газовый эжектор

Формула изобретения

Газовый эжектор, содержащий активное сопло и камеру смешения, при этом активное сопло снабжено ультразвуковым излучателем, отличающийся тем, что ультразвуковой излучатель выполнен газоструйным и образован острыми кромками колпачка, установленного на стержне по оси сопла и собственно соплом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области струйной техники и может быть использовано для вакуумирования замкнутых объемов, перекачки жидких и газовых сред, а также для организации смещения и последующего тепломассообмена активного газа и откачиваемой среды.

Известен газовый эжектор, содержащий активное сопло и камеру смешения с конфузорно-диффузорным проходным сечением (см. например "Политехнический словарь", главный редактор академик И.И.Артоболевский, "Советская энциклопедия", М. 1976, с. 570 и а. с. СССР N 631685, кл. F 04F 5/02, 1977).

Недостаток известного эжектора заключается в недостаточной эффективности процесса снижения давления при его работе и в низком качестве смешения активного газа и откачиваемой среды, что снижает экономические характеристики эжектора и скорость тепломассообмена между активным газом и откачиваемой средой.

Кроме того, при работе известного эжектора возможен унос и выброс из откачиваемого объема гетерогенных частиц: пыли, капель реагента.

Известен также газовый эжектор, содержащий активное сопло и камеру смешения, при этом активное сопло снабжено ультразвуковым излучателем (см. авторское свидетельство СССР N 1548534, кл. F 04F 5/02, 1990).

Недостатком известного эжектора является также нетехнологичность выполнения камеры смещения, профиль которой образует конфузорно-диффузорное проходное сечение. Это особенно важно, когда сечение профилируют по заданному закону, а обрабатывать внутреннюю поверхность и контролировать ее качество сложно.

Задача, решаемая изобретением, заключается в повышении эффективности работы эжектора, качества смещения и снижения уноса гетерогенных включений из откачиваемого объема.

Указанная задача решается тем, что в известном газовом эжекторе, содержащем активное сопло и камеру смещения с конфузорно-диффузорным проходным сечением, согласно изображению он снабжен проходящим по оси сопла стержнем, на котором установлен колпачок, выполненный с острыми кромками со стороны сопла и образующий с ним газоструйный ультразвуковой излучатель.

Кроме того, конфузорно-диффузорное проходное сечение камеры смещения образовано цилиндрическим кожухом и телом вращения, осесимметрично размещенным в нем, при этом тело вращения выполнено в виде двух конусов, соединенных основаниями.

На чертеже изображен газовый эжектор в разрезе.

Газовый эжектор содержит цилиндрический корпус 1 камеры смешения, соединенный с откачиваемым объемом (на чертеже условно не показан). По оси корпуса 1 размещено активное сопло 2, соединенное трубопроводом 3 с источником подачи активного газа (на чертеже условно не показан). Осесимметрично активному соплу 2 в корпусе 1 размещено тело вращения 4, выполненное в виде двух конусов с профилированными поверхностями, образующими с корпусом 1 конфузорно-диффузорное сечение. Тело вращения 4 установлено на пилонах 5, прикрепленных к корпусу 1. По оси сопла 2 размещен стержень 6 на пилонах 7, на котором установлен колпачок 8 в виде цилиндрического резонатора с острыми кромками 9 со стороны сопла 2 и образующий с ним газоструйный ультразвуковой излучатель. Образование конфузорно-диффузорного проходного сечения цилиндрическим корпусом 1 и телом вращения 4 значительно упрощает технологию его изготовления, т.к. обработка наружной поверхности тела под заданный профиль технологичнее, а значит и проще, чем обработка внутренней поверхности камеры смешения в известных эжекторах.

Газовый эжектор работает следующим образом.

Активный газ от источника подачи по трубопроводу 3 поступает в активное сопло 2, истекая из которого, кольцевая струя взаимодействует с острыми кромками 9 колпачка 8. При этом происходит преобразование энергии истекающего через сопло 2 газа в энергию ультразвуковых волн. Далее, истекающий поток активного газа захватывает молекулы пассивной среды из откачиваемого объема, создавая в нем разрежение. Ультразвуковые волны приводят к пульсационной турбулизации границ контакта разнорядных по плотности, вязкости и скорости звука сред. Это в конечном счете повышает качество смешения сред и интенсивность тепломассообмена на входе и выходе из камеры смешения вследствие повышения скорости обновления сред на поверхности контакта. В результате повышения качества смешения сред и интенсивности тепломассообмена улучшаются экономические характеристики эжектора. Кроме того, образующиеся пульсации акустического давления создают преграду для уноса из откачиваемого объема гетерогенных частиц, вызывая их коагуляцию и возврат в откачиваемый объем, а также разрушение крупных агломератов пены, что значительно снижает их унос.

Таким образом, использование изобретения позволяет повысить эффективность работы эжектора, качество смешения и снизить унос гетерогенных частиц из откачиваемого объема.