CN1308991A - 新型蒸汽喷射器 - Google Patents

Abstract

新型蒸汽喷射器,是一种真空获得与气体压缩设备。具有汽室与它连通的气动喷嘴,与被抽介质连通的混合室,设两个及以上的喷嘴一扩压管支路并联进行蒸汽喷射,并在扩压管出口再装带水喷嘴的冷却器。在某些工况可取消冷凝器在扩压管进口处装加热器。为此使设备简化,便于用标准优化单元组合,同时大大降低背压,极大提高喷射器的效率。本发明不仅广泛用于喷射压缩,而且可用于真空蒸发,真空除气、喷射制冷等领域。

Description

新型蒸汽喷射器

本发明为一种新型蒸汽喷射器，是一种低真空获得和气体压缩设备。

现行蒸汽喷射器基本上有两种型式：一种是一个喷嘴对一个扩压管；另一种是多个喷嘴对一个扩压管。后者多用于大型设备中。当喷射器的排出压强大于50mba后，需设置冷凝器以减轻后级喷射器的负荷。根据蒸汽喷射器理论，影响喷射器效率的因素主要有以下几方面：(1)喷射器的压缩比，即排出压强与吸入压强之比。压缩比越大，抽吸效率越低，反之也一样。换句话说，当吸入压强给定以后，排出压强越高引射效率越低，排出压强越低，引射效率越高。由此可见，降低排出压强(即背压)是提高引射效率的关键之一。降低排出压强有两种方法：一种是设置前置泵，另一种是设冷凝器使经扩压后的泛汽冷凝。(2)控制气动激波的位置和马赫数。气体引射器是利用超音速喷嘴抽吸气体，用超音速扩压器通过激波增压的原理使混合气体在设计背压下排出。激波在扩压器中的位置和马赫数极大地影响到喷射器的效率和工作稳定性。理论实验指出，激波处于扩压器喉道且喉道马赫数为1时，喷射器具有最高效率。流体力学是一门实验科，不能完全依靠理论计算来确保设计参数，这就要靠科学实验。然而用户的要求各异，规格型号各式各样，事实上不可进行这样大量的实验。最好的办法是设计试验几种规格为最佳喷射器，然后用其组合成不同型号规格的产品。(3)工作蒸汽的压力和品质：工作蒸汽过热度适当，蒸汽压力越高喷射器的效率越高。然而过高的蒸汽压力对用户说来是不经济的，根据对用户的了解通常蒸汽压力在0.4-0.6Mpa左右。而0.2-0.3Mpa的工作蒸汽压力则有更大的市场。因此必须降低工作蒸汽压力，以便获得更大的市场。降低工作蒸汽压力的途径有两条：一条是降低喷射器的背压。另一条是避免工作蒸汽的压力损失，换句话说，设计贮汽室，减少流动损失并使总压稳定。(4)汽一气传质面积：由于射流的卷积作用是只发生在边界层，因此用数量效多的小喷嘴代替同等流量的大喷嘴，将获得更大的抽气效率。

本发明的目的是提供一种新型蒸汽喷射器，克服现有喷射器的缺点，并依据上述蒸汽喷射器的基本理论及影响效率的因素，利用优化的小型喷射器，组合成各种型号的喷射器，并将其与水喷射器融为一体，进一步提高蒸汽喷射器的效率，从而扩大其用处和市场占有率。

一种新型蒸汽喷射器具有通入工作介质的汽室2，与汽室连通并向的混合室4喷射的气动喷嘴3，混合室壁装设与被抽介质连通的抽气管1，混合室外设扩压管5，其特征是一个气动喷嘴3与一个扩散管5喷射配合为一路，且两者同轴，整个喷射器设置两路及以上并联构成，在扩压管出口段外部装设冷却水室6，其外部装有一个以上(含一个)与冷却水室连通且置于整流管8内的水喷嘴7，两者构成一水射器。

一种新型蒸汽喷射器，具有通入工作介质的汽室2，与汽室连通并向的混合室4喷射的气动喷嘴3，混合室壁装设与被抽介质连通的抽气管1，混合室外设扩压管5，其特征是一个气动喷嘴3与一个扩压管5喷射配合为一路，且两者同轴，整个喷射器设置两路及以上并联构成，在扩压管进口段外部装设加热套9。

上述汽室2采用封头型或圆柱形。气动喷嘴采用拉尔瓦喷嘴，亦可为收敛喷嘴，扩压管5采用收敛一扩张型。整流管8采用圆柱扩张型或收敛--圆柱--扩张型或收敛圆柱型。上述所述工作介质可为水蒸汽、空气、燃气和其它带压不凝气体。

附图说明

图1本发明实施例1结构图

图2图1A-A视图

图3本发明实施例2结构图

实施例1：

见图1汽室2设置在顶部为封头型，通过法兰2.1与外部工作蒸汽管路连通。汽室用下部的螺栓2.2固定在混合室4上面。混合室4由上孔板4.1，下孔板4.3和中部筒体4.2构成。筒体4.2侧壁固定带法兰的抽气管1。设置5支拉尔瓦喷嘴3呈梅花形分布均匀地装在混合室4上孔板4.1上，且保证气密封不漏气。混合室4下孔板4.3开有5个呈梅花形分布与气动喷嘴3同轴的孔，孔内装5支扩压管5(由5.1-5.5)(见图2)与喷嘴对应配合。在扩压管出口段外部装冷却水室6，它由上盖6.1，下孔板6.3和中部圆筒6.2构成，圆筒6.2作贮水室，圆筒壁装冷却水进水管6.4，上盖6.1对应扩压管开5个孔。下孔板6.2对应扩压管5(5.1-5.5)开5个梅花形分布的通孔，对应装设的4支水喷嘴7(7.1-7.4)开4个均布的通孔(见图2)在下孔板6.2下平面。扩压管5外侧装置圆柱收敛型稳压管8。上述气动喷嘴3取为收敛--扩张型(图中内部)，扩压管5亦为收敛--扩张型。

工作过程如下：工作蒸汽从进汽管进入，通过汽室2均压后进入气动喷嘴3在蒸汽喷嘴的出口截面处形成流速在1000m/s以上的5股超音速低压射流，通过射流的卷积作用从抽气管1吸入不凝气体或可凝气体。超音速混合气流在扩压管的喉部或喉部出口附近的位置，经激波增压后变成亚音速气流，从扩张段的出口排出。由于扩压管是独立的，因而各股超音速气流之间不发生碰撞和干扰，避免了射流碰撞造成的能量损失。亚音速水蒸汽混合流在扩压器出口附近，一方面被冷却室的冷却水间接冷凝，另一方面又被从水喷嘴7(7.1-7.4)射出的水射流冷凝，同时水射流还具有抽气作用。水蒸汽的冷凝再加上射流的引射双重作用的结果，使蒸汽喷射器的背压大大下降，从而使压缩比降低，引射效率大大提高。被冷凝的混合气流通过整流管排至大气或下级射流泵。

实施例2：

见图3本方案适合于吸入压强低于6.5mba，排出压强低于40mba的蒸汽喷射器。此时，由于通入气室2的工作蒸汽温度低于通入冷却器6冷却水温，已不可能用水冷凝，故取消了带水喷射器的冷却器6。同时由于扩压管5进口段温度低于0℃，会造成扩压器收敛段结冰堵塞，故在扩压管进口段外部装设加热器9，该加热器由上板(即为混合室下孔板4.3)和下板9.3和中部圆筒9.1构成。并开设热水进出水管9.2。下板9.3开设5个梅花形分布的通孔且密封不漏水。其余结构与实施例1完全相同。

本发明的技术经济效果：

1．由于采用多喷嘴和扩压管并联抽气，这便于使用小型优化喷射器组合成不同规格型号的大、中型喷射器，便于用标准优化喷射器进行组合，不仅提高喷射效率，且减化设计，降低实验费用。

2．由于采用蒸汽喷射器和水喷射器串联运行的方式，大大降低了蒸汽喷射的背压，引射效率极大提高。同时又可取消冷凝器，使蒸汽喷射器的级数减少，使设备小型化。

3．当抽吸可凝气体或水蒸汽时，一级本发明抽入真空度便可达到6.5mba以下，这使利用本发明便有可能开发一种低能耗小型化低架蒸汽喷射制冷机。本发明可广泛地应用于真空蒸发，真空除气、喷射制冷，喷射压缩等设备和系统中。

Claims (6)

1、一种新型蒸汽喷射器，具有通入工作介质的汽室(2)，与汽室连通并向混合室(4)喷射的气动喷嘴(3)，混合室壁装与被抽介质连通的抽气管(1)，混合室外设扩压管(5)，其特征是一个气动喷嘴(3)与一个扩压管(5)喷射配合为一路，且两者同轴，整个喷射器设置两路及以上并联构成；在扩压管出口段外部装设冷却器(6)，它下件部装有一个以上(含一个)与冷却器连通且置于整流管(8)内的水喷嘴(7)。

2、一种新蒸汽喷射器，具有通入工作介质的汽室(2)，与汽室连通并向混合室(4)喷射的多个气动喷嘴(3)，混合室壁装与被抽介质连通的抽气管(1)，混合室外设扩压管(5)，其特征是一个气动喷嘴(3)与一个扩压管(5)喷射配合为一路，且两者同轴，整个喷射泵设置两路及以上并联构成；在扩压管进口段外部装设加热器(9)。

3、按权利要求1.2所述喷射器，其特征是汽室(2)为封头型或圆柱形。

4、按权利要求1.2所述喷射器，其特征是气动喷嘴为拉尔瓦喷嘴(3)或收敛型喷嘴，扩压器(5)为收敛一扩张型。

5、按权利要求1.2所述喷射器，其特征是整流管(8)采用圆柱扩张型或收敛--圆柱--扩张型或收敛圆柱型。

6、按权利要求1.2所述喷射器，其特征是工作介质为水蒸汽、空气、燃气和其它带压不凝气体。

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