CN105855084B - 可调式喷射器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可调式喷射器，包括连通的接受室、扩散室，以及安装在接受室内的工作喷嘴，所述接受室、扩散室以及工作喷嘴分别具有各自的喉部，且喉部的截面积可调。所述接受室、扩散室以及工作喷嘴在各自的喉部处分别设有调节针阀，所述接受室、扩散室以及工作喷嘴上分别设有驱动各自调节针阀的控制装置。调节针阀通过控制装置在轴向上移动，可以调节各喉部截面的流通面积。当进入工作喷嘴和接受室的制冷剂流量发生变化时，通过调节工作喷嘴喉部截面、接受室喉部截面、扩散室喉部截面的流通面积，可以提高喷射器的工作效率，避免激波或回流现象的发生。

Description

可调式喷射器
技术领域
本发明涉及一种可调式喷射器，具体涉及一种接受室、扩散室均为缩放型结构的喷射器。
背景技术
喷射器是一种利用高压流体来提高低压流体的压力进而获得一股压力居中的流体的装置，应用非常广泛。将其应用于喷射式系统中，不仅可以替代压缩机，减少能量输入，而且可以提高系统的可靠性。喷射器的主要损失是工作流体和引射流体在混合前的速度差以及混合过程中的激波现象。
现有技术公布了一种接受室为缩放型结构的喷射器，可减少工作流体和引射流体混合时由于过大的速度差所引起的能量损失，并可避免激波现象的产生。喷射器的引射效果与其内部主要的结构参数及外部流体参数相关，如果二者匹配较好，则喷射器的引射效果较好。但是固定式喷射器不能调节内部结构参数。所以，实际运行工况变化时，喷射器内部主要的结构参数与外部流体参数不匹配，大大影响其工作性能。
专利文献(CN101412011A)公布了一种可调式喷射器，当进入喷射器的制冷剂流量变化时，通过针阀对喷嘴喉部截面积和混合段锥形入口截面积的调节，可提高喷嘴的效率，并避免气流在混合段中出现激波或回流现象，提高喷射器的工作效率。但是该可调式喷射器的接受室为直管型结构，工作流体和引射流体混合前的速度差较大。
针对上述问题，设计一个内部主要的结构参数可调的新型喷射器，不仅可以调节工作流体喷嘴喉部的截面积，而且可以相应调节接受室喉部的截面积及扩散室喉部的截面积，以改善喷射器在外界条件改变时的工作性能。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提出一种主要的结构参数可调的可调式喷射器。
一种可调式喷射器，包括连通的接受室、扩散室，以及安装在接受室内的工作喷嘴，所述接受室、扩散室以及工作喷嘴分别具有各自的喉部，且喉部的截面积可调。
本发明可调式喷射器可以调节各喉部截面积，不仅可以减少能量输入，而且可以避免等截面混合段中激波的产生，提高喷射器的工作效率。
所述接受室、扩散室以及工作喷嘴内按照流向分别具有位于各自喉部上游的渐缩段，以及各自喉部下游的渐扩段。
所述接受室、扩散室以及工作喷嘴在各自的喉部处分别设有调节针阀，所述接受室、扩散室以及工作喷嘴上分别设有驱动各自调节针阀的控制装置。
所述调节针阀可以从各渐缩段伸入喉部，其在轴向上的移动由各控制装置控制。调节针阀在轴向上的移动可以调节各喉部的有效流通截面积。各喉部、渐扩段的流通截面积与调节针阀限定的流通截面积由各调节针阀相应的锥形决定。
所述接受室包括依次设置的直管段、渐缩段、喉部和渐扩段，其中直管段的端头设有第一封头，直管段侧壁连通有引射流体进口通道，渐扩段末端与扩散室对接。
接受室直管段是接收被工作流体卷吸进入喷射器的引射流体的通道；接受室渐缩段、喉部、渐扩段是引射流体减压增速的通道，其中喉部截面积是引射流体流道中最小的。
接受室内的调节针阀包括：
位于接受室喉部的第一锥形阀芯；
贯穿第一封头与对应控制装置传动配合的第一联动件。
为了保持第一锥形阀芯的平稳运动，作为优选，所述第一联动件上设有与接受室内壁滑动配合的第一支撑件。
第一联动件贯穿第一封头部位应保持密封以及可相对滑动，以便牵引第一锥形阀芯。
所述工作喷嘴由接受室的第一封头处伸入并延伸至接受室的渐扩段末端，所述第一联动件滑动贴靠在工作喷嘴的外壁上。这样进一步保证第一锥形阀芯的平稳运动。
由于工作喷嘴需要延伸通过接受室喉部，作为优选，所述第一锥形阀芯为空心筒状且滑动的套在工作喷嘴外围，第一锥形阀芯的外壁为与接受室渐缩段具有相同变化趋势的锥面。
所述工作喷嘴包括依次设置的延伸段、渐缩段、喉部和渐扩段；其中延伸段的端头设有第二封头，第二封头所在端处于接受室外部且在第二封头上设有工作流体进口通道。
工作喷嘴内的调节针阀包括：
位于工作喷嘴喉部的第二锥形阀芯；
贯穿第二封头与对应控制装置传动配合的第二联动件。
为了保持第二锥形阀芯的平稳运动，作为优选，所述第二联动件上设有与工作喷嘴内壁滑动配合的第二支撑件。
第二联动件贯穿第二封头部位应保持密封以及可相对滑动，以便牵引第二锥形阀芯。
所述扩散室包括依次设置的等截面混合室、渐缩段、喉部和渐扩段，其中在渐扩段的端头设有第三封头，渐扩段侧壁连通有混合流体出口通道。
所述渐扩段可以是内径一直变化至第三封头，此时混合流体出口通道邻近第三封头，也可以是内径变化到预设值后再等径延伸一部分直至第三封头，此时混合流体出口通道连接在等径延伸部分的侧壁。
扩散室内的调节针阀包括：
位于扩散室喉部的第三锥形阀芯；
贯穿第三封头与对应控制装置传动配合的第三联动件。
第三联动件贯穿第三封头部位应保持密封以及可相对滑动，以便牵引第三锥形阀芯。
各控制装置手动实现调节控制或采用现有方式自动调节控制，例如线性螺旋管线圈电动机。
本发明可调式喷射器调节各喉部截面的流通面积，当进入工作喷嘴和接受室的制冷剂流量发生变化时，通过调节工作喷嘴喉部截面、接受室喉部截面、扩散室喉部截面的流通面积，可以提高喷射器的工作效率，避免激波或回流现象的发生。
附图说明
图1为本发明实施例可调式喷射器的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本实施例可调式喷射器包括接受室1以及通过连接件3与接受室1对接的扩散室4、接受室1内安装有工作喷嘴9。
接受室1依次设有直管段1a、渐缩段1b、喉部1c、渐扩段1d，直管段1a侧壁连通有引射流体进口通道2，直管段1a端头安装有第一封头13。
接受室1内设有用于调节喉部截面的调节针阀14，第一封头13外部设有控制装置17，调节针阀14一端为处在接受室喉部处的第一锥形阀芯14b，另一端通过第一联动件14a与控制装置17连接。
第一联动件14a上设有与接受室1内壁滑动配合第一支撑件11支撑，第一联动件14a为筒状，滑动配合在工作喷嘴9外围且贯穿出第一封头13与控制装置17连接。
相对于第一封头13，第一联动件14a是滑动的。第二、三联动件同理。
第一锥形阀芯14b为空心筒状且滑动的套在工作喷嘴9外围，第一锥形阀芯14b的外壁为与接受室1的渐缩段1b具有相同变化趋势的锥面。
工作喷嘴9依次设有延伸段9a、渐缩段9b、喉部9c、渐扩段9d，延伸段9a端头设有第二封头18，第二封头18上设有工作流体进口通道15。
工作喷嘴9内设有用于调节工作喷嘴喉部截面的调节针阀12，调节针阀12包括位于喉部9c的第二锥形阀芯12b，以及贯穿第二封头18与对应控制装置16传动配合的第二联动件12a。第二联动件12a上设有与工作喷嘴9内壁滑动配合的第二支撑件10。
扩散室4依次设有等截面面积的混合段4a、渐缩段4b、喉部4c、渐扩段4d、渐扩段4d内径变化到预设值后等径延伸一部分直至第三封头6，等径延伸部分侧壁连通有混合流体出口通道5。
扩散室4内设有用于调节扩散室喉部截面的调节针阀7，调节针阀7包括位于扩散室喉部的第三锥形阀芯7b，第三锥形阀芯7b通过贯穿第三封头6的第三联动件7a连接控制装置8。
在实际的喷射式系统中，外部流体参数的变化会引起制冷剂流量的改变。当制冷剂流量减小时，通过调节针阀12、调节针阀14的调节，工作喷嘴9的喉部9c流通面积和接受室1的喉部1c流通面积相应地减小，如果扩散室4的喉部4c的流通面积不能调节，则扩散室4的喉部4c的直径将大于实际需求值，扩散室4内将出现回流现象。
当制冷剂流量增大时，通过调节针阀12、调节针阀14的调节，工作喷嘴9的喉部9c流通面积和接受室1的喉部1c流通面积相应地变大，如果扩散室4的喉部4c的流通面积不能调节，则扩散室4的喉部4c的直径将小于实际需求值，将引发激波现象的产生。因此，可调式喷射器可适用于各种不同的运行工况，保持良好的工作性能。
应用例1
对于传统的固定式喷射器，以及本发明图1所示喷射器进行了模拟计算，计算的假设条件如下：(1)制冷剂为R134a，喷射系数为1；(2)对于传统的固定式喷射器，在接受室出口截面上工作流体的压力与引射流体的压力相同；(3)对于本发明图1所示喷射器，混合前工作流体的压力与引射流体的压力相同；(4)工作流体的压力为1500kPa、温度为180℃、流速为10m/s，引射流体的压力为150kPa、温度为15℃、流速为5m/s；(5)对于本发明图1所示喷射器，扩散器出口混合流体的流速为10m/s。
传统的固定式喷射器在以上计算工况下可以得到的喷射器出口压力为197.5kPa。随着工作流体喷嘴出口压力的变化即各喉部的流通面积的变化，本发明图1所示喷射器的出口压力如下。
表1本发明图1所示喷射器的出口压力随工作流体喷嘴出口压力的变化
从计算结果可以看出，本发明图1所示喷射器可以达到的出口压力远高于传统的固定式喷射器，在理论上证明了本发明的有益效果。

Claims (7)

1.一种可调式喷射器，包括连通的接受室、扩散室，以及安装在接受室内的工作喷嘴，其特征在于，所述接受室、扩散室以及工作喷嘴分别具有各自的喉部，且喉部的截面积可调；
所述接受室、扩散室以及工作喷嘴在各自的喉部处分别设有调节针阀，所述接受室、扩散室以及工作喷嘴上分别设有驱动各自调节针阀的控制装置；
接受室内的调节针阀包括：
位于接受室喉部的第一锥形阀芯；
所述接受室包括依次设置的直管段、渐缩段、喉部和渐扩段，其中直管段的端头设有第一封头，贯穿第一封头与对应控制装置传动配合的第一联动件；
所述第一锥形阀芯为空心筒状且滑动的套在工作喷嘴外围，第一锥形阀芯的外壁为与接受室渐缩段具有相同变化趋势的锥面。
2.如权利要求1所述的可调式喷射器，其特征在于，所述接受室、扩散室以及工作喷嘴内按照流向分别具有位于各自喉部上游的渐缩段，以及各自喉部下游的渐扩段。
3.如权利要求1所述的可调式喷射器，其特征在于，直管段侧壁连通有引射流体进口通道，渐扩段末端与扩散室对接。
4.如权利要求1所述的可调式喷射器，其特征在于，所述工作喷嘴包括依次设置的延伸段、渐缩段、喉部和渐扩段；其中延伸段的端头设有第二封头，第二封头所在端处于接受室外部且在第二封头上设有工作流体进口通道。
5.如权利要求4所述的可调式喷射器，其特征在于，工作喷嘴内的调节针阀包括：
位于工作喷嘴喉部的第二锥形阀芯；
贯穿第二封头与对应控制装置传动配合的第二联动件。
6.如权利要求1所述的可调式喷射器，其特征在于，所述扩散室包括依次设置的等截面混合室、渐缩段、喉部和渐扩段，其中在渐扩段的端头设有第三封头，渐扩段侧壁连通有混合流体出口通道。
7.如权利要求6所述的可调式喷射器，其特征在于，扩散室内的调节针阀包括：
位于扩散室喉部的第三锥形阀芯；
贯穿第三封头与对应控制装置传动配合的第三联动件。
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