CN1045846A

CN1045846A - 腔舌式高效射流泵

Info

Publication number: CN1045846A
Application number: CN 89101652
Authority: CN
Inventors: 邬建平
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-03-20
Filing date: 1989-03-20
Publication date: 1990-10-03

Abstract

本发明公开了一种适用为一切流体工程领域中以高速流体抽吸真空、以及抽吸并输送流体或粉粒状固体的腔舌式高效射流泵，可广泛应用于给水排水、石油化工、航运、矿冶、航空、电力、造纸、印染。建材等多种工业生产系统中。该泵效率特别高，容量特别大，使用寿命长，不气蚀，节能。该泵还可作为射流暴气泵，射流气浮选矿泵、以及气浮水处理工艺中的将空气压溶于水中的射流溶气泵。

Description

本发明涉及一种高效射流泵，适用为一切流体工程领域中用高速流体抽吸真空，抽吸并输送流体或粉粒状固体的腔舌式高效射流泵，可广泛应用于给水排水，石油化工、矿冶，航运、航空、造纸、印染等多种工业生产工艺系统中。

《机械工程手册》第14卷第九章载有现有射流泵技术的详细设计规范。现有射流泵的致命弱点是效率低，并随着容量的增大，效率越来越低，以至于无法运行。其原理图如附图（一）所示。高压工作流体从入口（40）进入射流泵，经锥管（41）加速从园孔喷咀（42）高速喷出，穿过腔室（43），射入喉管（44），经过扩散管（45），减速稳压，从射流泵出口（47）流出。在高速工作流体穿过腔室（43）时，高速流体表面的剪切携带作用，不断抽走腔室（43）中的空气或其他流体，使腔室（43）形成真空，从而使被抽吸并被输送的流体或粉粒状固体从吸入口（46）不断地被吸入腔室（43），并被携带入喉管（44）中，并通过紊流扩散传质运动，工作流体将部分能量传递给被抽吸体，一起从出口（47）流出。

现有射流泵效率之所以低是因为腔室（43）内的高速工作流体只有表面层起抽吸作用。射流泵流量与喷咀园孔（42）的出口半径的平方成正比，而起抽吸作用的作用面积与园孔喷咀（42）的出口半径的一次方成正比。单位园孔喷咀（42）出口面积的抽吸作用湿周越大，其射流泵效率越高。即：

η′＝k′×2πr′/πr′²＝2K′/r′……[1]

[1]式中η′为射流泵效率，K′为效率系数，r′为园孔喷咀（42）的出口半径。K′值与泵结构、工作流体和被抽吸流体性质有关。

由[1]式可知，射流泵效率随着r′值的增大而迅速下降，即随着容量的增大而迅速下降，直至低得无法运行：

本发明的目的是为了增大单位喷咀出口过流面积的抽吸作用面积，从而提高射流泵的效率，达到此目的的办法是采用特制的环形喷咀-腔舌式喷咀。其工作原理图如附图（二）所示。该腔舌式高效射流泵由腔舌式泵咀（1）和一般射流泵泵体（2）所组成。特殊情况下还可单独由腔舌式泵咀（1）组成。腔舌式泵咀（1）内铸有空腔式腔舌（3）形成腔舌环状喷口（12）插入泵体（2）的腔室（18）内。空腔舌（3）由翼形舌根（4）固定在泵咀（1）的内壁上。空腔舌（3）的内腔（13）通过翼形舌根（4）的内孔（17）与抽吸支管（7）相通连，抽吸支管（7）可与抽吸主管（15）相通连，抽吸主管（15）与泵体（2）的腔室（18）相通连。抽吸支管（7）上可装有调节阀门（8）。

工作流体从泵咀（1）入口（10）进泵，在空腔舌（3）外壁和泵咀（1）内壁之间的环形流道（11）中加速，从环形喷口（12）喷出，高速穿过泵体（2）的腔室（18），射入喉管（19），经扩散管（20）稳压减速，从泵体（2）的出口（21）流出。由于空腔舌（3）的内腔（13）与吸入主管（15）相通连，所以，泵体（2）腔室（18）内，不仅环状射流体外表面层也起抽吸作用，而且环状射流体外表面层也起抽吸作用。这样环状喷口（12）的单位过流面积的抽吸作用湿周为：

（2πr₂+2πr₁）/π（r² ₂-r² ₁）＝2/（r₂-r₁）……[2]

（2）式中r₂为环形喷口（12）的外园半径，r₁为内园半径。

该腔舌式高效射流泵的效率为：

η＝2K/（r₂-r₁） ……[3]

K为效率系数。

由（3）式可知，腔舌式高效射流泵随着容量增大，r₂增大，r₁也增大，只要r₂与r₁之差不变，其效率也不变。所以该泵的容量可制作成任意大。

该腔舌式高效射流泵与现有射流泵的效率比较如下：

对于相等的工作流量Q，相等的喷射速度v，该泵效率与现有射流泵效率之比：

η/η′＝[2K/（r₂-r₁）]÷[2K′/r′]

＝K×r′/K′（r₂-r₁）

＝K（r₂+r₁）^1/2/K′（r₂-r₁）^1/2

＝（r₂+r₁）^1/2/（r₂-r₁）^1/2……[4]

K与K′值在射流泵其他结构不变的情况下可近视相等。由（4）式可知，随着容量的增大，r₂和r₁也增大，r₂与r₁之和也增大，只要r₂与r₁之差不变，该腔舌式高效射流泵的效率与现有射流泵的效率之比越来越大。

例如用清洁水射流抽吸真空时，r₂-r₁＝4mm即可。当r₂＝10，r₁＝6时，η/η′＝2。即该腔舌式高效射流泵的效率是现有射流泵效率的2倍。

该腔舌式高效射流泵泵咀（1）内的空腔舌尚可制作成多层次的V形空腔舌（22），最内层可制作成一个园孔（23），每一层空腔舌（22）由翼形舌根（4）固定在其外层的内壁上，每一层空腔舌（22）的空腔（13）都通过翼形舌根的内孔（17）与抽吸支管（7）相连通，抽吸支管（7）可与抽吸主管（15）相连通，抽吸主管（15）与泵体（2）的腔室（18）相连通。

多层次的V形空腔舌式射流泵如附图（三）所示，特别适用于气浮选矿和气浮水处理工艺中的压力水溶解空气的装置。

该腔舌式射流泵还可单独由泵咀（1）形成一种产品，可适用为一切流体燃料与空气和氧气混合射入燃烧室的燃烧喷咀，可广泛应用于锅炉、航空、航天等技术领域。

该腔舌式高效射流泵除效率特别高之外，还具有结构简单、重量较轻、体积较小。由于喷口处无负压，所以不气蚀，使用寿命长，造价低等优点。

Claims

1、一种高效射流泵，适用于以高速流体抽吸真空、以及抽吸并输送流体或粉粒状固体的腔舌式高效射流泵。其特征是该泵由腔舌式泵咀(1)和一般的射流泵体(2)所组成。或者单独由腔舌式泵咀(1)组成，而腔舌式泵咀(1)内铸有空腔式腔舌(3)，腔舌环状喷口(12)插入泵体(2)的腔室(18)内。

2、根据权利要求1所述的腔舌式高效射流泵，其特征是泵咀（1）内的空腔舌可制作成多层次的V形空腔舌（22），最内层可制作成一个园孔（23），每一层空腔舌（22）由翼形舌根（4）固定在其外层的内壁上，每一层空腔舌（22）和空腔舌（3）的空腔（13）都通过翼形舌根的内孔（17）与抽吸支管（7）相通连，抽吸支管（7）可与抽吸主管（15）相通连，抽吸主管（15）与泵体（2）的腔室（18）相通连。