CN103438032A - 一种气体流量倍增器 - Google Patents

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Abstract

一种气体流量倍增器，包括支架、用于提供恒定压力气源的分气包和用于输出最终气流的工作气体接口，分气包安装在支架的底部，工作气体接口安装在支架的侧壁上，还包括至少两个用于增大气体流量的文氏管系，各个文氏管系互相并联均匀分布在支架上，位于同一竖直平面上的两个文氏管系的第二气体混合室连通。本发明，直接利用文氏管进行增大流量，在无外界动力条件下，极大的提高了空气供给流量，而且产品结构紧凑，使用寿命长，维修方便。

Description

一种气体流量倍增器
技术领域
本发明涉及一种流量放大装置，尤其是涉及一种气体流量倍增器。
背景技术
结合老式钢铁包烘烤器和冶金设备的各种风机及其相关部件应用的实际工作状况，其存在结构复杂、成本高，且耗能大、效率低等缺点。为此，本发明是根据文氏管的基本原理，应用机械优化设计理论，并借助于有限元仿真模拟分析而研制的，它实现节能、降低成本、提高设备工作性能及效率的目的。
 
发明内容
本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种气体流量倍增器，替代了现有高压风机，耗电量大，使用寿命短，需求外部动力大的问题。
本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：
一种气体流量倍增器，包括支架、用于提供恒定压力气源的分气包和用于输出最终气流的工作气体接口，分气包安装在支架的底部，工作气体接口安装在支架的侧壁上，还包括至少两个用于增大气体流量的文氏管系，所述的文氏管系包括首级文氏管、二级文氏管、三级文氏管、开设有空气连通孔的第一级气体混合室和开设有空气连通孔的第二级气体混合室，首级文氏管穿过第一气体混合室，二级文氏管穿过第二级气体混合室，首级文氏管的输入端通过气体管路与分气包连通，首级文氏管的输出端通入二级文氏管中，二级文氏管的输入端与第一级气体混合室连通，二级文氏管的输出端通入三级文氏管中，三级文氏管输入端与第二级气体混合室连通，三级文氏管的输出端与工作气体接口连接，各个文氏管系互相并联均匀分布在支架上，位于同一竖直平面上的两个文氏管系的第二气体混合室连通。
所述的文氏管系设有四组，呈两排两列分布在支架上，同一列上的两个文氏管系中的第二级气体混合室连通。
所述的首级文氏管由首级文氏管引导管和首级文氏管喷嘴组成，首级文氏管喷嘴连接在首级文氏管引导管的一端，所述的二级文氏管由二级文氏管引导管和二级文氏管喷嘴组成，二级文氏管喷嘴连接在二级文氏管引导管的一端，三级文氏管由三级文氏管喷嘴组成。
所述的首级文氏管喷嘴、二级文氏管喷嘴和三级文氏管喷嘴均分为压缩段、喉管和扩张段，所述压缩段和扩张段上均开有圆锥形通孔，圆锥形通孔的中心线与对应压缩段和扩张段的中心线重合，喉管上开始有内径等于喉管的长度的圆柱形通孔，圆柱形通孔的中心线和喉管的中心线重合，压缩段大孔径一端与对应的文氏管引导管连接，压缩段小孔径一端与喉管的一端连接，喉管的另一端与扩张管的小孔径一端连接，压缩段圆锥形通孔入口横截面面积是喉管圆柱形通孔横截面面积的9倍。
所述的首级文氏管喷嘴的出口与二级文氏管喷嘴的喉管入口平齐，二级文氏管喷嘴的出口与三级文氏管喷嘴的喉管入口平齐。
所述的压缩段内圆锥形通孔在通过压缩段中心线的截面上的两条母线呈20-30°的夹角。
所述的扩张段内圆锥形通孔在通过扩张段中心线的截面上的两条母线呈5-9°的夹角。
本发明的有益效果是：本发明，直接利用文氏管进行增大流量，在无外界动力条件下，极大的提高了空气供给流量，而且产品结构紧凑，使用寿命长，维修方便。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1中A-A方向的剖视图。
图3为本发明中位于同一竖直面上的两个文氏管系的示意图。
图4为图3中B-B方向的剖视图。
图5为本发明中文氏管喷嘴的剖视图。
图示标记：1、支架；2、气体管路；3、首级文氏管；301、首级文氏管引导管；302、首级文氏管喷嘴；4、第一级气体混合室；5、二级文氏管；501、文氏管引导管；502、二级文氏管喷嘴；6、第二气体混合室；7、三级文氏管；701、三级文氏管喷嘴；8、工作气体接口；9、分气包；10、压缩段；11、喉管；12、扩张段。 
具体实施方式
图中所示，具体实施方式如下：
一种气体流量倍增器，包括支架1、用于提供恒定压力气源的分气包9和用于输出最终气流的工作气体接口8，分气包9安装在支架1的底部，工作气体接口8安装在支架1的侧壁上，还包括至少两个用于增大气体流量的文氏管系，所述的文氏管系包括首级文氏管3、二级文氏管5、三级文氏管7、开设有空气连通孔的第一级气体混合室4和开设有空气连通孔的第二级气体混合室6，首级文氏管3穿过第一气体混合室4，二级文氏管5穿过第二级气体混合室6，首级文氏管3的输入端通过气体管路2与分气包9连通，首级文氏管3的输出端通入二级文氏管5中，二级文氏管5的输入端与第一级气体混合室4连通，二级文氏管5的输出端通入三级文氏管7中，三级文氏管7输入端与第二级气体混合室6连通，三级文氏管7的输出端与工作气体接口8连接，各个文氏管系互相并联均匀分布在支架上，位于同一竖直平面上的两个文氏管系的第二气体混合室6连通。
所述的文氏管系设有四组，呈两排两列分布在支架1上，同一列上的两个文氏管系中的第二级气体混合室6连通。
所述的首级文氏管3由首级文氏管引导管301和首级文氏管喷嘴302组成，首级文氏管喷嘴302连接在首级文氏管引导管301的一端，所述的二级文氏管5由二级文氏管引导管501和二级文氏管喷嘴502组成，二级文氏管喷嘴502连接在二级文氏管引导管501的一端，三级文氏管7由三级文氏管喷嘴701组成。
所述的首级文氏管喷嘴302、二级文氏管喷嘴502和三级文氏管喷嘴701均分为压缩段10、喉管11和扩张段12，所述压缩段10和扩张段12上均开有圆锥形通孔，圆锥形通孔的中心线与对应压缩段10和扩张段12的中心线重合，喉管11上开始有内径等于喉管11的长度的圆柱形通孔，圆柱形通孔的中心线和喉管11的中心线重合，压缩段10大孔径一端与对应的文氏管引导管连接，压缩段10小孔径一端与喉管11的一端连接，喉管11的另一端与扩张管12的小孔径一端连接，压缩段10圆锥形通孔入口横截面面积是喉管11圆柱形通孔横截面面积的9倍，实验证明这种倍率关系在同等条件下能使流量最大。
所述的首级文氏管喷嘴302的出口与二级文氏管喷嘴502的喉管入口平齐，二级文氏管喷嘴502的出口与三级文氏管喷嘴701的喉管入口平齐，实验证明这种位置关系在同等条件下能使流量最大。
所述的压缩段10内圆锥形通孔在通过压缩段10中心线的截面上的两条母线呈20-30°的夹角。
所述的扩张段12内圆锥形通孔在通过扩张段12中心线的截面上的两条母线呈5-9°的夹角。
本发明中，采用了将首级、二级和三级三种型号的文氏管串联实现了能量的最优转化，即把气体的压力能充分高效地转化为气体流量能，具体应用时是将厂家提供的管径为DN15的高压空气，压强为0.4MPa，通过三管串联使压力降至气体工作压力5000Pa，在此降压过程，通过合理设计文氏管系把压力能高效转化为气体的流量，以提供给燃料充分燃烧所必须的氧气，只有三管串联结构能够最优实现这个转化过程。双极并联可以加倍1.5倍提高气体流量在第二混合室内。，然后整体再并联一组文氏管系可以提供多组气体混合供给。
而且采用独特的喷嘴结构，使其对流经气体实现加速，上一级的文氏管与下一级的文氏管的喷嘴喉管入口平齐，也减少了流量损耗。
本发明在具体应用中，发现使用本发明产品和高压风机串联使用，可以成倍增加风机的出风量，从而有效解决了低功率大流量的问题，节约成本20%，节约能源达到50%以上，而且此产品维修方便。

Claims (7)

1.一种气体流量倍增器，包括支架（1）、用于提供恒定压力气源的分气包（9）和用于输出最终气流的工作气体接口（8），分气包（9）安装在支架（1）的底部，工作气体接口（8）安装在支架（1）的侧壁上，其特征在于：还包括至少两个用于增大气体流量的文氏管系，所述的文氏管系包括首级文氏管（3）、二级文氏管（5）、三级文氏管（7）、开设有空气连通孔的第一级气体混合室（4）和开设有空气连通孔的第二级气体混合室（6），首级文氏管（3）穿过第一气体混合室（4），二级文氏管（5）穿过第二级气体混合室（6），首级文氏管（3）的输入端通过气体管路（2）与分气包（9）连通，首级文氏管（3）的输出端通入二级文氏管（5）中，二级文氏管（5）的输入端与第一级气体混合室（4）连通，二级文氏管（5）的输出端通入三级文氏管（7）中，三级文氏管（7）输入端与第二级气体混合室（6）连通，三级文氏管（7）的输出端与工作气体接口（8）连接，各个文氏管系互相并联均匀分布在支架上，位于同一竖直平面上的两个文氏管系的第二气体混合室（6）连通。
2.根据权利要求1所述的一种气体流量倍增器，其特征在于：所述的文氏管系设有四组，呈两排两列分布在支架（1）上，同一列上的两个文氏管系中的第二级气体混合室（6）连通。
3.根据权利要求1所述的一种气体流量倍增器，其特征在于：所述的首级文氏管（3）由首级文氏管引导管（301）和首级文氏管喷嘴（302）组成，首级文氏管喷嘴（302）连接在首级文氏管引导管（301）的一端，所述的二级文氏管（5）由二级文氏管引导管（501）和二级文氏管喷嘴（502）组成，二级文氏管喷嘴（502）连接在二级文氏管引导管（501）的一端，三级文氏管（7）由三级文氏管喷嘴（701）组成。
4.根据权利要求3所述的一种气体流量倍增器，其特征在于：所述的首级文氏管喷嘴（302）、二级文氏管喷嘴（502）和三级文氏管喷嘴（701）均分为压缩段（10）、喉管（11）和扩张段（12），所述压缩段（10）和扩张段（12）上均开有圆锥形通孔，圆锥形通孔的中心线与对应压缩段（10）和扩张段（12）的中心线重合，喉管（11）上开始有内径等于喉管（11）的长度的圆柱形通孔，圆柱形通孔的中心线和喉管（11）的中心线重合，压缩段（10）大孔径一端与对应的文氏管引导管连接，压缩段（10）小孔径一端与喉管（11）的一端连接，喉管（11）的另一端与扩张管（12）的小孔径一端连接，压缩段（10）圆锥形通孔入口横截面面积是喉管（11）圆柱形通孔横截面面积的9倍。
5.根据权利要求4所述的一种气体流量倍增器，其特征在于：所述的首级文氏管喷嘴（302）的出口与二级文氏管喷嘴（502）的喉管入口平齐，二级文氏管喷嘴（502）的出口与三级文氏管喷嘴（701）的喉管入口平齐。
6.根据权利要求4所述的一种气体流量倍增器，其特征在于：所述的压缩段（10）内圆锥形通孔在通过压缩段（10）中心线的截面上的两条母线呈20-30°的夹角。
7.根据权利要求4所述的一种气体流量倍增器，其特征在于：所述的扩张段（12）内圆锥形通孔在通过扩张段（12）中心线的截面上的两条母线呈5-9°的夹角。
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