Эжектор. Принцип действия и устройство. Что такое эжектор. Водоструйный эжектор.

Водоструйные насосы

Водоструйный эжектор показан на рис. 2.35. Расход рабочей воды, м3/ч, и масса, кг, нормализованных водоструйных эжекторов с давлением 0,7 МПа, высотой всасывания 0,4 м и нагнетания 0,1 МПа следующие:

Эффективная работа эжектора зависит от соосности сопла, камеры смешения и диффузора, а также от разности давлений рабочей жидкости при входе в эжектор и жидкостной смеси на выходе из него.

Способность эжектора перекачивать жидкость вместе с механическими примесями используется на рыбопромысловых судах для его работы в качестве рыбонасоса или гидроэлеватора, обеспечивающего перегрузку рыбы из орудий лова на судно, с добывающих судов на перерабатывающие, а также для подачи рыбы к технологическому оборудованию. Эжекторный рыбонасос позволяет поднимать рыбу на высоту до 2,5 м от уровня моря.

Рис. 2.35. Водоструйный эжектор

Основными недостатками водоструйных рыбонасосных установок, ограничивающими их применение, являются низкий КПД (не выше 10—15 %) и необходимость подачи рабочей жидкости центробежными насосами под значительным давлением и в большом количестве.

Для подъема и перемещения жидкостей в рыбонасосных установках широко используются пневматические подъемники, называемые эрлифтами, которые работают на сжатом воздухе или техническом газе. Они характеризуются исключительной простотой устройства и обслуживания, надежностью, малым износом и возможностью поднимать жидкости с различными примесями и рыбой (пульпу).

На рис. 2.36 показана схема эрлифта.

Рис. 2.36. Схема эрлифта

К подъемной трубе 6 из компрессора 3 по трубе 5 подводится сжатый воздух. Поднимающаяся воздушно-жидкостная смесь при входе в бак 2 направляется в отбойный конус 1, где воздух отделяется, а жидкость отводится по трубе 4.

Действие эрлифта основано на Рис. 2-36. Схема эрлифта разнице уровней h1 и h2 в двух сообщающихся сосудах, наполненных жидкостными смесями с различной плотностью ρ1 и ρ2. Высота подъема определится из уравнения h1/h2 = ρ2/ρ1. С увеличением количества подаваемого воздуха уменьшается плотность ρ2 смеси в подъемной трубе и увеличивается высота подъема h2.

Контрольные вопросы 1. Какие виды потерь в насосах учитываются с помощью КПД?

2. Какие типы насосов по принципу их действия вы знаете?

3. Какие основные технические параметры характеризуют работу любого насоса?

4. В чем заключается принцип работы поршневого насоса?

5. Что такое обратимость гидравлических машин и как она достигается?

6. Что такое ротационные насосы и какие их типы вы знаете?

7. Какие насосы относятся к лопастным, в чем заключается принцип их работы?

8. Что такое кавитация и как се можно предотвратить?

9. В чем отличие качественного регулирования подачи центробежных насосов от количественного?

10. В чем заключается отличие торцевого уплотнения вращающихся валов насосов от других типов уплотнения?

11. Какие типы струйных насосов вы знаете и каковы принципы их работы?

12. Объясните принцип работы эрлифта.

* Цифра в индексе насоса означает его подачу, м3/ч.

Эжектор. Принцип действия и устройство. Что такое эжектор. Водоструйный эжектор.

Эжектор — устройство, в котором происходит передача кинетической энергии от одной среды, движущейся с большей скоростью, к другой. Насос – это исполнительный механизм, преобразующий механическую энергию двигателя (привода) в гидравлическую энергию потока жидкости. Насос, приводимый в действие двигателем, сообщается с емкостями двумя трубопроводами: всасывающим (приемным) и нагнетательным (отливным). По принципу действия судовые насосы делятся на три группы: объемные (вытеснения), лопастные и струйные. Струйные насосы не имеют движущихся деталей и создают разность давлений с помощью рабочей среды: жидкости, пара или газа, подаваемых к насосу под давлением. К этим насосам относятся эжекторы и инжекторы. Струйные насосы, соединенные с обслуживаемым объектом всасывающим патрубком, называют эжекторами. У эжекторов рабочий напор выше полезного, то есть . Эжекторы делятся на водяные – для осушения, паровые – для отсоса воздуха и создания вакуума в конденсаторах, испарителях и т.д. Струйные насосы, соединенные с обслуживаемым объектом нагнетательным патрубком, называются инжекторами. У инжекторов соотношение напоров обратное , то есть полезный напор выше рабочего. К инжекторам относятся паровые струйные насосы для подачи питательной воды в парогенераторы. На рисунке 1 изображен водоструйный водоотливной эжектор типа ВЭЖ. Корпус 3 эжектора, сварной из листовой меди, имеет форму диффузора с угловым всасывающим патрубком 7, отверстие которого закрывается колпачком 6 с цепочкой. Слева в корпус вставлено латунное сопло 2, имеющее форму сходящейся насадки с полугайкой «шторца» 1 для присоединения гибкого шланга, по которому к эжектору подводится рабочая вода. Для присоединения к эжектору отводящего шланга служит полугайка шторца 4, расположенная на выходном конце нагнетательного патрубка 5. Такое соединение обеспечивает работу переносных эжекторов, которые устанавливают на резьбе палубных втулок, сообщающихся с помощью трубок с отсеками или трюмами, требующими осушения.

Рис. 1 Водоструйный эжектор типа ВЭЖ

Эжектор работает следующим образом: рабочая вода обычно из пожарной магистрали подается под давлением к соплу. Из выходного узкого сечения сопла вода поступает с большой скоростью в так называемую камеру смешения, при этом давление понижается. Проходя по узкому сечению диффузора («горлу»), вода увлекает за собой воздух и создает разрежение в камере смешения, которое обеспечивает поступление жидкости из всасывающего патрубка 7. Благодаря трению и в результате обмена импульсами всасываемая вода смешивается, захватывается и перемещается вместе с рабочей. Смесь поступает в расширяющуюся часть диффузора, где кинетическая энергия (скорость) снижается и за счет этого возрастает статический напор, способствующий нагнетанию жидкостной смеси через патрубок 5 в нагнетательный трубопровод и за борт. Подачу эжектора можно регулировать путем ввертывания или вывертывания сопла. На рисунке 2 изображен пароструйный инжектор, используемый для питания паровых котлов. К патрубку 1 инжектора подводится рабочий пар из котла. Клапан 2 открывается поворотом рукоятки 10. Пар, проходя через паровое сопло 9, приобретает большую скорость за счет снижения давления. При этом он увлекает с собой частицы воздуха и создает разрежение, обеспечивающее поступление в насос питательной воды через патрубок 3. Поступившая вода, смешиваясь с паром, конденсирует его. Уменьшение объема повышает вакуум в камере смешения 4, обеспечивающий непрерывное всасывание питательной воды в инжектор. Смесь конденсата и воды поступает через диффузор 6 к невозвратному клапану 5, прикрывающему вход в питательный трубопровод котла. В результате перехода части кинетической энергии смеси в давление клапан открывается и горячая вода поступает в паровой котел.

Рис. 2 Пароструйный инжектор

Если давление нагнетания перед клапаном 5 будет меньше давления в котле, то клапан не откроется. В этом случае водяная смесь в камере 7 отожмет вестовой клапан и через отверстие 8 будет выливаться наружу. Когда давление станет достаточным для открытия клапана 5, давление в камере 7 понизится и вестовой клапан под действием пружины закроется, предотвращая поступление воды наружу. Паровые инжекторы имеют простое устройство и обеспечивают подачу в паровой котел горячей питательной воды, но малопроизводительны и неэкономичны. Отсутствие в струйном насосе движущихся деталей обеспечивает перекачивание жидкости с различными механическими включениями, что используется на судах рыбной промышленности для перекачивания пульпы, то есть смеси рыбы с водой насосами-эрлифтами или гидроэлеваторами. В отличие от центробежных рыбонасосов эрлифты при перекачивании пульпы не повреждают рыбу.В качестве рабочей среды в эрлифтах используется сжатый воздух, который, перемешиваясь с водой, создает ей пониженную плотность. Основной недостаток струйных насосов – низкий КПД, обычно не превышающий , у эрлифтов .

Назначение и особенности водоструйных эжекторов

Принцип действия ВЭЖ основан на законе Бернулли. Во время функционирования оборудования в зоне сужения сечения образовывается участок с низким давлением, что обеспечивает уменьшение имеющегося давления потока и провоцирует возникновение подсоса в поток другой среды. По факту эжектор такого типа выступает в виде водоструйного насоса, обеспечивающего разрежение, необходимое для перекачки жидкой среды.

Назначение оборудования:

• Использование в виде водоотливных и осушительных приспособлений.
• Перекачка забортных пресных или морских вод.
• Перегон хозяйственно-бытовых и сточных вод, нефтесодержащих вод.

В нашем каталоге предлагаются:

• Переносные водоструйные эжекторы обычного и погружного типа с открытыми резьбовыми концами.
• Стационарные модели водоструйного типа с фланцевыми соединениями.

Помимо водоструйного оборудования, у нас также можно приобрести фекальные эжекторы, которые применяются в санитарных судовых системах, при проведении очистных и аварийных работ в канализационных каналах на дачных участках и во время осушения почв.

Чем отличается инжектор от эжектора

1. Рабочий поток всасывается в главную трубу с соплом.
2. В патрубке резко падает давление. Как только скорость движения пассивной среды достигает определенной отметки, в камере формируется вакуум. То есть давление становится ниже атмосферного. Это ведет к засасыванию жидкости-/пара из патрубка.
3. Эжектируемая и эжектриующая среды встречаются в камере, где обмениваются кинетической энергией. При поступлении в диффузор она превращается в потенциальную энергию сжатия. Под её действием вещество поступает в выходную трубку.

Принцип работы инжектора

Назначение инжектора — сжатие газов, паров, жидкостей, их нагнетание (распыление) в другие узлы. Устройство является стандартным линейным ускорителем, который вводит заряженные частицы в центральные узлы машины. Заметим, что водяное давление в инжекторном агрегате может быть выше, чем в эжекторном. Агрегатные состояния используемых веществ бывают:

1. равнофазные (газ-газ, пар-пар, жидкость-жидкость);
2. разнофазные (газ-жидкость, жидкость-газ);
3. изменяющейся фазности (пар-жидкость, жидкость-пар).

Соответственно, инжектор используют в составе различной аппаратуры. Его применяют в горной промышленности, на электростанциях, в машиностроении; в качестве составной части котельного оборудования — в нефтегазовой отрасли, жилищно-коммунальном хозяйстве, на промышленных предприятиях.

Схема работы инжектора

Как пример, рассмотрим особенности действия инжектора парового котла. Она основан на его способности создавать более высокое давление, чем у рабочего пара. Кинетическая энергия последнего преобразуется в давление воды, которая поступает в котел. В своей сути инжекторная схема отличается от эжекторной только наличием игольчатого вентиля с рукояткой. Он предназначен для регулирования расхода и подачи жидких, парообразных веществ.

1. Подают пар, который конденсируется на охлажденных стенках.
2. Из-за разности давлений вода из резервуара поднимается в инжекторную полость.
3. Пар расширяется и тянет за собой водный поток дальше в камеру смешения.
4. Состав из конденсированного пара и воды устремляется вперед по расширяющемуся конусу. Там его скорость превращается в давление.
5. Это помогает ему преодолеть сопротивление клапана (выходной трубки), проходя через который он поступает в котел.

Конструкция инжектора (форсунки) в автомобильных двигателях отличается большей сложностью, включает движущиеся элементы.

В чем разница

Таким образом, эжектор и инжектор — подвиды струйного насоса. Их отличает:

1. Принцип действия. Эжектор откачивает газ-/пар-/жидкость, а инжектор, наоборот, распыляет.
2. Конструкция. Инжекторная система может быть усложнена по сравнению с эжекторной, хотя в своей основе они идентичны.
3. Сфера применения. Эжектор применяют в паре с вакуумным насосом, инжектор — с котельным оборудованием, автомобильными двигателями и др.