CN104772239A - 超音速菊花型喷嘴及安装有该喷嘴的气体喷射式真空泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超音速菊花型喷嘴以及安装有该喷嘴的气体喷射式真空泵或蒸汽喷射式抽空器或蒸汽喷射器或水蒸汽喷射真空泵或蒸汽喷射泵等装置。所述超音速菊花型喷嘴包括4或5个部分：喷嘴入口段、喷嘴喉部、喷嘴出口段以及喷嘴延长段，其中喷嘴出口段可以是菊花型曲面段，也可以由拉瓦尔曲面段和菊花型曲面段依次连接组成。所述安装有超音速菊花型喷嘴的气体喷射式真空泵等装置包括：1)主流气体管道入口段；2)菊花型喷嘴；3)吸入室以及与吸入室相连的次流入口段；4)扩压室混合段，它由两部分组成：一是扩压室混合段入口部分，二是扩压室混合段收敛部分；5)扩压室喉部；6)扩压室扩压段。本发明从根本机理上大幅度提高了喷射系数、降低了能耗。

Description

超音速菊花型喷嘴及安装有该喷嘴的气体喷射式真空泵

技术领域

本发明属于石油、化工、冶金、电力、机械、制冷、制药、海水淡化以及军工等行业设备技术领域，具体涉及一种超音速或跨音速菊花型喷嘴及安装有该喷嘴的气体喷射式真空泵。 

此外，本发明涉及一种用于产生真空的超音速或跨音速菊花型喷嘴。 

此外，本发明涉及一种用于炼油减压蒸馏等装置的石油化工蒸汽喷射式抽空器。 

此外，本发明涉及一种用于冶金钢水真空处理等系统的蒸汽喷射器。 

此外，本发明涉及一种用于电力、医药、海水淡化、制冷等的蒸汽喷射泵。 

此外，本发明涉及一种用于机械、石化等行业的水蒸汽喷射真空泵等。 

背景技术

自从1895年美国出现第一个真正意义上的喷射式真空泵专利(US536415，Vacuum Pump)以来，喷射式真空泵的主要结构和性能没有发生多大的变化。喷射式真空泵是由一定压力和温度的动力气态介质(称为主流)，经过拉瓦尔(Laval)喷嘴或锥形收缩喷嘴减压增速后进入扩压室，在扩压室中与被抽的气体(称为次流)进行能量交换与混合，并携带被抽气体在扩压室内减速、增压、混合，最终克服出口背压排出，从而达到抽取次流的目的。在实际生产中，喷射式真空泵使用的动力气体，常用的是水蒸汽，所以工程上经常被称之为蒸汽喷射式抽空器、蒸汽喷射器、蒸汽喷射式真空泵、水蒸汽喷射真空泵等。喷射式真空泵具有结构简单、没有运动件、工作稳定可靠、安装使用维护简单、抽气量很大，能抽出含有大量水蒸汽、粉尘等气体等特点，最大可为工艺提供一般不小于1.33-0.13Pa绝对压力的真空环境，是石油、化工、冶金、电力、机械、制冷、海水淡化、制药以及军工等领域大型成套装置中的关键部分。虽然喷射式真空泵的结构比较简单，但是主流气体在喷射式真空泵中的流动过程受多种重要因素影响，如湍流、激波，抽气机理比较复杂，其抽气理论和设计方法等尚不完善。 

本发明涉及使用气态动力介质(称为主流，如蒸汽、空气、工艺气体)来产生真空的喷射式真空泵，在工程上经常也被称为蒸汽喷射式抽空器、蒸汽喷射器、蒸汽喷射式真空泵、水蒸汽喷射真空泵等。在工程实际中，蒸汽喷射式真空泵(蒸汽喷射式抽空器、蒸汽喷射器、水蒸汽喷射真空泵等)消耗大量的水蒸汽，是生产装置耗能大户之一。蒸汽喷射式真空泵的工作效率主要取决于两个方面：其一，也是最为重要的，是完成能量转换、产生真空的喷嘴结构形式、尺寸以及加工精度等；其二，与喷嘴相配合的喷射式真空泵的流道形式、尺寸、制造装配精度以及安装质量等。如果使用多级喷射式真空泵，还与每一级喷射式真空泵的布局有关。 

目前市场上先进的大量使用的蒸汽喷射式真空泵(蒸汽喷射式抽空器、蒸汽喷射器、水蒸汽喷射真空泵等)都采用传统的拉瓦尔喷嘴结构，该种形式喷射式真空泵喷射系数小、动力介质蒸汽消耗量大、效率低、还有较大噪音。 

在现有技术中，授权公告号为CN201949953U的专利公开了一种高效节能喷嘴及安装有该喷嘴的蒸汽喷射泵，该种喷嘴是通过采用喷嘴直管段来努力实现降低蒸汽消耗量的目标。然而该种结构形式仍然采用拉瓦尔喷嘴，没有突破性地从根本上、从机理上来大幅度提高蒸汽喷射泵的喷射系数和抽真空效率。 

授权公告号为CN2475476Y的专利公开了一种喷射器喷嘴，该种喷射器喷嘴是通过采用可变的喷嘴喉部来实现降低蒸汽消耗量的目标。喷嘴喉部直径大则蒸汽消耗量大，喷嘴喉部直径小则蒸汽消耗量小，然而该种结构形式没有从根本上提高蒸汽喷射器的喷射系数和抽真空效率。 

授权公告号为CN2746983Y的专利公开了一种蒸汽制冷机组中的主喷射器喷嘴，该喷嘴只能用于夏季中央空调制冷，不能用于产生真空的喷射式真空泵。 

授权公告号为CN2096009U的专利公开了一种蒸汽冷凝水回收喷射器，其收敛圆锥型喷嘴是一种用于锅炉蒸汽冷凝水回收装置中的汽与水的混合喷射器，发明目的是混合和解决汽堵问题，不能用于产生真空的喷射式真空泵。 

发明内容

本发明的主要目的是解决上述现有技术中存在的难题，发明了一种超音速或跨音速菊花型喷嘴和相配套的气体喷射式真空泵，代替现在大量使用的拉瓦尔喷嘴和气体喷射式真空泵等装置，从根本上、机理上改善了主流气体(如水蒸汽、空气、工艺气体)喷出喷嘴的流动和分布形态，以及与被引射气体在扩压室混合段中的流动和分布形态，进而使喷射式真空泵的喷射系数和工作效率得到根本的提高，大幅度减少喷射式真空泵的主流气体(如蒸汽)的消耗量，降低气动噪声。 

本发明还有另一个目的是提供一种与菊花型喷嘴相配套的蒸汽喷射式抽空器。 

本发明还有另一个目的是提供一种与菊花型喷嘴相配套的蒸汽喷射器。 

本发明还有另一个目的是提供一种与菊花型喷嘴相配套的水蒸汽喷射真空泵或蒸汽喷射泵等。 

根据本发明一实施例，公开了一种工质为气体(如水蒸汽)的超音速或跨音速菊花型喷嘴，包括4个部分：1)喷嘴入口段(图1中符号1)；2)喷嘴喉部(图1中符号2)；3)喷嘴出口段(图1中符号3)；4)喷嘴延长段(图1中符号4)。这4个部分依次连接，形成完整的菊花型喷嘴结构。 

菊花型喷嘴入口段为沿流动方向截面积逐渐减小结构，其壁面型线可以是便于加工的锥形管结构或理想的维托辛斯基型线轴对称收敛结构或以维托辛斯基型线为原型的圆弧线、双曲线或抛物线等；喷嘴喉部为直管段；喷嘴出口段的型面为菊花形的褶皱扩张型结构，沿流动方向喷嘴出口段截面积逐渐增大；喷嘴出口段的褶皱扩张型结构，在圆周方向上为呈周期性排列的对称结构或非对称结构；菊花形的褶皱扩张型结构在任意一个横截面上可以是具有壁厚的由圆弧线、三角函数线、双曲线、抛物线、椭圆线、直线等或它们之间的任意组合围成的一个封闭曲线，在工程上常用的为圆弧线、三角函数线、直线或它们之间的任意组合；喷嘴延长段为等横截面积或变横截面积的管道形状，对于等横截面积形状，其向下游延伸段的横截面形状与喷嘴出口段的终止截面相同，对于变横截面积形状，其向下游延伸段的横截面形状与喷嘴出口段的终止截面形状相同，横截面积不同，但拉伸母线可以是直线或任意曲线。 

优选地，如图1和图2所述超音速或跨音速菊花型喷嘴满足：1)D1＞D2，D2＝D3，其中，喷嘴入口段起始截面直径为D1，喷嘴入口段终止截面直径为D2，喷嘴喉部直径为D3；2)L1＞0mm，L2＝0.1～300mm，L2优选常用的为2～20mm，其中，喷嘴入口段轴向长度为L1，喷嘴喉部轴向长度为L2；3)S₃＝S₄，S₄＜S₅，S₄∶S₅＝1∶1.2～1∶1000，S₅＝S₆或S₅＜S₆，其中，喷嘴喉部横截面流通面积为S₃，喷嘴出口段起始横截面流通面积为S₄，喷嘴出口段终止横截面流通面积为S₅，喷嘴延长段横截面流通面积为S₆；4)L3＝10～2000mm，AN1＝45°～-45°，AN2＝0°～75°，n＝2～48，B＝2～500mm，其中，喷嘴出口段菊花型结构的轴向长度 为L3，内扩张角为AN1，外扩张角为AN2，圆周方向上菊花瓣型结构的个数为n，喷嘴出口段终止截面上菊花瓣型结构周向宽度为B；5)L4＝2～500mm，其中，喷嘴延长段轴向长度为L4。 

一种安装有[014]至[020]所述超音速或跨音速菊花型喷嘴的气体喷射式真空泵或蒸汽喷射式抽空器或蒸汽喷射器或水蒸汽喷射真空泵或蒸汽喷射泵等装置，其特征在于：所述气体喷射式真空泵或蒸汽喷射式抽空器或蒸汽喷射器或水蒸汽喷射真空泵或蒸汽喷射泵等装置包括：1)主流气体(如水蒸汽、空气、工艺气体)管道入口段(图3中符号5)；2)菊花型喷嘴(图3中符号6)；3)吸入室(图3中符号7)以及与吸入室相连的次流入口段(图3中符号13)；4)扩压室混合段(图3中符号8)，它由两部分组成：一是扩压室混合段入口部分(图3中符号9)，二是扩压室混合段收敛部分(图3中符号10)；5)扩压室喉部(图3中符号11)；6)扩压室扩压段(图3中符号12)。所述超音速或跨音速菊花型喷嘴安装在吸入室内，菊花型喷嘴入口段(图1中符号1)与主流气体管道入口段(图3中符号5)的接头采用焊接，或垫片密封加螺纹连接，或垫片密封加法兰连接的方式连接。优选地，菊花型喷嘴延长段(图1中符号4)的出口截面与扩压室混合段入口部分(图3中符号9)的入口截面平行，在轴向上两者的直线距离在±600mm范围内。所述与超音速或跨音速菊花型喷嘴相配套的扩压室满足：1)D4＞D5，D5＝D6或D5大于D6，D6＞D7，D7＜D8，其中，吸入室直径为D4，扩压室起始横截面直径为D5，扩压室混合段收敛部分起始横截面直径为D6，扩压室喉部直径为D7，扩压室终止横截面直径为D8；2)(L5+L51)/D1≥1，L6＞(L1+L2+L3+L4+L5±600mm)，L7≥0mm，L7＜L8，(L7+L8)/D6＝5～20，L9/D7＝1～8，L10/D8＝1～20，优选地，(L5+L51)/D1≥3，L10/D8＝3～6，其中，主流气体管道入口段轴向长度为(L5+L51)，吸入室轴向长度L6，扩压室混合段入口部分轴向长度为L7，扩压室混合段收敛部分轴向长度为L8，扩压室喉部轴向长度为L9，扩压室扩压段轴向长度为L10。 

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明改变了喷嘴传统的拉瓦尔结构形式，将喷嘴出口段(和/或喷嘴延长段)设计成超音速或跨音速形状如菊花的褶皱扩张型结构，沿流动方向喷嘴出口段截面积逐渐增大，喷嘴出口段的型面为菊花形的褶皱扩张型结构，在圆周方向上呈周期性排列的对称结构或非对称结构；喷嘴延长段为等横截面积或变横截面积的管道形状，对等横截面积形状，其向下游延伸段的横截面形状与喷嘴出口段的终止截面完全相同，对变横截面积形状，其向下游延伸段的横截面形状与喷嘴出口段的终止截面形状相同，但拉伸母线可以是直线或任意曲线。主流气体从喷嘴入口段进入菊花型喷嘴，并且在喷嘴入口段中逐渐加速。在喷嘴喉部横截面恰好达到临界状态，速度为当地声速。在喷嘴出口段中，超音速气体继续膨胀加速。在喷嘴出口段的末端截面上，速度达到最大值，压力达到最小值，从而形成一个低压区。由于次流气体压力高于该低压区压力，故次流流体在压力差的作用下被吸引进入喷射式真空泵中。同时，因为菊花型喷嘴出口截面的褶皱型结构，所以喷嘴下游主流工作气体与次流气体的有效接触面积大大增加了，即主流粘性拖拉次流的作用力大大强化了。另外，在喷嘴出口段末端截面上增加菊花型结构延长段，从机理上再次改变了工作蒸汽离开喷嘴后的流动形态以及流线分布，稳定被吸引进入喷射式真空泵的次流介质流动状态，改善了主流气体与被引射次流介质在扩压混合段中的流动形态。再者，将扩压室混合段(图3中符号8)设计为由扩压室混合段入口部分(图3中符号9)和扩压室混合段收敛部分(图3中符号10)两部分组成，改变了现有技术扩压室混合段流场形态和结构，改变了主次流之间的配合形态，即改善了喷嘴与喷射式真空泵其它部件之间的配合，大大强化了主流超音速气流粘性裹挟被引射次流介质的能力。优选地，所有结构尺寸由详细数值模拟或基于数值模拟或基于试验的方法确定。最终因为主流气 体在超音速或跨音速菊花型喷嘴出口附近和下游的大范围高真空低压区、扩压室与喷嘴的有效配合、主次流接触粘性剪切周长的增加、主次流有效接触裹挟面积的增加等机理，使喷射式真空泵主流粘性裹挟次流介质的能力突破性地增强，所以通过所述超音速或跨音速菊花型喷嘴及其配套的扩压室，能够在同样主流气体质量流量下大大增加次流质量流量，或在同样的次流质量流量下大大减少主流气体消耗量，即大大提高了喷射式真空泵的喷射系数和工作效率。据申请者初步研究，相比现有先进技术的单级拉瓦尔喷嘴蒸汽喷射式抽空器，单级菊花型喷嘴蒸汽喷射式抽空器喷射系数可以提高165％以上。 

根据本发明第二实施例，公开了另外一种超音速或跨音速菊花型喷嘴，包括5个部分：1)喷嘴入口段(图4中符号1)；2)喷嘴喉部(图4中符号2)；3)喷嘴出口拉瓦尔曲面段(图4中符号3)；4)喷嘴出口菊花型曲面段(图4中符号4)；5)喷嘴延长段(图4中符号5)。这5个部分依次连接，形成完整的菊花型喷嘴结构。与第一实施例相比，该实施例不同点在于：在喷嘴喉部下游喷嘴出口段的起始部分增加了一段拉瓦尔喷管曲面段，其可能的优势在于使超音速或跨音速菊花型喷嘴的超音速流场启动更加容易。 

另外一种安装有[023]所述超音速或跨音速菊花型喷嘴的气体喷射式真空泵或蒸汽喷射式抽空器或蒸汽喷射器或水蒸汽喷射真空泵或蒸汽喷射泵等装置，其特征在于：1)菊花型喷嘴出口段(图4中符号3、4所示)由喷嘴出口拉瓦尔曲面段和喷嘴出口菊花型曲面段两部分组成，其余与[021]所述特征相同。同时，与[023]所述另外一种超音速或跨音速菊花型喷嘴相配套的扩压室满足：1)L6＞(L1+L2+L32+L4+L5±600mm)，其余与[021]所述特征相同。 

附图说明

图1代表本发明所述实施例一的一种超音速或跨音速菊花型喷嘴主视图的基本示意图。其中，图1中符号1表示喷嘴入口段，图1中符号2表示喷嘴喉部，图1中符号3表示喷嘴出口段，图1中符号4表示喷嘴延长段。 

图2代表本发明所述实施例一的一种菊花瓣型结构个数为3的对称菊花型喷嘴出口段横截面的基本示意图。 

图3代表本发明所述实施例一的安装有该超音速或跨音速菊花型喷嘴的气体喷射式真空泵或蒸汽喷射式抽空器或蒸汽喷射器或水蒸汽喷射真空泵或蒸汽喷射泵等装置的基本示意图。其中，图3中符号5表示主流气体管道入口段，图3中符号6表示菊花型喷嘴，图3中符号7表示吸入室，图3中符号8表示扩压室混合段，图3中符号9表示扩压室混合段入口部分，图3中符号10表示扩压室混合段收敛部分，图3中符号11表示扩压室喉部，图3中符号12表示扩压室扩压段，图3中符号13表示与吸入室相连的次流入口段。 

图4代表本发明所述实施例二的另外一种超音速或跨音速菊花型喷嘴的基本示意图。其中，图4中符号1表示喷嘴入口段，图4中符号2表示喷嘴喉部，图4中符号3表示喷嘴出口段起始部分的拉瓦尔喷管曲面段，图4中符号4表示喷嘴出口段下游的菊花型曲面段，图4中符号5表示喷嘴延长段。 

图5代表现有技术与本发明技术气体喷射式真空泵扩压室轴向对称面的马赫数云图对比，其中(a)为现有技术，(b)为本发明技术。 

具体实施方式

图1至图3示出一种超音速或跨音速菊花型喷嘴，及安装有该超音速或跨音速菊花型喷嘴的气体(如水蒸汽)喷射式真空泵或蒸汽喷射式抽空器或蒸汽喷射器或水蒸汽喷射真空泵或蒸汽喷射泵等装置。所有安装有该超音速或跨音速菊花型喷嘴的气体喷射式真空泵或蒸汽喷射式抽空器或蒸汽喷射器或水蒸汽喷射真空泵或蒸汽喷射泵等装置的工艺实施和/或操作，将在本发明第一优选实施例的详细描述中给出。 

将图1中菊花型喷嘴的4个部分：喷嘴入口段(图1中符号1)、喷嘴喉部(图1中符号2)、喷嘴出口段(图1中符号3)以及喷嘴延长段(图1中符号4)，依次连接，形成完整的超音速或跨音速菊花型喷嘴结构。然后，将完整的超音速或跨音速菊花型喷嘴(图3中符号6)安装在吸入室(图3中符号7)内，菊花型喷嘴入口段(图1中符号1)与主流气体(如水蒸汽、空气、工艺气体)管道入口段(图3中符号5)的接头采用焊接，或垫片密封加螺纹连接，或垫片密封加法兰连接，将工艺装置中需要被抽吸气体的工艺管道采用焊接，或垫片密封加螺纹连接，或垫片密封加法兰连接到次流入口段(图3中符号13)，将混合流体出口段(图3中符号12)与工艺装置中输送混合流体的工艺管道采用焊接，或垫片密封加螺纹连接，或垫片密封加法兰连接。 

将图4中的另一种超音速或跨音速菊花型喷嘴的5个部分：喷嘴入口段(图4中符号1)、喷嘴喉部(图4中符号2)、喷嘴出口段起始部分的拉瓦尔喷管曲面段(图4中符号3)，喷嘴出口段下游的菊花型曲面段(图4中符号4)以及喷嘴延长段(图1中符号5)，依次连接，形成完整的另一种超音速或跨音速菊花型喷嘴结构。其它的具体实施方式与[31]所述相同。 

图5为现有技术与本发明技术气体喷射式真空泵扩压室轴对称面的马赫数云图对比，图5(a)为现有技术气体喷射式真空泵扩压室轴对称面的马赫数云图，图5(b)为本发明技术气体喷射式真空泵扩压室轴对称面的马赫数云图。从图5中能初步分析得出，相比于现有技术，本发明技术除具有高的喷射系数和工作效率外，还更能适应工程实际生产中变工况操作情况。 

在实际使用时，优选地，根据不同的操作工况、气体喷射式真空泵或蒸汽喷射式抽空器或蒸汽喷射器或水蒸汽喷射真空泵或蒸汽喷射泵等装置的结构尺寸，选取合适的菊花型喷嘴(图3中符号6或图4)及其出口截面与扩压室混合段入口截面之间的相对位置，使得扩压室混合段中的激波能够传播至扩压室喉部，如图5(b)所示。 

最后需要说明的是：上述各技术方案、设计方法和实施例只是本发明的实施方式而非限制，尽管参照较佳的实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域内的技术人员，在本发明公开的原理、技术方案、方法或应用等基础上，很容易做出各种类型的修改、变形或等同替换，而未脱离本发明原理、技术方案、方法或应用等的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。 

Claims (19)

1.一种用于产生真空的超音速或跨音速菊花型喷嘴，其特征在于该喷嘴包括4个部分：喷嘴入口段、喷嘴喉部、喷嘴出口段和喷嘴延长段。这4个部分依次连接，形成完整的菊花型喷嘴结构。

2.如权利要求1所述的菊花型喷嘴，其特征在于所述喷嘴的入口段沿流动方向横截面积逐渐减小，其壁面型线可以是便于加工的锥形管结构或理想的维托辛斯基型线轴对称收敛结构或以维托辛斯基型线为原型的圆弧线、双曲线或抛物线等型线。

3.如权利要求1所述的菊花型喷嘴，其特征在于菊花型喷嘴喉部为直管段。

4.如权利要求1所述的菊花型喷嘴，其特征在于菊花型喷嘴出口段为形状如菊花的褶皱扩张型结构，沿流动方向喷嘴出口段横截面积逐渐增大，喷嘴出口段的型面为菊花形的褶皱扩张型结构，在圆周方向上呈周期性排列的对称结构或非对称结构。菊花形的褶皱扩张型结构在任意一个横截面上可以是具有壁厚的由圆弧线、三角函数线、双曲线、抛物线、椭圆线、直线等或它们之间的任意组合围成的一个封闭曲线，在工程上常用的将为圆弧线、三角函数线、直线或它们之间的任意组合。

5.如权利要求1所述的菊花型喷嘴，其特征在于菊花型喷嘴延长段为等横截面积或变横截面积的管道形状。对于等横截面积形状的喷嘴延长段，其向下游延伸段的横截面大小形状与喷嘴出口段的终止横截面大小形状相同；对于变横截面积形状的喷嘴延长段，其向下游延伸段的横截面形状与喷嘴出口段的终止横截面形状相同，但横截面积不同，拉伸母线可以是为直线或任意曲线。

6.如权利要求1至5中任一项所述的菊花型喷嘴，其特征在于：D1＞D2，D2＝D3，其中，喷嘴入口段起始横截面直径为D1，喷嘴入口段终止横截面直径为D2，喷嘴喉部直径为D3。

7.如权利要求1至5中任一项所述的菊花型喷嘴，其特征在于：L1＞0mm，L2＝0.1～300mm，其中，喷嘴入口段轴向长度为L1，喷嘴喉部轴向长度为L2。

8.如权利要求7所述的菊花型喷嘴，其优选的特征在于：L2＝2～20mm。

9.如权利要求1至5中任一项所述的菊花型喷嘴，其特征在于：S₃＝S₄，S₄＜S₅，S₄∶S₅＝1∶1.2～1∶1000，S₅＝S₆或S₅＜S₆，其中，喷嘴喉部横截面流通面积为S₃，喷嘴出口段起始横截面流通面积为S₄，喷嘴出口段终止横截面流通面积为S₅，喷嘴延长段横截面流通面积为S₆。

10.如权利要求1至5中任一项所述的菊花型喷嘴，其特征在于：L3＝10～2000mm，AN1＝45°～-45°，AN2＝0°～75°，n＝2～48，B＝2～500mm，其中，喷嘴出口段菊花型结构的轴向长度为L3，内扩张角为AN1，外扩张角为AN2，圆周方向上菊花瓣型结构的个数为n，喷嘴出口段终止横截面上菊花瓣型结构周向宽度为B。

11.如权利要求1至5中任一项所述的菊花型喷嘴，其特征在于：L4＝2～500mm，其中，喷嘴延长段轴向长度为L4。

12.另一种用于产生真空的超音速或跨音速菊花型喷嘴，其特征在于该喷嘴包括5个部分：喷嘴入口段、喷嘴喉部、喷嘴出口拉瓦尔(Laval)曲面段、喷嘴出口菊花型曲面段、喷嘴延长段，这5个部分依次连接，形成完整的菊花型喷嘴结构。

13.如权利要求12所述的菊花型喷嘴，其特征在于：在喷嘴喉部的终止端面和喷嘴出口段菊花型结构的起始端面之间设有一段拉瓦尔曲面段，满足L31＞0mm，L32＝L31+L3，L3＝10～2000mm，其中，喷嘴出口段中菊花型曲面段结构的轴向长度为L3，喷嘴出口段中拉瓦尔曲面段轴向长度L31，喷嘴出口段的总轴向长度为L32。

14.一种带有安装如权利要求1至13中任一项所述的菊花型喷嘴的气体喷射式真空泵或蒸汽喷射式抽空器或蒸汽喷射器或水蒸汽喷射真空泵或蒸汽喷射泵等装置，其特征在于：该装置是气体喷射式真空泵、蒸汽喷射式抽空器、蒸汽喷射器、水蒸汽喷射真空泵或蒸汽喷射泵等，所述气体喷射式真空泵或蒸汽喷射式抽空器或蒸汽喷射器或水蒸汽喷射真空泵或蒸汽喷射泵等由：1)主流气体(如水蒸汽、空气、工艺气体)管道入口段；2)菊花型喷嘴；3)吸入室以及与吸入室相连的次流入口段；4)扩压室混合段；5)扩压室喉部；6)扩压室扩压段组成。

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于：菊花型喷嘴安装在吸入室内，菊花型喷嘴入口段与主流气体管道入口段的接头采用焊接，或垫片密封加螺纹连接，或垫片密封加法兰连接的方式连接。

16.如权利要求14所述的装置，其特征在于：菊花型喷嘴延长段的出口横截面与扩压室混合段入口部分的入口横截面平行，在轴向上两者的直线距离在±600mm范围内。

17.如权利要求14所述的装置，其特征在于：扩压室混合段由扩压室混合段入口部分和扩压室混合段收敛部分两部分组成。

18.如权利要求14至17中任一项所述的装置，其特征在于，与菊花型喷嘴相配套的扩压室该装置满足：1)D4＞D5，D5＝D6或D5大于D6，D6＞D7，D7＜D8，其中，吸入室直径为D4，扩压室起始横截面直径为D5，扩压室混合段收敛部分起始横截面直径为D6，扩压室喉部直径为D7，扩压室终止横截面直径为D8；2)(L5+L51)／D1≥1，L6＞(L1+L2+L3+L4+L5±600mm)，L7≥0mm，L7＜L8，(L7+L8)／D6＝5～20，L9／D7＝1～8，L10／D8＝1～20，优选地，(L5+L51)／D1≥3，L10／D8＝3～6，其中，主流气体管道入口段轴向长度为L5+L51，吸入室轴向长度L6，扩压室混合段入口部分轴向长度为L7，扩压室混合段收敛部分轴向长度为L8，扩压室喉部轴向长度为L9，扩压室扩压段轴向长度为L10；3)扩压室混合段入口部分优先设计为流线型流道，工程上可以加工为圆弧光滑过渡的圆筒形或圆锥形流道，如果采用圆锥形流道，则其锥度可以与扩压室混合段收敛部分的锥度相同，也可以大于或小于扩压室混合段收敛部分的锥度；4)优选地，扩压室混合段收敛部分、扩压室喉部可以采用CFD设计，与菊花型喷嘴超音速射流配合使超音速射流达到最优的喷射系数和最小的气动损失。

19.如权利要求14至18中任一项所述的装置，其特征在于，优选地，根据不同的操作工况，以及气体喷射式真空泵或蒸汽喷射式抽空器或蒸汽喷射器或水蒸汽喷射真空泵或蒸汽喷射泵等的结构尺寸，选取合适的菊花型喷嘴及其出口横截面与扩压室混合段入口横截面之间的相对位置，使得扩压室混合段中的超音速流能够传播至扩压室喉部。