CN102588353B - 自激振荡式射流真空泵 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自激振荡式射流真空泵，包括泵体和位于泵体内的射流组件，射流组件包括沿流体流动方向依次设置的进气管、前喷嘴体和后喷嘴体，进气管伸入前喷嘴体的流道并与前喷嘴体的流道之间形成环形射流喷嘴，前喷嘴体和后喷嘴体之间形成自激振荡腔；本发明采用在扩散段前设置自激振荡腔的结构，环形射流喷嘴高速喷出环状射流，卷吸引射气体，将与之相连的真空容器内气体吸出，达到抽吸真空的效果；环状射流卷吸着气体进入自激振荡腔后，由于自激振荡效应，提高了液气两相的传质和传能效率，达到较大的扩散率，使之与常规的射流真空泵相比，具有负压高，工作效率高、节约能源的特点，设备故障率低，维护成本低，节约现场使用成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种吸负压设备，特别涉及一种射流真空泵。
背景技术
真空泵是利用机械、物理、化学或物化的方法，在封闭空间中产生、改善和维持真空的装置。绝对压力102-105pa范围内的低真空环境，在工程实际中最为常见，被广泛用于石油、化工、食品、制药、轻工、环保等行业的减压蒸发、结晶、蒸馏、干燥、脱色、脱臭、真空输送等工艺之中。常用的低真空泵可以分为变容积式真空泵和动量传输真空泵。
射流真空泵利用流体来传递能量和质量的获得真空的装置，属于动量传输真空泵；采用有一定压力的水流通过对称均布成一定侧斜度的喷咀喷出，聚合在一个焦点上。由于喷射水流速高，将压力能转变为速度能，使吸气区压力降低产生真空，高速水流将被抽吸的气体攫走，经过文氏管收缩段与喉径充分混合压缩，进行分子扩散能量交换，速度均衡后排出。
现有技术中，射流真空泵一般以压力水为工作介质，气体为引射介质，具有结构简单，工作稳定，故障率极低并且清洁性好的优点；但能量利用效率相对较低，一般情况下效率仅为25％-30％；由此导致射流真空泵能达到的极限真空度比往复泵和罗茨泵低，限制了液气射流真空泵的应用范围。
因此，需要对现有的射流真空泵进行改进，具有结构简单，工作稳定，故障率极低并且清洁性好的优点，同时具有较高的效率，节约能源并节约使用成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的提供一种自激振荡式射流真空泵，具有结构简单，工作稳定，故障率极低并且清洁性好的优点，同时具有较高的效率，节约能源并节约使用成本。
本发明的自激振荡式射流真空泵，包括泵体和位于泵体内的射流组件，所述射流组件包括沿流体流动方向依次设置的进气管、前喷嘴体和后喷嘴体，前喷嘴体和后喷嘴体均设有用于通过流体的流道，所述进气管伸入前喷嘴体的流道并与前喷嘴体的流道之间形成环形射流喷嘴，前喷嘴体和后喷嘴体之间形成自激振荡腔，位于前喷嘴体前设有与环形射流喷嘴连通的射流液体进口。
进一步，进气管的进气通道、前喷嘴体的流道和后喷嘴体的流道同轴设置；
进一步，所述环形射流喷嘴为前大后小的锥形；
进一步，所述后喷嘴体前端面为前小后大的锥形；
进一步，环形射流喷嘴的锥角为13°-15°，环形射流喷嘴的径向过流尺寸为10-30mm；
进一步，所述进气管的进气通道与前喷嘴体的流道出口直径之间的比为0.8-1.1；
进一步，所述泵体内表面为圆形且与前喷嘴体和后喷嘴体之间形成自激振荡腔，所述自激振荡腔的直径与前喷嘴体的流道出口直径之间的比为2.5-5；
进一步，后喷嘴体前端面的锥角为120°；自激振荡腔的直径与自激振荡腔的轴向长度之间的比为1.2-3；
进一步，所述后喷嘴体外表面与泵体内表面通过螺纹副连接；
进一步，所述后喷嘴体的流道出口直径与前喷嘴体的流道出口直径之间的比为1.2-1.5。
本发明的有益效果：本发明的自激振荡式射流真空泵，采用在扩散段前设置自激振荡腔的结构，环形射流喷嘴高速喷出环状射流，卷吸引射气体，将与之相连的真空容器内气体吸出，达到抽吸真空的效果；环状射流卷吸着气体进入自激振荡腔后，由于自激振荡效应，提高了液气两相的传质和传能效率，达到较大的扩散率，使之与常规的射流真空泵相比，具有负压高，工作效率高、节约能源的特点，设备故障率低，维护成本低，节约现场使用成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明结构示意图，如图所示：本实施例的自激振荡式射流真空泵，包括泵体1和位于泵体1内的射流组件，所述射流组件包括沿流体流动方向依次设置的进气管2、前喷嘴体5和后喷嘴体6，前喷嘴体5和后喷嘴体6均设有用于通过流体的流道，如图所示，前喷嘴体5的流道51，后喷嘴体6的流道61；所述进气管2伸入前喷嘴体5的流道51并与前喷嘴体5的流道51之间形成环形射流喷嘴4，前喷嘴体5和后喷嘴体6之间形成自激振荡腔7，位于前喷嘴体5前设有与环形射流喷嘴4连通的射流液体进口3，本申请的前、后是指与流体流动方向相一致的方位；如图所示，该射流液体进口4设置于泵体1上；当然进气管2、前喷嘴体5和后喷嘴体6与泵体1内表面之间需密封设置，可采用焊接、其它可拆卸式固定连接形成与外界相对隔绝的泵腔，属于现有的机械连接结构，在此不再赘述；自激振荡腔7特殊的边界约束的作用下环形射流喷嘴4喷出的环空液气射流产生自激振荡效应，有效地提高了液气两相的传质和传能效率。
本实施例中，进气管2的进气通道21、前喷嘴体5的流道51和后喷嘴体6的流道61同轴设置；保证工作介质喷射的顺畅性和均匀性，实现规律性紊流，利于形成低负压区域，同时，保证环空液气射流产生自激振荡后顺利排出。
本实施例中，所述环形射流喷嘴4为前大后小的锥形，形成聚焦效果，易于形成负压区，从而利于卷吸气体，提高效率。
本实施例中，所述后喷嘴体6前端面为前小后大的锥形；为自激振荡腔7形成较优的碰撞壁，增加自激振荡效果。
本实施例中，环形射流喷嘴6的锥角为13°-15°，本实施例选用15°，保证射流液体的聚焦效应，环形射流喷嘴4的径向过流尺寸为10-30mm，本实施例为30mm，是指总的过流径向尺寸，结合环形射流喷嘴的锥角，适合于得到较佳的射流速度，从而得到较高的工作效率，以最小的能量损失达到最好的卷吸效果。
本实施例中，所述进气管2的进气通道21与前喷嘴体5的流道51出口直径之间的比为0.8-1.1，本实施例为0.8，利于减小抽吸阻力，抽吸效果较好，进一步提高工作效率。
本实施例中，所述泵体1内表面为圆形且与前喷嘴体5和后喷嘴体6之间形成自激振荡腔7，所述自激振荡腔7的直径与前喷嘴体的流道出口直径之间的比为2.5-5，本实施例为4，自激振荡腔7的直径与前喷嘴体5的流道51出口合理的比例匹配，利于实现较好的震荡及扩散效果。
本实施例中，后喷嘴体6前端面的锥角为120°；自激振荡腔7的直径与自激振荡腔7的轴向长度之间的比为1.2-3，本实施例为2.5，该比例较优的适用于气液在该腔内自激振荡，保证传质以及能量互换。
本实施例中，所述后喷嘴体6外表面与泵体1内表面通过螺纹副连接，如图所示，后喷嘴体6外表面设有外螺纹，泵体1内表面设有与该外螺纹配合的内螺纹；可根据液体流速等参数调整后喷嘴体的轴向位置，以达到较好的自激振荡效果。
本实施例中，所述后喷嘴体6的流道61出口直径与前喷嘴体5的流道51出口直径之间的比为1.2-1.5，本实施例为1.5，使得扩散后的气液混合物顺畅排出，保证真空泵的工作稳定性。
本发明的真空泵用于系统中，真空泵的进气管连接大气喷射器，大气喷射器与真空罐相连通；真空泵进液口连接循环系统的出液口；循环系统包括循环水箱、水泵、稳压水箱和调压阀，水由水泵从循环水箱吸出并将压力水排出，进入稳压水箱；稳压水箱的压力可由调压阀调节，多余的水从分流阀回到循环水箱；稳压水箱可保证环空自激振荡射流真空泵的工作水压力稳定，减少由水泵引起的压力扰动。
环形射流喷嘴在压力水作用下射流在射流真空泵内产生负压时，大气喷射器前后两端产生压力差，经拉法尔喷管加速后，在大气喷射器内形成较低的负压值，从而将真空罐中的气体抽出，并通过射流真空泵排出。
本发明的射流真空泵中，压力水被引入到环形射流喷嘴，形成环形高速水射流，在进气管的出气口附近产生负压，卷吸引射气体，并裹挟着气体一起进入自激振荡腔室，通过自激振荡效应提高液气的传质与传能效率；最终气液混合物中的水进入循环水箱循环使用。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (3)
1.一种自激振荡式射流真空泵，其特征在于：包括泵体和位于泵体内的射流组件，所述射流组件包括沿流体流动方向依次设置的进气管、前喷嘴体和后喷嘴体，前喷嘴体和后喷嘴体均设有用于通过流体的流道，所述进气管伸入前喷嘴体的流道并与前喷嘴体的流道之间形成环形射流喷嘴，前喷嘴体和后喷嘴体之间形成自激振荡腔，位于前喷嘴体前设有与环形射流喷嘴连通的射流液体进口；所述环形射流喷嘴为前大后小的锥形，环形射流喷嘴的锥角为13°-15°，环形射流喷嘴的径向过流尺寸为10－30mm；所述进气管的进气通道与前喷嘴体的流道出口直径之间的比为0.8－1.1；进气管的进气通道、前喷嘴体的流道和后喷嘴体的流道同轴设置；所述后喷嘴体前端面为前小后大的锥形；所述泵体内表面为圆形且与前喷嘴体和后喷嘴体之间形成自激振荡腔，所述自激振荡腔的直径与前喷嘴体的流道出口直径之间的比为2.5-5；所述后喷嘴体的流道出口直径与前喷嘴体的流道出口直径之间的比为1.2－1.5。
2.根据权利要求1所述的自激振荡式射流真空泵，其特征在于：后喷嘴体前端面的锥角为120°；自激振荡腔的直径与自激振荡腔的轴向长度之间的比为1.2－3。
3.根据权利要求1或2所述的自激振荡式射流真空泵，其特征在于：所述后喷嘴体外表面与泵体内表面通过螺纹副连接。
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