Способ сжатия сред в струйном аппарате и устройство для осуществления способа

Изобретение относится к области струйной техники, преимущественно к струйным аппаратам для приготовления гомогенных смесей, транспортировки. различных сред, перекачки сред или дегазации жидкостных сред.Известен способ сжатия сред в струйном аппарате, заключающийся в том,что в аппарат подают с дозвуковой скоростью активную и пассивную среды,смешивают среды в камере смешения с формированием дозвуковой двухфазнж смеси и тормозят поток смеси сред в диффузора с соответствующим ростом статического давления (1).Из этого же патента известно устройство для реализации способа сжатия сред, содержащее камеру смешения, коаксиально ей установленные сопла для подвода газообразной и жидкостной сред, диффузор и патрубки подвода активной и пассивной сред.Однако данный способ сжатия сред в струйном аппарате имеет сравнительно низкий КПД вследствие диссипативных потерь в процессе обмена количеством движения между средами.Наиболее близким к описываемому является способ сжатия сред в струйном аппарате, заключающийся в том, что подают в аппарат с дозвуковой скоростью активную и пассивную среды, смешивают среды в камере смешения с формированием двухфазной смеси, с разгоном смеси сначала до звуковой скорости, а потом в камере расширения - до сверхзвуковой скорости, организуютскачок УПЛОТНЕНИЯ ДЛЯ ТООМОЖВНИЯ СМЕСИ С СООТВВТСТВУЮЩИМ ростомстатического давления после скачка уплотнения и преобразованием потока в однофазный, после чего подают его потребителю (2).В этом же патенте описано устройство для осуществления способа сжатия сред в струйном аппарате, содержащее камеру смешения, коаксиально ей установленные сопла для подвода газообразной и жидкой сред, камеру расширения, размещенную на выходе камеры смешения и диффузор с горловиной, установленный на выходе камеры расширения, при этом горловина вьлполнена в виде цилиндрического патрубка.Однако в известном способе сжатия сред в камере расширения поддерживается атмосферное давление, что снижает эффективность работы струйного аппарата, затрудняет его надежную работу, а в ряде случаев делает аппарат неработоспособным. Кроме того, конструкция аппарата довольносложная. Для увеличения эффективности торможения сверхзвукового двухфазногопотока диффузор выполняют со сложным профилем и снабжают его центральнымтелом установленным на демпфирующей пружине, что значительно усложняет конструкцию.Технической задачей на решение которой направлено изобретение является повышение надежности работы струйного аппарата, упрощение его конструкции и расширение диапазона использования способа сжатия сред в струйном аппарате.Указанная техническая задача решается тем, что в способе сжатия сред вформированием двухфазной смеси, с разгоном смеси сначала до звуковойскачок уплотнения для торможения смеси с соответствующим ростом статического давления после скачка уплотнения и преобразованием потока в однофазный, после чего подают его потребителю, при этом статическое давление. после скачка уплотнения должно быть меньше полусуммы давления торможения после скачка и статического давления перед скачком.Кроме того, в зоне истечения в камере расширения статическое давление перед скачком уплотнения устанавливают меньшим давления окружающей среды,а статическое давление после скачка уплотнения устанавливают большим или равным давлению окружающей среды.В камеру смешения может быть подведен дополнительный поток, послу чего смесь сред разгоняют до ее собственной скорости звука. Кроме того, к смеси сред до достижения-ею собственной скорости звука может быть подведенотепло и/или масса и от сверхзвукового потока смеси сред может быть подведено тепло и/или масса.В части устройства струйный аппарат для реализации способа сжатия сред содержит камеру смешения, коаксиально ей установленные сопла для подвода газообразной и жидкой сред, камеру расширения, размещенную на выходе),камеры смешения и диффузор с горловиной, установленный на выходе камеры расширения, при этом горловина выполнена в виде цилиндрического патрубка,камера смешения выполнена конической, сужающейся по ходу потока смеси сред, камера расширения сообщена непосредственно с горловиной диффузора и снабжена выпускным патрубком с разгрузочным клапаном, причем диаметргорловины равен от 1 до 3 гидравлических диаметров выходного сечения камерыКроме того, устройство может бьггь снабжено устройством подвода дополнительной среды в направлении движения потока смеси сред,расположенным до выходного сечения камеры смешения по ходу потока,горловина диффузора расположена соосно камере смешения, Выходное сечение камеры смешения может быть выполнено в виде диафрагмы, а разгрузочный клапан может быть снабжен средством регулировки давления его открытия.Как технический результат использования описанного способа сжатия сред и струйного аппарата для реализации способа сжатия сред является возможность оптимизировать энергетические затраты, достигнуть стабильного воздействия на(среды без нарушения режима работы, практически независимо от изменения давления окружающей среды и конечного давления. С помощью организованного в проточной части аппарата воздействия скачка уплотнения на среды можно получить гомогенные мелкодиспергированные смеси из нескольких компонентов с требуемыми концентрациями отдельных компонентов, а также получить мелкодиспергированные и гомогенные структуры с высокоразвитой активирующей поверхностью и трудносмесимые структуры при автоматической дозировке с высокой точностью.На фиг.1 представлен продольный разрез струйного аппарата дляреализации способа сжатия, на фиг.2 - вариант выполнения струйного аппарата свыходным сечением камеры смешения выполненным в виде диафрагмы, на фиг.З- схема изменения скорости потока и статического давления смеси в осевом направленииустройства по фиг.2 в начальной стадии с открытым разгрузсчным клапаном, на фиг.4 - схема изменения скорости потока и статического давления смеси в осевом направлении устройства по фиг.2 в стабильном режиме с