CN106861961A - 一种可自动调节的喷射器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可自动调节的喷射器，所述喷射器包括依次沿轴线连接的一次流入口、混合室和扩散室，所述混合室下方设置有二次流入口，所述二次流入口通入混合室内，喷嘴横穿过一次流入口进入混合室，且喷嘴的圆形喉部与混合室锥形出口处于同一轴线；所述一次流入口后且喷嘴之前设置有伸缩器，所述伸缩器与一次流入口、混合室和扩散室依次沿轴线连接，所述伸缩器用于控制喷嘴的运动。本发明可在简单的通过一次流大小的变换自动调节喷射器NXP或者AR的大小，改善喷射器的性能，使喷射器在处于不同的工况下都具有良好的性能。

Description

一种可自动调节的喷射器

技术领域

本发明涉及喷射器技术领域，特别是涉及一种可自动调节的喷射器。

背景技术

目前，喷射器是一种应用广泛的流体机械，他利用工作流体的射流来实现能量的转换。喷射器以其结构简单、造价低廉以及操作和维修方便的特点，广泛应用于抽除气体、废热回收和混合加热等领域。

喷射器依靠流体间的相互碰撞来传递能量，其内部的混合过程非常复杂，因此对于喷射器的研究多采用经验公式。近些年，使用CFD软件来模拟喷射器内部流体流动的仿真实验越来越受到重视。但由于实验的难度较大，因此人们对喷射器内部流体的流动了解也相对较少。

由于上述原因，所以目前喷射器的设计一般是针对固定工况，一旦偏离固定工况，喷射器的稳定性急速下降；由于喷射器的结构是固定的，导致其参数调节的范围极窄，所以喷射器的效率会发生大幅度的下降，甚至导致无法继续使用。例如，在海水淡化装置中，由于系统负荷的变化，需要较大幅度的改变喷射器的出口流量；另外，在实际工业生产中，外部一次流流体的压力、工质等参数发生变化时，特别是一次流压力这一参数发生较大幅度的变化将导致喷射器性能发生大幅度的下跌，这就提出了如何较宽范围内实现喷射器的可调节的性能，以满足多种工况的需求。

本申请所要解决的技术问题：目前设计好的喷射器只能用于固定工况，一旦一次流压力发生变化时，喷射器的喷射效率将发生大幅度的下滑，甚至导致喷射器无法使用。为解决这一难题，本申请将设计一种新型的喷嘴位置可调的喷射器(Auto-tuning NXPejector)及喉嘴比可调的喷射器(Auto-tuning AR ejector)，以解决喷射器在一次流压力发生较大变化时效率下降严重的问题。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种可自动调节的喷射器，所述喷射器包括依次沿轴线连接的一次流入口、混合室和扩散室，所述混合室下方设置有二次流入口，所述二次流入口通入混合室内，喷嘴横穿过一次流入口进入混合室，且喷嘴的圆形喉部与混合室锥形出口处于同一轴线；

所述一次流入口后且喷嘴之前设置有伸缩器，所述伸缩器与一次流入口、混合室和扩散室依次沿轴线连接，所述伸缩器用于控制喷嘴的运动。

进一步的，所述伸缩器包括波纹管或者其它可根据喷射器内压力发生变化而长度发生变化的器材，所述波纹管外部套以弹簧，所述弹簧用于调节伸缩器的弹性系数，使之可以根据一次流大小而伸缩到合适的位置。

进一步的，所述伸缩器用于控制喷嘴的运动实现喷嘴位置可调。

进一步的，所述伸缩器用于控制喷嘴的运动实现喷嘴喉嘴比可调。

进一步的，在实现喷嘴位置可调时，所述伸缩器的波纹管为两个，分别设置在喷嘴的入口端的上下两侧，当喷射器一次流压力增大时，伸缩器外围所受压力增大，形如波纹管的伸缩器发生形变，将伸长，喷射器喷嘴出口位置NXP减小；当喷射器一次流压力减小时，形如波纹管的伸缩器发生形变，将缩短，喷射器NXP增大；

给伸缩器设置合适的弹性系数，使得无论一次流压力发生何种变化，喷射器的喷嘴都能处于一个最优的位置，即喷射器的NXP始终保持对应于该一次流压力的最优值，从而使得喷射器的引射系数保持一个较高的值。

进一步的，所述伸缩器的每个波纹管相对应的位置再增加一层波纹管，在喷嘴的入口端的上下两侧分别形成一个由两层波纹管形成的密闭的空间，当一次流压力增大时，形如波纹管的伸缩器发生形变，将伸长，喷射器NXP减小；当喷射器一次流压力减小时，形如波纹管的伸缩器发生形变，将缩短，喷射器NXP增大。

进一步的，所述伸缩器引入背压或者二次流压力为反馈，使得喷射器NXP的调节更加精准。

进一步的，所述伸缩器用于控制喷嘴的运动实现喷嘴喉嘴比可调时，所述伸缩器的波纹管设置在喷嘴的入口端的内侧，伸缩器入口端连接一次流入口端，伸缩器出口端连接喷针，所述喷针与伸缩器连接在一起，喷着随着伸缩器运动而运动。

进一步的，所述喷针通过喷针支架与喷嘴相连，所述喷针支架的作用是固定喷针只能左右移动，不能够上下摆动，并且喷针支架不影响一次流的流动。

进一步的，所述喷针的顶端是一个圆锥体，随着喷针向右移动，喷针阻塞喷组喉部的面积越大，导致喷嘴越小，从而改变了喉嘴比。

进一步的，所述伸缩器的波纹管为两个，分别与喷针相连。

进一步的，所述伸缩器的波纹管为两组，每组包括形成的密闭的空间两个波纹管，两组波纹管分别与喷针相连。

进一步的，当喷射器一次流压力增大时，伸缩器所受压力增大，形如波纹管的伸缩器发生形变将伸长，喷针前移，减小喷射器喷嘴喉部的面积，从而喷嘴喉嘴比AR增大；反之，AR减小；

给伸缩器设置合适的弹性系数，使得无论一次流压力发生何种变化，喷射器的AR始终保持对应于该一次流压力的最优值，从而使得喷射器的引射系数保持一个较高的值。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明可在简单的通过一次流大小的变换自动调节喷射器NXP或者AR的大小，改善喷射器的性能，使喷射器在处于不同的工况下都具有良好的性能。

本发明这种控制装置安全可靠，结构简单，成本低廉。

本发明所提出的Auto-tuningejector的设计方案达到了喷射器自适应控制的目的，可使喷射器一次流流量在一定范围内发生变化时，自动调节喷射器NXP和AR，使之时刻处于性能最优的状态。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为传统喷射器结构图；

图2为实施例子1喷嘴位置可调的喷射器(Auto-tuningNXPejector)；

图3为实施例子2喷嘴位置可调的喷射器(Auto-tuningNXPejector)；

图4为喉嘴比可调的喷射器(Auto-tuningARejector)；

图5为伸缩器的受力分析图；

其中，1.一次流入口，2.吸入室，3.喷嘴喉部，4.喷嘴出口，5.等压混合段，6.二次流入口，7.等面积混合段，8.扩散室，9.第一伸缩器，10.导管，11.第二伸缩器，12.第三伸缩器，13.喷针，14，喷针支架。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

传统喷射器结构如图1所示，喷射器工作原理：一般来说，喷射器由喷嘴(包括喷嘴喉部3与喷嘴出口4)、吸入室2、混合室(包括等面积混合段7和等压混合段5)以及扩散室8四部分组成。其工作原理为一次流蒸汽即动力蒸汽通过一次流入口1进入喷嘴进行绝热膨胀，经过喷嘴喉部3在喷嘴出口4处形成超音速流体，在超音速流体流经吸入室2时由于高速形成的低压将带动喷射器运动，而二次流体通过二次流入口6进入吸入室2沿喷射器轴向运动，在混合室等压混合段5及等面积混合段7内两股流体相混合，并且形成的混合流体降到音速以下，在扩散室8内，混合流体的速度进一步降低，压力升高达到排除流体所需参数。引射流体与一次流体质量流量的比值成为引射系数，其为衡量喷射器性能优劣的主要指标。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在喷射器一般是针对固定工况不可调节的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种可调式喷射器。这个可调式喷射器方案中包括喷嘴位置可调和喉嘴比可调两种形式。这两种形式可以单独使用，也可以放一起使用。本发明采用波纹管侧面受力可使波纹管发生伸缩形变的原理。使波纹管形变，从而控制喷射器喷嘴的位置或者喷射器的喉嘴比。本专利申请的可调节喷射器是在普通的喷射器的基础上增加调节部件，实现两种调节方式。

一种可自动调节的喷射器，所述喷射器包括一次流入口1、喷嘴(包括喷嘴喉部和喷嘴出口)、吸入室2、二次流入口6、混合室(包括等压混合段5和等面积混合段7)、扩散室8、喷针支架14、控制喷嘴或者喷针左右移动的伸缩器(下称伸缩器)构成。所述一次流入口1、混合室和扩散室8依次沿轴线连接，二次流入口6置于混合室下方，通入混合室内，所述喷嘴横穿过一次流入口1进入混合室，且喷嘴圆形喉部与混合室锥形出口处于同一轴线。所述伸缩器置于一次流入口1后，处于喷嘴之前，以达到控制喷嘴或者喷针运动的目的。所述伸缩器与一次流入口、混合室和扩散室依次沿轴线链接。

伸缩器按以下方案构成：选取波纹管或者其它可根据管内压力发生变化而长度发生变化的器材，在其外部套以弹簧，调节伸缩器的弹性系数，使之可以根据一次流大小而伸缩到合适的位置。

本申请的一种典型的实施方式中，提供了喷嘴位置可调的喷射器，如图2所示，在实现喷嘴位置可调时，第一伸缩器9的波纹管为两个，分别设置在喷嘴的入口端的上下两侧。

当喷射器一次流压力增大时，伸缩器外围所受压力增大，即图5中F增大，形如波纹管的伸缩器发生形变，将伸长，喷射器NXP减小；当喷射器一次流压力减小时，形如波纹管的伸缩器发生形变，将缩短，喷射器NXP增大。给伸缩器设置合适的弹性系数，就可以使得无论一次流压力发生何种变化，喷射器的喷嘴都能处于一个最优的位置，即喷射器的NXP始终保持对应于该一次流压力的最优值，从而使得喷射器的引射系数保持一个较高的值。

如图3所示，该结构的喷射器与图2所示喷射器的区别是：第二伸缩器11为在图2中伸缩器的波纹管中再加一层波纹管，形成一个密闭的空间。该两层波纹管至于导管10内，图中所示的引入的压力可以是二次流压力、背压或者是某一恒定压力。当一次流压力增大时，形如波纹管的伸缩器发生形变，将伸长，喷射器NXP减小；当喷射器一次流压力减小时，形如波纹管的伸缩器发生形变，将缩短，喷射器NXP增大。这个结构的喷射器相比于图2所示的喷射器的优势是，可以引入背压或者二次流压力为反馈，使得NXP的调节更加精准。

本申请的另一种实施例中，喉嘴比可调的喷射器，如图4所示，第三伸缩器12的波纹管为两组，每组包括形成的密闭的空间两个波纹管，两组波纹管分别与喷针相连。

当喷射器一次流压力增大时，伸缩器所受压力增大，形如波纹管的伸缩器发生形变将伸长，喷针前移，减小喷射器喷嘴喉部的面积，从而AR增大；反之，AR减小。给伸缩器设置合适的弹性系数，就可以使得无论一次流压力发生何种变化，喷射器的AR始终保持对应于该一次流压力的最优值，从而使得喷射器的引射系数保持一个较高的值。喷针支架的作用是固定喷针只能左右移动，不能够上下摆动，并且喷针支架14不影响一次流的流动。

喷针13与伸缩器连接在一起。喷着随着伸缩器运动而运动。

喷针的顶端是一个圆锥体，随着喷针向右移动，喷针阻塞喷组喉部的面积越大，导致喷嘴越小，从而改变了喉嘴比。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可自动调节的喷射器，其特征是，所述喷射器包括依次沿轴线连接的一次流入口、混合室和扩散室，所述混合室下方设置有二次流入口，所述二次流入口通入混合室内，喷嘴横穿过一次流入口进入混合室，且喷嘴的圆形喉部与混合室锥形出口处于同一轴线；

所述一次流入口后且喷嘴之前设置有伸缩器，所述伸缩器与一次流入口、混合室和扩散室依次沿轴线连接，所述伸缩器用于控制喷嘴的运动。

2.如权利要求1所述的一种可自动调节的喷射器，其特征是，所述伸缩器包括波纹管或者其它可根据喷射器内压力发生变化而长度发生变化的器材，所述波纹管外部套以弹簧，所述弹簧用于调节伸缩器的弹性系数，使之可以根据一次流大小而伸缩到合适的位置。

3.如权利要求1所述的一种可自动调节的喷射器，其特征是，所述伸缩器用于控制喷嘴的运动实现喷嘴位置可调。

4.如权利要求1所述的一种可自动调节的喷射器，其特征是，所述伸缩器用于控制喷嘴的运动实现喷嘴喉嘴比可调。

5.如权利要求3所述的一种可自动调节的喷射器，其特征是，在实现喷嘴位置可调时，所述伸缩器的波纹管为两个，分别设置在喷嘴的入口端的上下两侧，给伸缩器设置合适的弹性系数，使得无论一次流压力发生何种变化，喷射器的喷嘴都能处于一个最优的位置，即喷射器的NXP始终保持对应于该一次流压力的最优值，从而使得喷射器的引射系数保持一个较高的值。

6.如权利要求5所述的一种可自动调节的喷射器，其特征是，所述伸缩器的每个波纹管相对应的位置再增加一层波纹管，在喷嘴的入口端的上下两侧分别形成一个由两层波纹管形成的密闭的空间；

所述伸缩器引入背压或者二次流压力为反馈，使得喷射器NXP的调节更加精准。

7.如权利要求4所述的一种可自动调节的喷射器，其特征是，所述伸缩器用于控制喷嘴的运动实现喷嘴喉嘴比可调时，所述伸缩器的波纹管设置在喷嘴的入口端的内侧，伸缩器入口端连接一次流入口端，伸缩器出口端连接喷针，所述喷针与伸缩器连接在一起，喷着随着伸缩器运动而运动。

8.如权利要求7所述的一种可自动调节的喷射器，其特征是，所述喷针通过喷针支架与喷嘴相连，所述喷针支架的作用是固定喷针只能左右移动，不能够上下摆动，并且喷针支架不影响一次流的流动。

9.如权利要求8所述的一种可自动调节的喷射器，其特征是，所述喷针的顶端是一个圆锥体，随着喷针向右移动，喷针阻塞喷组喉部的面积越大，导致喷嘴越小，从而改变了喉嘴比。

10.如权利要求1所述的一种可自动调节的喷射器，其特征是，所述伸缩器的波纹管为两个，分别与喷针相连；

或

所述伸缩器的波纹管为两组，每组包括形成的密闭的空间两个波纹管，两组波纹管分别与喷针相连。