Пароструйный насос-теплообменник с кольцевым соплом

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(57) 1. Пароструйный насос-теплообменник с кольцевым соплом, содержащий камеру смешения, сопла для подвода газообразной и жидкой сред, камеру расширения, размещенную на выходе камеры смешения, и диффузор с горловиной, установленный на выходе камеры расширения, отличающийся тем, что сопло для подвода газообразной среды снабжено конической вставкой для создания полого потока среды. 2. Пароструйный насос-теплообменник с кольцевым соплом по п. 1, отличающийся тем, что коническая вставка установлена с возможностью перемещения ее вдоль оси сопла и изменения его критического живого сечения. Изобретение относится к области струйной техники, преимущественно к струйным аппаратам, предназначенным для нагрева и сжатия жидких сред. Широко известны устройства, описанные в книге Струйные аппараты 1, предназначенные для повышения давления жидкости за счет кинетической энергии струи пара, который в процессе смешения с жидкостью полностью конденсируется в ней. Однако данный способ сжатия жидкости в струйном аппарате имеет невысокий КПД вследствие потерь энергии в процессе обмена количеством движения между средами и аппаратом. 3941 1 Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство, описанное в патенте РФ Способ сжатия сред в струйном аппарате и устройство для его осуществления 2 (патент РФ 2016261 04 05/02 опубл. 15.07.94 г. Бюлл.13). Устройство содержит камеру смешения, коаксиально 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. Однако в описанном устройстве для сжатия среды в струйном аппарате подача первичной среды осуществляется через сопло с постоянными геометрическими размерами, что ограничивает пределы изменения расхода первичной и вторичной сред, а также лишает возможности регулирования гидродинамических и теплотехнических параметров в процессе теплообмена и сжатия. Задачей настоящего изобретения является создание условий, позволяющих изменять расход первичной и вторичной сред, а также регулировать теплотехнические и гидродинамические параметры. Задача решается следующим образом. В расширяющейся части сопла устанавливается коническая вставка, позволяющая изменять площадь критического сечения сопла при ее осевом перемещении, а также создавать поток первичной среды кольцевой формы, что способствует более равномерному распределению первичной среды по периферии камеры смешения, создает условия для интенсивного контакта первичной и вторичной сред с повышением теплообмена и КПД насоса. На фигуре показан общий вид предлагаемого устройства. Пароструйный насос-теплообменник с кольцевым соплом содержит паропровод 1, входную задвижку 2,коническую вставку 3, сопло 4, привод перемещения вставки 5, водопровод нагреваемой воды 6, задвижку 7,камеру смешения 8, разгрузочный трубопровод 9, камеру расширения 10, регулирующий клапан 11, диффузор 12, выходной трубопровод 13, выходную задвижку 14, горловину 15. Пароструйный насос-теплообменник работает следующим образом. Во время пуска насоса в камеру смешения 8 подают нагреваемую среду через задвижку 7 по трубопроводу 6, затем открывают входную задвижку 2 и по трубопроводу 1 подают пар в сопло 4. Пар под давлением, проходя через кольцевую щель, образованную внутренней поверхностью сопла 4 и вставкой 3, поступает в расширяющуюся часть сопла, создавая полый кольцевой поток первичной среды. Далее пар поступает в камеру смешения 8, где встречает инжектируемую воду, нагревает ее, конденсируясь, и передает ей свою кинетическую энергию. Вода, увлекаемая паром, поступает в камеру расширения 10, где кинетическая энергия пароводяной смеси превращается в потенциальную энергию давления. Здесь, через горловину 15 нагретая вода поступает в диффузор 12,где увеличивается ее давление, а затем выходит в трубопровод 13 и через задвижку 14 идет к потребителю. Часть воды из камеры расширения 10 по трубопроводу 9 и разгрузочный клапан 11 уходит в питательный бак котельной. Источники информации 1. Соколов Е.Я., Зингер Н.М. Струйные аппараты, 1983. 2.2016261, МПК 04 5/02. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.