CN114471986B - 一种高容积喷射系数的液力喷射器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高容积喷射系数的液力喷射器，在液力喷射器中引入液相旋流喷嘴，通过液相旋流喷嘴的结构设计，使动力液体形成具有大锥角的满锥水幕；通过液相旋流喷嘴与液力喷射器其他部分的配合，得到高液力喷射器容积喷射系数的液力喷射器。本发明高容积喷射系数的液力喷射器容积喷射系数可达40～60，是普通液力喷射器的十倍，抽气量大，能大大节约能耗，减小设备尺寸，降低一次投资和运行成本，具有广泛的应用前景，特别适合于抽气量大，动力液体流量小的工况，比如氨气吸收，尾气吸收等场合。
Description
技术领域
本发明属于流体喷射混合设备领域，涉及一种高容积喷射系数的液力喷射器。
背景技术
液力喷射器是利用一定压力的液体通过单个或多个喷嘴喷出，由于喷射水流速度较高，形成负压区，于是对来流气体产生抽吸作用，同时进行热交换，对高温气体降温，减小气体体积，更有利于抽吸性能的提高。液力喷射器应用极为广泛，主要用于真空与蒸发系统，是化工、制药、食品等行业广泛需求的设备。
目前的普通液力喷射器多数为单喷嘴或多喷嘴形式，存在容积喷射系数偏低，能耗高，投资大等问题，不能满足工业上对于液力喷射器高容积喷射系数、低能耗、小尺寸的需求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种高容积喷射系数的液力喷射器，在液力喷射器中引入液相旋流喷嘴，通过液相旋流喷嘴的结构设计，使动力液体形成具有大锥角的满锥水幕；通过液相旋流喷嘴与液力喷射器其他部分的配合，得到高液力喷射器容积喷射系数的液力喷射器。具有广泛的应用前景，特别适合于抽气量大，动力液体流量小的工况，比如氨气吸收，尾气吸收等场合。
为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：
本发明一种高容积喷射系数液力喷射器，包括接受室，混合收缩段，混合喉管和扩散段，接受室设有气相进口管和液相喷嘴；接受室，混合收缩段，混合喉管和扩散段沿轴线顺次连接，其特征在于，所述液相喷嘴为液相旋流喷嘴；
液相旋流喷嘴为中空腔体结构，依次包括圆柱形的进气段、圆锥形的收缩段和圆柱形的喉部；所述进气段设有旋流件；所述旋流件为圆柱形，外侧设有沿液相旋流喷嘴轴线螺旋延伸的旋流通道，动力液体经过旋流件后由喉部喷出。
进一步的，旋流件的外径与液相旋流喷嘴进气段内径相等；旋流件通过焊接的方式固定于进气段内部。
进一步的，旋流件的旋流通道的螺旋角度为30°～60°。
进一步的，旋流件中心沿液相旋流喷嘴轴线开设通孔，用于提高动力液体的卷吸能力。
进一步的，液相旋流喷嘴可拆卸安装于接受室的液相进口处。
进一步的，混合收缩段的收缩角度为5°～35°；所述的扩散段的收缩角度为3°～35°。
进一步的，混合喉管垂直于液力喷射器轴线方向的截面面积为液相旋流喷嘴喉部垂直于液力喷射器轴线方向的截面面积的50～180倍；混合喉管的长度为混合喉管内径的0.2～2倍。
进一步的，动力液体经过旋流件后由喉部喷出后形成满锥水幕，所述满锥水幕即动力液体喷出后形成圆锥体水幕；满锥水幕的锥角为45°～90°。
进一步的，液相旋流喷嘴喉部侧壁开设喷孔；所述喷孔沿喉部圆周方向分布，动力液体由喷孔喷出，形成第二层水幕。
进一步的，所述喷孔的轴线与液相旋流喷嘴轴线的夹角为30°～60°。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
(1)本发明一种高容积喷射系数的液力喷射器，引入液相旋流喷嘴，通过对液相旋流喷嘴的结构设计，特别是对旋流件的结构设计，使液相旋流喷嘴出口液体具有较高流速，能达到30m/s，且能形成45°～90°的满锥水幕，增大了气液的接触面积，保证了抽吸效果；
(2)本发明一种高容积喷射系数的液力喷射器，在液相旋流喷嘴的喉部开设了喷孔，动力液体由喷孔喷出，形成第二层水幕，可进一步加强气液混合，增强抽吸效果；
(3)本发明一种高容积喷射系数的液力喷射器，对液相旋流喷嘴、液力喷射器混合喉管、混合收缩段和扩散段的结构进行设计，使上述各部分相互配合，得到高容积喷射系数的液力喷射器；本发明液力喷射器容积喷射系数可达40～60，是普通液力喷射器的十倍，抽气量大，能大大节约能耗，减小设备尺寸，降低一次投资和运行成本。
附图说明
图1为本发明一种高容积喷射系数的液力喷射器的整体剖面图；
图2为本发明一种高容积喷射系数的液力喷射器的旋流件示意图，其中图2(a)为旋流件正视图；图2(b)为旋流件俯视图；图2(c)为旋流件立体图；
图3为本发明一种高容积喷射系数的液力喷射器的中液相旋流喷嘴喉部喷孔示意图。
具体实施方式
下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
一种高容积喷射系数液力喷射器，如图1所示，包括接受室2，混合收缩段3，混合喉管4和扩散段5，接受室2设有气相进口管6和液相喷嘴；接受室2，混合收缩段3，混合喉管4和扩散段5沿轴线顺次连接，所述液相喷嘴为液相旋流喷嘴1；
所述液相旋流喷嘴1为中空腔体结构，依次包括圆柱形的进气段、圆锥形的收缩段和圆柱形的喉部；所述进气段设有旋流件，目的是使动力液体在喷嘴内形成一定旋流强度；所述旋流件为圆柱形，外侧设有沿液相旋流喷嘴1轴线螺旋延伸的旋流通道。高压动力液体进入液相旋流喷嘴1并高速通过液相旋流喷嘴1中的旋流件后由喉部喷出，在喷嘴出口形成负压区，使气体从气相进口管6被卷吸进来，气液在混合喉管4处压缩混合，经过扩散段5继续升压排出。动力液体经旋流件由喉部喷出后形成满锥水幕，满锥水幕即由液相旋流喷嘴1喷出的动力液体整体呈圆锥形，也就是动力液体喷出后形成圆锥体水幕，增大喷射液体与气体的接触面积，使喷射液体与气体充分混合接触，气体充分压缩，从而大大提高了容积喷射系数和气体抽吸量。
进一步的，所述旋流件的外径与液相旋流喷嘴1进气段内径相等；旋流件通过焊接的方式固定于进气段内部。
进一步的，所述旋流件的旋流通道的螺旋角度为30°～60°。
进一步的，所述旋流件中心沿液相旋流喷嘴1轴线开设通孔，保证液相旋流喷嘴1出口动力液体的中心速度，用于提高动力液体的卷吸能力。
进一步的，所述液相旋流喷嘴1可拆卸安装于接受室2的液相进口处。
进一步的，所述混合收缩段3的收缩角度α为5°～35°；所述的扩散段5的收缩角度β为3°～35°。
进一步的，所述混合喉管4垂直于液力喷射器轴线方向的截面面积fh为液相旋流喷嘴1喉部垂直于液力喷射器轴线方向的截面面积fz的50～180倍；混合喉管4的长度L为混合喉管4内径的0.2～2倍。
进一步的，所述满锥水幕的锥角γ为45°～90°。
进一步的，所述液相旋流喷嘴1喉部侧壁开设喷孔；所述喷孔沿喉部圆周方向分布，动力液体由喷孔喷出，形成第二层水幕。
进一步的，所述喷孔的轴线与液相旋流喷嘴1轴线的夹角为30°～60°。
本发明中，液相可以是水，碱液或其他低粘度的溶液。
实施例1
本实施例中的高容积喷射系数的液力喷射器立式安装，采用304不锈钢加工而成，包括接受室2，混合收缩段3，混合喉管4和扩散段5，接受室2设有气相进口管6和液相旋流喷嘴1。
本发明的喷射器工作过程如下：15％左右浓度的氢氧化钠溶液进入液相旋流喷嘴1，形成一定的旋流角度，经喷嘴喉部减压加速，液相旋流喷嘴1出口处动力液体速度为32m/s，在液相旋流喷嘴1出口处形成60°的满锥水幕，水幕完全覆盖混合收缩段4与液力喷射器轴线垂直的横截面。
气体经气相进口管6被动力液体卷吸到接受室2，在混合收缩段3充分接触混合，被冷却，体积缩小；后与高速射流的动力液体在混合喉管4内混合，压缩，混合喉管4内的气液混合物流速为20m/s，最后经扩散段5升压排出，从而达到了连续抽吸大量气体的目的，喷射器的容积喷射系数为65。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (5)
1.一种高容积喷射系数液力喷射器，包括接受室(2)，混合收缩段(3)，混合喉管(4)和扩散段(5)，接受室(2)设有气相进口管(6)和液相喷嘴；接受室(2)，混合收缩段(3)，混合喉管(4)和扩散段(5)沿轴线顺次连接，其特征在于，所述液相喷嘴为液相旋流喷嘴(1)；
所述液相旋流喷嘴(1)为中空腔体结构，依次包括圆柱形的进气段、圆锥形的收缩段和圆柱形的喉部；所述进气段设有旋流件；所述旋流件为圆柱形，外侧设有沿液相旋流喷嘴(1)轴线螺旋延伸的旋流通道，动力液体经过旋流件后由喉部喷出；
所述旋流件的旋流通道的螺旋角度为30°～60°；
所述混合收缩段(3)的收缩角度为5°～35°；所述的扩散段(5)的收缩角度为3°～35°；
所述混合喉管(4)垂直于液力喷射器轴线方向的截面面积为液相旋流喷嘴(1)喉部垂直于液力喷射器轴线方向的截面面积的50～180倍；混合喉管(4)的长度为混合喉管(4)内径的0.2～2倍；
所述动力液体经过旋流件后由喉部喷出后形成满锥水幕，所述满锥水幕即动力液体喷出后形成圆锥体水幕；满锥水幕的锥角为45°～90°；所述液相旋流喷嘴(1)喉部侧壁开设喷孔；所述喷孔沿喉部圆周方向分布，动力液体由喷孔喷出，形成第二层水幕。
2.根据权利要求1所述的一种高容积喷射系数液力喷射器，其特征在于，所述旋流件的外径与液相旋流喷嘴(1)进气段内径相等；旋流件通过焊接的方式固定于进气段内部。
3.根据权利要求1所述的一种高容积喷射系数液力喷射器，其特征在于，所述旋流件中心沿液相旋流喷嘴(1)轴线开设通孔，用于提高动力液体的卷吸能力。
4.根据权利要求1所述的一种高容积喷射系数液力喷射器，其特征在于，所述液相旋流喷嘴(1)可拆卸安装于接受室(2)的液相进口处。
5.根据权利要求1所述的一种高容积喷射系数液力喷射器，其特征在于，所述喷孔的轴线与液相旋流喷嘴(1)轴线的夹角为30°～60°。
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