Войти
Инжектор, используемый в паровозах. 
A- Пар от котла, B- Игольчатый клапан, C- Ручка игольчатого клапана, D- Комбайн пара и воды, E- Подача воды, F- Комбинированный конус, G- Нагнетательный патрубок и конус, H- напорная камера и труба, K- Обратный клапан, L- Перелив Инжектор представляет собой систему каналов и сопел, используемых для направления потока текучей среды высокого давления таким образом, что текучая среда с более низким давлением увлекается в струя и переносится через канал в область более высокого давления. Это гидродинамический насос без движущихся частей, за исключением клапана для управления потоком на входе. Паровой инжектор представляет собой типичное применение принципа, используемого для подачи холодной воды в котел против собственного давления с использованием собственного свежего или отработанного пара, заменяя любой механический насос .. Когда его впервые разработали, его действие было интригующим, потому что оно казалось парадоксальным, почти как вечный двигатель, но позже это было объяснено с помощью термодинамики. В других типах инжекторов могут использоваться другие находящиеся под давлением рабочие жидкости, такие как воздух.
В зависимости от области применения инжектор может также иметь форму эдукторно-струйного насоса, эдуктора воды или аспиратора. Эжектор работает по аналогичным принципам, создавая вакуумное соединение для подачи в тормозные системы и т. Д.
инжектор был изобретен Анри Жиффаром в 1858 году для использования на паровозах и запатентован в Соединенном Королевстве компанией Messrs Sharp Stewart Co. из Глазго.
После некоторого первоначального скептицизма, вызванного незнакомым и внешне парадоксальным режимом работы, инжектор стал широко применяться на паровозах в качестве альтернативы механическим насосам.
Инжектор ctor состоит из корпуса, заполненного вторичной жидкостью, в который впрыскивается движущая жидкость. Движущая жидкость заставляет вторую жидкость двигаться. Форсунки существуют во многих вариантах и могут иметь несколько ступеней, каждая из которых повторяет один и тот же основной принцип работы, чтобы увеличить их общий эффект.
Он использует эффект Вентури сужающегося-расширяющегося сопла на струе пара для преобразования энергии давления пара в скорость энергии, снижая ее давление до уровня ниже атмосферного, что позволяет ей увлекать жидкость (например, воду). После прохождения через сходящийся «объединяющий конус» смешанная жидкость полностью конденсируется, высвобождая скрытую теплоту испарения пара, которая сообщает дополнительную скорость воде. Затем смесь конденсата попадает в расширяющийся «конус подачи», который замедляет струю, преобразовывая кинетическую энергию обратно в энергию статического давления выше давления котла, позволяя подавать ее через обратный клапан.
Большая часть тепла энергия конденсированного пара возвращается в котел, повышая тепловой КПД процесса. Таким образом, инжекторы в целом энергоэффективны более чем на 98%; они также просты по сравнению со многими движущимися частями питающего насоса.
Паровой инжектор локомотивного котла Движущейся жидкостью может быть жидкость, пар или любой другой газ. Унесенная всасываемая жидкость может быть газом, жидкостью, суспензией или потоком газа, содержащего пыль.
Скорость подачи жидкости и диапазон рабочего давления являются ключевыми параметрами инжектор, а давление вакуума и скорость откачки являются ключевыми параметрами для эжектора.
Степень сжатия и степень уноса также могут быть определены:
Степень сжатия инжектора, 
Коэффициент уноса форсунки, 
Другие ключевые свойства инжектора включают требования к давлению жидкости на входе, т.е. является ли он подъемным или неподъемным.
В форсунках без подъема необходимо положительное давление жидкости на входе, например подача холодной воды осуществляется самотеком.
Минимальный диаметр отверстия парового конуса поддерживается больше минимального диаметра объединяющего конуса. Неподъемный инжектор Nathan 4000, используемый на Southern Pacific 4294, мог подавать 12 000 галлонов США (45 000 л) в час при давлении 250 фунтов на кв. Дюйм (17 бар).
Подъемный инжектор может работать с отрицательное давление жидкости на входе, т.е. жидкость находится ниже уровня форсунки. Он отличается от неподъемного типа главным образом относительными размерами форсунок.
Перелив необходим для слива избыточного пара или воды, особенно во время запуска. Если форсунка не может изначально преодолеть давление в бойлере, перелив позволяет форсунке продолжать втягивать воду и пар.
Между выходом форсунки имеется по крайней мере один обратный клапан (называемый в локомотивах «щелкающий клапан» из-за характерного шума). и бойлер для предотвращения обратного потока, и обычно клапан для предотвращения всасывания воздуха при переливах.
Эффективность была дополнительно повышена за счет разработки многоступенчатого инжектора, который приводится в действие не свежим паром из котла, а выхлопным паром из цилиндров, что позволяет использовать остаточная энергия отработанного пара, которая в противном случае была бы потрачена впустую. Однако выхлопная форсунка также не может работать на неподвижном локомотиве; более поздние выхлопные форсунки могли использовать подачу свежего пара, если выхлопного пара не было.
Форсунки могут вызывать проблемы при определенных условиях работы, например, когда вибрация заставляет комбинированную струю пара и воды «сбивать». Первоначально форсунка должна была быть перезапущена путем осторожного манипулирования регуляторами пара и воды, и отвлечение внимания, вызванное неисправной форсункой, в значительной степени стало причиной аварии 1913 Ais Gill Rail. Более поздние форсунки были разработаны для автоматического перезапуска при обнаружении разрушения в вакууме паровой струи, например, с подпружиненным конусом подачи.
Другая распространенная проблема возникает, когда поступающая вода слишком теплая и менее эффективна для конденсации пара в объединяющем конусе. Это также может произойти, если металлический корпус инжектора слишком горячий, например от длительного использования.
Схема типичного современного эжектора Дополнительное применение инжекторной технологии - это вакуумные эжекторы в тормозных системах непрерывного поезда, которые были обязательными в Великобритании согласно Закону о регулировании железных дорог 1889. Вакуумный эжектор использует давление пара для вытяжки воздуха из вакуумной трубы и резервуаров непрерывного тормоза поезда. Паровозы с готовым источником пара сочли эжекторную технологию идеальной из-за ее жесткой простоты и отсутствия движущихся частей. Паровоз обычно имеет два эжектора: большой эжектор для отпускания тормозов в неподвижном состоянии и маленький эжектор для поддержания вакуума во избежание утечек. Выхлоп из эжекторов неизменно направляется в дымовую коробку, тем самым помогая воздуходувке тушить огонь. Небольшой эжектор иногда заменяют возвратно-поступательным насосом, приводимым в действие от крейцкопфа , поскольку он более экономичен в отношении пара и необходим только для работы во время движения поезда.
Вакуумные тормоза в современных поездах заменены воздушными тормозами, которые позволяют использовать тормозные цилиндры меньшего размера и / или более высокое тормозное усилие из-за большей разницы с атмосферным давлением.
Эскиз дымовой камеры паровоза, повернутый на 90 градусов. Сходство с общей схемой инжектора в верхней части этой статьи очевидно. Эмпирическое применение этого принципа широко использовалось на паровозах до его формального развития в качестве инжектора в форме расположения дымовая труба и дымовая труба в дымовой камере тепловоза. На рисунке справа показано поперечное сечение дымовой коробки, повернутой на 90 градусов; можно увидеть, что присутствуют те же компоненты, хотя и по-разному названы, как на общей схеме инжектора в верхней части статьи. Отработанный пар из цилиндров направляется через сопло на конце дымовой трубы для снижения давления внутри дымовой камеры за счет захвата дымовых газов из котла, которые затем выбрасываются через дымоход. Эффект заключается в увеличении тяги в огне до степени, пропорциональной скорости потребления пара, так что чем больше используется пара, тем больше тепла вырабатывается от огня, а производство пара также увеличивается. Эффект был впервые отмечен Ричардом Тревитиком и впоследствии развит эмпирически первыми инженерами-локомотивами; Ракета Стивенсона использовала это, и это во многом является причиной его заметно улучшенных характеристик по сравнению с современными машинами.
Использование инжекторов (или эжекторов) в различных промышленных приложениях стало довольно распространенным из-за их относительной простоты и адаптируемости. Например:
Струйные насосы обычно используются для забора воды из колодцев. Главный насос, часто центробежный насос, приводится в действие и устанавливается на уровне земли. Его выпуск разделен, при этом большая часть потока покидает систему, а часть потока возвращается в струйный насос, установленный под землей в скважине. Эта рециркулирующая часть перекачиваемой жидкости используется для питания струи. В струйном насосе высокоэнергетический и маломассовый возвратный поток вытесняет больше жидкости из скважины, превращаясь в низкоэнергетический поток большой массы, который затем направляется по трубопроводу на вход главного насоса.
Насос типа S полезен для откачивания воды из колодца или контейнера. Насосы для неглубоких скважин - это те, в которых струйный агрегат прикреплен непосредственно к основному насосу и ограничен глубиной примерно 5 -8 м для предотвращения кавитации.
Насосы для глубоких скважин - это те насосы, в которых струя расположена на дне скважины. Максимальная глубина для глубинных насосов определяется внутренним диаметром и скоростью струи. Основным преимуществом струйных насосов для установки в глубоких скважинах является возможность размещать все механические части (например, электрический / бензиновый двигатель, вращающиеся рабочие колеса) на поверхности земли для облегчения обслуживания. Появление электрического погружного насоса частично заменило потребность в скважинных насосах струйного типа, за исключением точечных скважин с приводом или поверхностных водозаборов.
На практике для давления всасывания ниже 100 мбар абсолютного используется более одного эжектора, обычно с конденсаторами между ступенями эжектора. Конденсация рабочего пара значительно повышает эффективность эжекторной установки; Используются как барометрические, так и кожухотрубные поверхностные конденсаторы.
В рабочем состоянии двухступенчатая система состоит из первичного эжектора высокого вакуума (HV) и вторичного эжектора низкого вакуума (LV). Первоначально эжектор низкого давления используется для снижения вакуума от начального до промежуточного. Как только это давление будет достигнуто, эжектор высокого напряжения работает вместе с эжектором низкого напряжения, чтобы окончательно довести вакуум до необходимого давления.
В рабочем состоянии трехступенчатая система состоит из первичного бустера, вторичного эжектора высокого вакуума (HV) и эжектора третичного вакуума (LV). Что касается двухступенчатой системы, сначала эжектор низкого давления используется для снижения вакуума от начального до промежуточного. Как только это давление будет достигнуто, эжектор высокого напряжения работает вместе с эжектором низкого напряжения для создания вакуума до более низкого промежуточного давления. Наконец, бустер приводится в действие (вместе с эжекторами высокого и низкого напряжения), чтобы довести вакуум до необходимого давления.
Форсунки или эжекторы изготовлены из углеродистой стали, нержавеющей стали, латуни, титана., PTFE, углерод и другие материалы.
 | На Викискладе есть материалы, связанные с инжекторами питательной воды. |
