеристику аппарата, следствием чего является узкая область его использования.
Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является струйный аппарат, содержащий сопло, приемный канал, камеру смешения и секционный диффузор, причем угол конусности отдельных секций диффузора ступенчато увеличивается по мере удаления от камеры смешения (см. Соколов Е.Я. и Зингер Н.М. Струйные аппараты. М. Энергоатомиздат, 1989, с.242).
Недостатком струйного аппарата является его ограниченная производительность (подача) при снижении давления на выходе диффузора. В этом случае зона скачка давления перемещается из камеры смешения в диффузор, повышая его коэффициент гидравлического сопротивления из-за неравномерности эпюры скоростей на его выходе. Недостатком является также отсутствие возможности регулировать режим работы диффузора, что сужает область применения струйного аппарата.
В основу настоящего изобретения положена задача создания струйного аппарата, конструктивное решение которого позволит повысить производительность на переменных режимах работы и обеспечит возможность регулирования режима работы диффузора, что, в свою очередь, позволит расширить область его применения.
Поставленная задача достигается тем, что струйный аппарат, содержащий сопло, приемный канал, камеру смешения и секционный диффузор, включающий по крайней мере две конические секции, согласно изобретению снабжен по крайней мере одним промежуточным патрубком, установленным между коническими секциями диффузора с зазором относительно одной из них с образованием кольцевого канала, сообщающегося с приемным каналом посредством линии подачи с установленным на ней клапаном. В предпочтительном варианте промежуточный патрубок имеет цилиндрическую форму и выполнен сменным переменного диаметра.
Целесообразно, чтобы промежуточный патрубок имел конфузорную или диффузорную форму с углом конусности меньшим угла конусности, секций диффузора.
На чертеже изображен предлагаемый струйный аппарат.
Струйный аппарат содержит сопло1, причем канал 2, камеру смешения и диффузор, состоящий из двух или более секций 4 и 5. Между коническими секциями 4 и 5 с зазором относительно секции установлен промежуточный патрубок 6, (например, цилиндрической формы), причем образованный кольцевой канал 7 между конической секцией 4 и патрубком 6 сообщается посредством линии подачи 8 с установленным на ней клапаном 9 с приемным каналом 2.
Струйный аппарат работает следующим образом.
В сопло 1 подается среда (жидкость, газ или смесь жидкости и газа), где формируется рабочая струя, направленная в камеру смешения 3. При этом за счет турбулентных процессов в пограничном слое струи в приемном канале понижается давление и создается поток перекачиваемой среды (жидкость, газ или смесь жидкости с газом) в направлении из приемного канала 2 в камеру смешения 3. Скорость течения смеси рабочей и перекачиваемой сред в диффузоре снижается с одновременным повышением давления. При высоком давлении на выходе диффузора длина участка перемешивания меньше длины камеры смешения 3 и скачок давления происходит в конце камеры смешения 3. Давление на выходе диффузорной секции 4 и в концевом канале 7 в этом случае выше, чем в приемном канале 2, из-за чего клапан 9 находится в закрытом состоянии.
Известно, что с понижением давления зона скачка давления смещается в диффузор (см. Каннингэм, Допкин. Длины участка разрушения струи и смешивающей горловины жидкоструйного насоса для перекачки газа. Теоретические основы инженерных расчетов. 1974, N 3, издательство Мир, с. 135).
При понижении давления на выходе диффузора длина участка перемещения превышает длину камеры смешения 3 и зона скачка давления смещается в цилиндрический патрубок 6. В этом случае давление в канале 7 снижается и перекачиваемая среда поступает как в камеру смешения 3, так и через открывшийся клапан 9, кольцевой зазор 7 в цилиндрический патрубок 6, где оба потока перекачиваемой среды и рабочая среда перемешиваются. В этом режиме давление повышается в диффузорной секции 5 и последующих секциях. За счет открывшегося клапана 9 и кольцевого зазора 7 увеличивается площадь сечения каналов, через которые к рабочей струе подводится перекачиваемая среда, что способствует повышению производительности струйного аппарата.
При количестве секций диффузора более трех возможна установка двух и более цилиндрических патрубков, аналогично связанных через клапан с приемным патрубком.
Путем подбора диаметра цилиндрического патрубка можно регулировать давление, при котором открываются клапан 8 и дополнительный канал 7 для прохода перекачиваемой среды. Соответственно этому обеспечивается настройка режима работы диффузора. Дополнительная возможность настройки диффузора заключается в подборе формы промежуточного патрубка, который может быть также конфузорным или диффузорным, но с углом конуса меньше, чем у диффузорных секций, между которыми установлен сам патрубок.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Струйный аппарат, содержащий сопло, приемный канал, камеру смешения и секционный диффузор, включающий по крайней мере две конические секции, отличающийся тем, что аппарат снабжен по крайней мере одним промежуточным патрубком, установленным между коническими секциями диффузора с зазором относительно одной из них с образованием кольцевого канала, сообщенного с приемным каналом посредством линии подачи с установленным на ней клапаном, а промежуточный патрубок установлен с возможностью замены.
2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что промежуточный патрубок выполнен цилиндрической формы.
3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что промежуточный патрубок выполнен конфузорным с углом конусности меньше угла конусности секций диффузора.
4. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что промежуточный патрубок выполнен диффузорным с углом конусности меньше угла конусности секций диффузора.
Независимый научно технический портал
На главную страницу раздела