CN102338132A - 一种射流泵及其所应用的气体分析仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种射流泵，包括与工作流体连接的喷头以及与喷头连接的能量交换管，喷头内具有沿其轴线方向孔径减小的喷腔，且喷头的前端设置在能量交换管的内腔中，喷腔与该内腔相通，且该内腔远离喷头的方向上具有包括入口收缩管段和出口扩散管段的喉管，能量交换管上设置有位于喷头前端一侧的引流口，引流口与内腔连通。本发明还公开了一种具有上述射流泵的气体分析仪。工作流体流经喷头的喷腔后高速喷出，使入口收缩管段内形成真空。待输送流体被吸入该射流泵，并与工作流体混合进行动量交换。待输送流体的动能增加后进入出口扩散管段，出口扩散管段将其动能转换为压力能，从而提高待输送流体的压力能，实现将低压流体引入高压设备的目的。

Description

一种射流泵及其所应用的气体分析仪

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种射流泵。本发明还涉及一种具有该射流泵的气体分析仪。

背景技术

随着工业生产规模的不断扩大，工业设备的工作性能越来越被技术人员所关注。在化工生产过程中，特别是在存在化学反应的气体生产过程中，仅仅根据气体的温度、压力、流量等常规物理参数进行自动控制常常是达不到生产要求的，于是，气体分析仪便应运而生。

化工生产过程中所产生的气体称为工艺气，而气体分析仪则是对工艺气中的气体进行测量并进行含量控制，从而提高化工生产的精确度。然而，由于经过分析仪测量后的气体大多数情况下都含有有害物质，不能直接被排放到大气中，所以要对其进行相应的处理。

火炬总管是将化工生产过程中产生的有害可燃的气体汇集到一根总管中进行集中燃烧的设备，因此可将上述从气体分析仪中排出的气体返回火炬总管进行燃烧后排放。可以理解的是，利用火炬总管处理的方式虽有效降低了有害气体的含量，但通常还需增加额外的设备将需燃烧的气体从气体分析仪中引入到火炬总管中，结构较为复杂。且这些气体燃烧后排放到大气中的物质依然会对环境造成或多或少的不良影响。

通常，也可将上述从气体分析仪中排出的气体返回到带有正压的管道，并进行后续的工序。这种方式在处理过程中不需要外部设备的参与，结构简单，操作相对较容易，且这些气体用于其他工序亦提高了化工生产的利用率。但是，由于经气体分析仪测量后的气体的流量和压力通常均小于该带有正压的管道内的压力，因此，直接将其返回到一个带有正压的管道中是较难实现的。

有鉴于此，如何将低压流体引入高压设备中，已成为本领域的技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种射流泵，该射流泵可将低压流体引入高压设备中。本发明的另一目的是提供一种具有该射流泵的气体分析仪。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种射流泵，包括与工作流体连接的喷头以及与所述喷头连接的能量交换管，所述喷头具有沿其轴线方向孔径减小的喷腔，所述喷头的前端设置在所述能量交换管的内腔中，所述喷腔与所述内腔相通，所述内腔远离所述喷头的方向上具有包括入口收缩管段和出口扩散管段的喉管，所述能量交换管上设置有位于所述喷头前端的一侧的引流口，所述引流口与所述内腔连通。

优选地，还包括设置于所述引流口上的引流管，所述引流管与所述内腔相通。

优选地，还包括设置于所述入口收缩管段与所出口扩散管段之间的等直径过渡管段。

优选地，还包括设置于所述等直径过渡管段与所述出口扩散管段之间的过渡收缩管段。

优选地，所述出口扩散管段的内壁为回转面，所述回转面的母线为圆弧。

优选地，所述出口扩散管段的内壁为圆锥面。

优选地，所述喷头与所述能量交换管焊接。

优选地，所述喷头、能量交换管或引流管的端部设置有螺纹。

优选地，所述喷头、能量交换管或引流管由陶瓷或塑料制成。

在上述技术方案中，本发明提供的射流泵包括喷头和能量交换管，喷头与工作流体连接，能量交换管与喷头连接。喷头内具有沿其轴线方向孔径减小的喷腔，且喷头的前端设置在能量交换管的内腔中，喷腔与该内腔相通，且该内腔远离喷头的方向上具有喉管，喉管包括入口收缩管段和出口扩散管段，能量交换管上设置有位于喷头前端的一侧的引流口，引流口与内腔连通。工作流体流经喷头的喷腔时，其速度增加，继而高速喷出并带走入口收缩管段内的气体，使其内部形成真空，射流泵外部的待输送流体从引流口被吸入。两股流体混合并进行动量交换，待输送流体的动能增加，并进入出口扩散管段。出口扩散管段的径向尺寸沿着混合流体的流动方向增大，可将混合流体的大部分动能转换为压力能，从而提高了待输送流体的压力能，达到其进入高压设备的条件。

从上述描述可知，本发明提供的射流泵利用喷头内的喷腔将工作流体的流速增大并高速喷出，从而在入口收缩管段内形成真空，将待输送流体吸入该射流泵，并通过出口扩散管段增大工作流体的压力能，使其可顺利进入高压设备中。显然，与背景技术相比较，上述射流泵通过喷腔、入口收缩管段和出口扩散管段提高了待输送流体的压力，使其顺利进入高压设备。

另一方面，该射流泵工作时不需要外接电源，属本质安全防爆型产品，可广泛应用于化学工业和动力工程设备中。

为了实现上述第二个目的，本发明还提供了气体分析仪，该气体分析仪的出口与上述射流泵的引流口连通，该射流泵为上述的任一种射流泵。由于上述射流泵具有上述技术效果，具有该射流泵的气体分析仪也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的射流泵的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明提供的喷头的结构示意图；

图3为本发明提供的能量交换管的结构示意图；

图4为本发明提供的引流管的结构示意图。

其中，图1-4中：

能量交换管1、引流口11、入口收缩管段12、等直径过渡管段13、过渡收缩管段14、出口扩散管段15、喷头2、引流管3。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种射流泵，该射流泵可将低压流体引入高压设备，且该射流泵工作时不需要外接电源，属本质安全防爆型产品，可广泛应用于化学工业和动力工程设备中。本发明的另一核心是提供一种具有上述射流泵的气体分析仪。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参见图1、图2和图3，图1为本发明提供的射流泵的一种具体实施方式的结构示意图，图2为本发明提供的喷头的结构示意图，图3为本发明提供的能量交换管的结构示意图。

如图1所示，在一种具体实施方式中，本发明提供的射流泵包括能量交换管1和喷头2，喷头2由不锈钢机加工而成，且与工作流体连接。能量交换管1亦由不锈钢机加工而成，且与喷头2连接。如图2所示，喷头2内具有沿其轴线方向孔径减小的喷腔。喷头2的前端设置在能量交换管1的内腔中，其喷腔与该内腔相通。在图3中，上述内腔远离喷头2的方向上具有喉管，喉管包括入口收缩管段12和出口扩散管段15。入口收缩管段12的横截面面积逐渐减小，流经其内部的流体的流速将增加。出口扩散管段15是指通过自身具有的喇叭状内壁将流体的动能转化为压力能的管，其内壁可具体设置为圆锥面。能量交换管1上设置有位于喷头2前端的一侧的引流口11，引流口11与内腔连通。

工作流体是一种外界能量源，用于为待输送流体增加动能，可以为液体，也可为气体。工作流体流入喷头2的喷腔内时，由于喷腔的孔径沿着工作流体的流动方向减小，因此工作流体的流速将增大，从而以较高的速度从喷头2的末端喷出。工作流体喷至入口收缩管段12时，入口收缩管段12内的气体将被工作流体带走，从而形成真空。处于射流泵外部的待输送流体将被吸入该射流泵中，并与工作流体混合进行动量交换，待输送流体的动能将增大。之后，混合后的上述两种流体进入出口扩散管段15，由于出口扩散管段15的结构特点，随着其横截面积的增大，待输送流体的动能将进一步转化为压力能。通过上述过程，该射流泵将待输送流体的压力能提高至待引入的高压设备的压力要求，以实现低压流体引入高压设备的目的。

从上述描述可知，本发明提供的射流泵利用喷头2内的喷腔、入口收缩管段12和出口扩散管段15将工作流体的动能增加，并进一步将其动能转化为压力能，增加流体的返回压力，从而将其引入到高压设备中。

另一方面，上述射流泵工作时不需要外接电源，属于本质防爆型产品。

参见图4，图4为本发明提供的引流管的结构示意图。

如图4所示，在进一步的技术方案中，该射流泵还包括设置于引流口11上的引流管3，引流管3由不锈钢机加工而成，并与引流口11过盈配合，且引流管3与能量交换管1的内腔连通。待输送的流体通过引流管3即可进入该射流泵中。引流管3的存在使得该射流泵与外界设备的连接更加方便、可靠，并避免了待输送流体对能量交换管1的直接冲击，延长了能量交换管1的使用寿命。

在更进一步的技术方案中，上述射流泵还包括设置于入口收缩管段12与出口扩散管段15之间的等直径过渡管段13。待输送流体被吸入该射流泵后，可与工作流体在等直径过渡管段13中进行充分混合，使两者的动量交换较完全。

在上述技术方案的基础上，本发明提供的射流泵还包括设置于等直径过渡段13和出口扩散管段15之间的过渡收缩管段14。过渡收缩管段14具体指横截面沿着流体流动方向逐渐减小的管。工作流体与待输送流体混合后进入过渡收缩管段14，由于过渡收缩管段14的横截面积逐渐减小，待输送流体的速度将增大，其动能也将随之增大，经出口扩散管段15转化后的压力能亦有显著的增加。可见，过渡收缩管段14使得待输送流体所能达到的压力能的上限值有所提高，使该射流泵可用于压力要求相对较高的场合，扩大了该射流泵的使用范围。

具体实施过程中，出口扩散管段15的内壁也可设置为母线为圆弧的回转面。出口扩散管段15设置为圆弧结构，可使流体的动能较平稳地转化为压力能，较少流体对该射流泵的冲击力，延长该射流泵的使用寿命。

优选的技术方案中，喷头2与能量交换管1的连接方式为焊接。焊接结构可保证上述两者之间可靠连接。

在更优的技术方案中，喷头2、能量交换管1或引流管3的端部可设置螺纹，且根据外接设备的结构特点，上述螺纹具体既可为外螺纹，也可为内螺纹。采用螺纹连接可将该射流泵与外接设备方便地连接，可操作性较高，且简化该射流泵中的零部件的维修程序。

具体实施时，喷头2、能量交换管1以及引流管3可由陶瓷或塑料等防腐材料制成，以此提高该射流泵的防腐性能，加强该射流泵的工作性能，进一步扩大该射流泵的使用范围。

本发明提供的气体分析仪的出口与射流泵的引流口11连通，该射流泵为上述的任一种射流泵。由于上述射流泵具有上述技术效果，具有该射流泵的气体分析仪也应具有相应的技术效果，此处不再作详细介绍。

以上对本发明所提供的射流泵及其所应用的气体分析仪进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种射流泵，其特征在于，包括与工作流体连接的喷头(2)以及与所述喷头(2)连接的能量交换管(1)，所述喷头(2)具有沿其轴线方向孔径减小的喷腔，所述喷头(2)的前端设置在所述能量交换管(2)的内腔中，所述喷腔与所述内腔相通，所述内腔远离所述喷头的方向上具有包括入口收缩管段(12)和出口扩散管段(15)的喉管，所述能量交换管(1)上设置有位于所述喷头(2)前端的一侧的引流口(11)，所述引流口(11)与所述内腔连通。

2.按照权利要求1所述的射流泵，其特征在于，还包括设置于所述引流口(11)上的引流管(3)，所述引流管(3)与所述内腔相通。

3.按照权利要求2所述的射流泵，其特征在于，还包括设置于所述入口收缩管段(12)与所述出口扩散管段(15)之间的等直径过渡管段(13)。

4.按照权利要求3所述的射流泵，其特征在于，还包括设置于所述等直径过渡管段(13)与所述出口收缩管段(15)之间的过渡收缩管段(14)。

5.按照权利要求2所述的射流泵，其特征在于，所述出口扩散管段(15)的内壁为回转面，所述回转面的母线为圆弧。

6.按照权利要求2所述的射流泵，其特征在于，所述出口扩散管段(15)的内壁为圆锥面。

7.按照权利要求2所述的射流泵，其特征在于，所述喷头(2)与所述能量交换管(1)焊接。

8.按照权利要求2-7中任一项所述的射流泵，其特征在于，所述喷头(2)、能量交换管(1)或引流管(3)的端部设置有螺纹。

9.按照权利要求2-7中任一项所述的射流泵，其特征在于，所述喷头(2)、能量交换管(1)或引流管(3)由陶瓷或塑料制成。

10.一种气体分析仪，其特征在于，其出口与射流泵的引流口(11)连通，所述射流泵为权利要求1-9中任一项所述的射流泵。

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