CN104295538A - 一种面积比可变的射流泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种面积比可变的射流泵，包括进水管、吸水管、吸入室、喉管和扩散管，喷嘴安装在进水管末端且位于吸入室内，其特征在于：所述喷嘴为出口截面可变喷嘴，出口截面可变喷嘴包括弹性塑片，弹性流道，螺纹凸台和螺纹锁紧环；螺纹锁紧环与螺纹凸台通过螺纹连接且套在弹性塑片外表面，通过转动改变控制螺纹锁紧环轴向位移量从而改变弹性塑片的开度大小，弹性流道受弹性塑片挤压收缩或张开改变喷嘴出口截面积，可以实现在在无需更换喷嘴且不对喷嘴内流场产生影响的前提下改变射流泵的面积比。

Description

一种面积比可变的射流泵
技术领域
本发明涉及一种面积比可变的射流泵，本发明为一种通过调节射流泵喷嘴收缩角，在不影响流道的情况下改变面积比大小的射流泵。
背景技术
射流泵是以液体作为工作介质，通过流体质点的紊动扩散作用，把能量传给被抽送流体的一种流体机械设备；射流泵由喷嘴、喉管、吸入室及扩散管组成；喉管与喷嘴截面面积比为射流泵最重要的尺寸参数，直接影响射流泵的性能；当一个射流泵的喉管面积与喷嘴面积的比值固定，其他尺寸在一定范围内变化，对射流泵性能曲线的变化有限。
然而,射流泵在工作时很难保证稳定在高效区工作,工作水动力源的扬程流量变化,吸入液水位等的变化都会使射流泵偏离原工况点；且射流泵往往根据配套动力机进行设计，若单独使用或配套其他动力机使用时，射流泵很难在设计工况区运行，不仅大大降低了射流泵的效率，且易引发气蚀；因此，面积比固定的射流泵使用时具有很大的局限性，为满足不同工作场合的需要，更换新的射流泵不仅费时费力，而且将大大提高使用成本。
因此开发出面积比可变的射流泵具有重要的现实意义，而目前现有的可变的射流泵多为可调式环形射流泵（201310141547.9），它由整流组件、混合管、喉管、扩散管、出口管依次连接，整流管和工作流体管连通，整流管一端设有端盖，被吸流体管穿过端盖并相对于端盖轴向运动，其面积比可调，性能可随工况进行调整，然而环形射流相对中心射流泵射流损失大，其结构适用于固体颗粒如矿物、活鱼、胶囊、土豆以及洋葱等的输运；而现有的面积比可变的中心射流泵(90109386.6，201020526369.3）都是通过更换喷嘴实现，喷嘴通过射流泵主体上的凸台和射流泵主体进行螺纹连接,通过螺纹连接来更换喷嘴,进而达到调节面积比的目的，不仅需要额外喷嘴以提供多种所需的面积比，且每次必须停泵拆卸更换，费时费力；排灌机械“可调式射流泵性能的数值模拟”(2008年第6期)提出了一种顶针式变面积比射流泵，其工作原理是通过调节安装于喷嘴后方与喷嘴同心的顶针改变喷嘴的过流面积，以此来调节射流泵的面积；然而由于顶针占据了射流泵的中心流道，致使工作液流道形成环状，破坏了射流核心区的流场，不仅造成产生阻力损失，也使射流流场紊乱，影响了射流泵的正常工作。
本发明提出了一种面积比可变的射流泵，其结构为一种通过螺纹锁紧环控制弹性塑片开度实现面积比可变；这种面积比可变的射流泵实现了在不对喷嘴内流场产生影响的前提下改变射流泵的面积比，且在无需更换喷嘴的前提下实现面积比的精确调节。
发明内容
本发明目的在于设计一种面积比可变的射流泵，与传统的变面积比的射流泵相比，本发明对流道基本没有影响，且无需更换喷嘴的前提下能精确的调节喷嘴出口面积至所需的面积比。
本发明由出口截面可变喷嘴及射流泵其他部件组成；面积比的调节主要依靠调节射流泵喷嘴收缩角，改变喷嘴出口截面面积来实现。
本发明采用的技术方案是：通过螺纹锁紧环调节弹性塑片开度大小，以此控制弹性流道的开度来调节喷嘴出口截面的面积。
一种面积比可变的射流泵，包括进水管、吸水管、吸入室、喉管和扩散管，喷嘴安装在进水管末端且位于吸入室内，其特征在于：喷嘴为出口截面可变喷嘴，出口截面可变喷嘴包括弹性塑片，弹性流道，螺纹凸台和螺纹锁紧环。
所述弹性塑片由若干单塑片均匀分布呈圆环状，与进水管末端内表面通过螺纹连接或直接加工得到，所述弹性流道为圆锥形，所述弹性流道套于弹性塑片中，弹性流道底端与弹性塑片底端通过防水胶粘剂胶接；所述螺纹凸台为位于进水管末端外表面带螺纹的环状凸台；所述螺纹锁紧环一端为空心圆锥，一端为带内螺纹的圆筒；所述螺纹锁紧环与螺纹凸台通过螺纹连接且套在弹性塑片外表面，转动改变控制螺纹锁紧环轴向位移量从而改变弹性塑片的开度大小，弹性流道受弹性塑片挤压收缩或张开改变喷嘴出口截面积。
弹性塑片的开度大小通过螺纹锁紧环控制，当螺纹锁紧环拧紧时，弹性塑片开度减小，弹性流道收缩使面积比增大，当螺纹锁紧环松退时，弹性塑片开度增大，弹性流道扩张使面积比减小；螺纹锁紧环螺纹拧紧时的旋转方向应与弹性塑片收缩时的旋转方向保持一致。
螺纹凸台上标有刻度，螺纹凸台和螺纹锁紧环交界处读数对应此时射流泵的面积比。
弹性塑片的每个单塑片呈倒梯形，每个单塑片之间自然形成空隙，以便弹性塑片收缩时进行旋转。
弹性流道的材料为橡胶弹性材料；弹性塑片的材料为塑料弹性材料或橡胶弹性材料。
本发明的有益效果：通过螺纹锁紧环调节弹性塑片的开度大小，可以实现在在无需更换喷嘴且不对喷嘴内流场产生影响的前提下改变射流泵的面积比；通过圆筒状螺纹凸台和螺纹锁紧环交界处读数实现面积比的精确调节。
附图说明
图1是面积比可变射流泵示意图；1.进水管，2.吸水管，3.出口截面可变喷嘴，4.喉管，5.扩散管，6.吸入室。
图2是出口截面可变喷嘴的正视图与左视图；7.弹性流道，8.螺纹凸台，9.螺纹锁紧环，10.弹性塑片。
图3是螺纹锁紧环的正视图与左视图。
图4是螺纹锁紧环松退和拧紧时的示意图。
图5是弹性塑片的正视图与左视图。
图6是弹性塑片的轴向展开示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
图1为面积比可变射流泵示意图，如图可见，工作液体通过进水管1进入出口截面可变喷嘴3，高速流体在喷嘴处形成低压，被抽吸液体从吸水管2进入吸入室6，两股液体在喉管4中混合进行能量交换，最后进入扩散管5进行加压后排出射流泵；通过调节出口截面可变喷嘴3至所需出口面积，以控制射流泵面积比使射流泵在高效区工作。
图2为出口截面可变喷嘴示意图，当射流泵工况改变，需增大面积比时，拧紧连接于螺纹凸台8上的螺纹锁紧环9，使其向进水管1方向移动，弹性塑片10开度减小，弹性流道7收缩使面积比增大；需减小面积比时，松退连接于螺纹凸台8上的螺纹锁紧环9，使其向喷嘴3出口方向移动，弹性塑片10开度增大，弹性流道7扩张使面积比减小。
图3为螺纹锁紧环9的示意图，一端为空心圆锥，起到了控制弹性塑片10开合的作用，一端为带内螺纹的圆筒，起到了由螺纹控制螺纹锁紧环9径向位移量的作用。
图4为松退和拧紧时面积比可变射流泵的示意图。
图5为弹性塑片10的示意图，从剖面图中可以发现弹性塑片10收缩时的旋转方向与螺纹锁紧环9拧紧的旋转方向一致，都为顺时针。
图6为弹性塑片10的轴向展开示意图，为了易于收缩，每个单塑片呈倒梯形，自然形成间隙。
面积比可变的射流泵工作流程：
工作液体通过进水管1进入出口截面可变喷嘴3，高速流体在喷嘴处形成低压，被抽吸液体从吸水管2进入吸入室6，两股液体在喉管4中混合进行能量交换，最后进入扩散管5进行加压后排出射流泵；通过调节出口截面可变喷嘴3至所需出口面积，以控制射流泵面积比使射流泵在高效区工作；当射流泵工况改变，需增大面积比时，拧紧连接于螺纹凸台8上的螺纹锁紧环9，使其向进水管1方向移动，弹性塑片10开度减小，弹性流道7收缩使面积比增大；需减小面积比时，松退连接于螺纹凸台8上的螺纹锁紧环9，使其向喷嘴3出口方向移动，弹性塑片10开度增大，弹性流道7扩张使面积比减小。

Claims (6)

1.一种面积比可变的射流泵，包括进水管（1）、吸水管、吸入室、喉管和扩散管，喷嘴安装在进水管末端且位于吸入室内，其特征在于：所述喷嘴为出口截面可变喷嘴（3），出口截面可变喷嘴（3）包括弹性塑片（10），弹性流道（7），螺纹凸台（8）和螺纹锁紧环（9）；
所述弹性塑片（10）由若干单塑片均匀分布呈圆环状，与进水管（1）末端内表面通过螺纹连接或直接加工得到，所述弹性流道（7）为圆锥形，所述弹性流道（7）套于弹性塑片（10）中，弹性流道（7）底端与弹性塑片（10）底端通过防水胶粘剂胶接；所述螺纹凸台（8）为位于进水管（1）末端外表面带螺纹的环状凸台；所述螺纹锁紧环（9）一端为空心圆锥，一端为带内螺纹的圆筒；所述螺纹锁紧环（9）与螺纹凸台（8）通过螺纹连接且套在弹性塑片（10）外表面，转动改变控制螺纹锁紧环（9）轴向位移量从而改变弹性塑片（10）的开度大小，弹性流道（7）受弹性塑片（10）挤压收缩或张开改变喷嘴出口截面积。
2.如权利要求1所述的一种面积比可变的射流泵，其特征在于所述转动改变控制螺纹锁紧环（9）轴向位移量从而改变弹性塑片（10）的开度大小，弹性流道（7）受弹性塑片（10）挤压收缩或张开改变喷嘴出口截面积指：所述弹性塑片（10）的开度大小通过螺纹锁紧环（9）控制，当螺纹锁紧环（9）拧紧时，弹性塑片（10）开度减小，弹性流道（7）收缩使面积比增大，当螺纹锁紧环（9）松退时，弹性塑片（10）开度增大，弹性流道（7）扩张使面积比减小；所述螺纹锁紧环（9）螺纹拧紧时的旋转方向应与弹性塑片收缩时的旋转方向保持一致。
3.如权利要求1所述的一种面积比可变的射流泵，其特征在于：所述弹性塑片（10）的每个单塑片呈倒梯形，每个单塑片之间自然形成空隙，以便弹性塑片（10）收缩时进行旋转。
4.如权利要求1所述的一种面积比可变的射流泵，其特征在于：所述螺纹凸台（8）上标有刻度，螺纹凸台（8）和螺纹锁紧环（9）交界处读数对应此时射流泵的面积比。
5.如权利要求1所述的一种面积比可变的射流泵，其特征在于：所述弹性流道（7）的材料为橡胶弹性材料。
6.如权利要求1所述的一种面积比可变的射流泵，其特征在于：所述弹性塑片（10）的材料为塑料弹性材料或橡胶弹性材料。
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