CN1316165C - 喷射推进旋转射流抽气器 - Google Patents
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Abstract
喷射推进旋转射流抽气器，属真空设备。由扩散管、混合室、排气管组成。混合室内装外旋式喷雾推进抽风装置，其内产生旋转射流的喷头向下喷，旋转叶片向上抽气，外壁装抽气管。或用圆筒型蒸发室或增设二次蒸汽管的圆筒型筒体替代扩散管，且不必开抽气管。排气管底部内、外法兰间周向开三个扇形排气口。此三种抽气器利用旋转射流和叶片同时抽气，提高了真空度和抽气量，扩大了应用范围，为开发以水为工质和载冷剂的高效环保真空冷水机奠定基础。本发明可作为水喷射—旋片式真空泵或压缩机、抽气式喷射冷凝器或蒸发器、低温水除氧器、低阻力喷雾除尘器、气体吸收器、冷凝水热能回收器等设备，可广泛地应用於石化，冶金，电力等部门的传热传质设备中。
Description
(一)技术领域：本发明是一种流体机械。属通过与别的流体直接接触或利用流体惯性来泵送流体类(F04F)和具有喷雾和机械抽风的雾化装置类(B05B)。
(二)背景技术：水喷射器是工业生产中广泛使用的一种真空设备，优点是结构简单，无运动部件，工作稳定可靠，工质来源方便，抽吸可凝气体能力强。缺点是抽吸不凝气体能力差，且因受到水饱和蒸汽压的限制其极限真空度往往只能达到4Kpa(绝压)左右，如能将其工作真空度扩展至(0.7--2.6)Kpa，必将扩展用途，使某些传热传质设备面目一新。旋片式真空泵和其它机械真空泵工作真空度虽可在(0.1-1500)Pa范围内，但不适于抽吸水汽和在恶劣环境的条件下工作。
中国发明专利“外旋式喷雾推进抽风装置”(ZL00112630.X)提供了将射流真空泵和旋片式真空泵结合为一体的可能性。初步实验表明，将此抽风装置喷头向下喷射，旋转叶片向上抽气，整个装置置於冷凝器中，空气流量为1000Kg/h的条件下，真空度为68Kpa(绝压)，压差为32Kpa。
(三)发明内容：本发明提出的喷射推进旋转射流抽气器，目的是将旋转射流抽气和旋转叶片抽气融为一体，以此提高真空度和抽气量，并使其有多种用途。其技术方案如下：
一种喷射推进旋转射流抽气器，具有顺次连接的扩散管1、混合室2、排气管3；混合室外壁装有与外部大气连通的抽气管2.1，以及抽气器装有进水管4.1；其特征是
1A.混合室内设固定於排气管底部的外旋式喷雾推进抽风装置4，此外旋式喷雾推进抽风装置4内设空心旋转水室4.3、水室表面对称装两个或以上旋转的雾化喷头4.5、水室上方外表面周向装两支或以上的叶片4.4、水室上方设置与它连通的静止的进液机构4.2以及它与水室间的水轴承4.6、相应的排水孔4.9以及非进水端装设的静止摩擦环4.7及压盖4.8；雾化喷头4.5装设方向为向下喷，叶片4.4装设方向为向上抽气；
1B.混合室2采用封头型混合室；且外壁设一直管段2.3作为排气筒，其大小与内部的叶片4.4相匹配；混合室壁开设的抽气管2.1，其开设高度在叶片4.4下方，雾化喷头4.5上方；
1C.排气管3底部为连为一体的内法兰3.2和外法兰3.3，外旋式喷雾推进抽风装置4固定於内法兰并置於其下方，并设带弯头的进水管4.1，一端与抽风装置4进水机构4.2连通，另一端穿过排气管3壁与外部水路连通；且内、外法兰间周向开设出风的三个扇形排气口3.4；或用法兰及螺栓3.1与外部抽气风路连通。
1D.扩散管1采用收敛---扩散型水射流扩散管；且扩散管、混合室、排气管、外旋式喷雾推进抽风装置4四者同轴安装。
一种喷射推进旋转射流抽气器，具有顺次连接的圆筒型蒸发室5、混合室2、排气管3；以及抽气器装有进水管4.1；蒸发室内有散水板5.3和挡水环5.2，其特征是
2A.混合室内设固定於排气管底部的外旋式喷雾推进抽风装置4，此外旋式喷雾推进抽风装置4内设空心旋转水室4.3、水室表面对称装两个或以上旋转的雾化喷头4.5、水室上方外表面周向装两支或以上的叶片4.4、水室上方设置与它连通的静止的进液机构4.2以及它与水室间的水轴承4.6、相应的排水孔4.9以及非进水端装设的静止摩擦环4.7及压盖4.8；外旋式喷雾推进抽风装置4内，雾化喷头4.5装设方向为向下喷，叶片4.4装设方向为向上抽气；
2B.混合室2采用封头型混合室；且外壁设一直管段2.3作为排气筒，其大小与内部的叶片4.4相匹配；
2C.排气管3底部为连为一体的内法兰3.2和外法兰3.3，外旋式喷雾推进抽风装置固定於内法兰并置於其下方，并设带弯头的进水管4.1，一端与装置4进水机构4.2连通，另一端穿过排气管壁与外部水路连通；且内、外法兰间周向开设出风的三个扇形排气口3.4；或用法兰及螺栓3.1与外部抽气风路连通。
2D.圆筒型蒸发室5、混合室、排气管、外旋式喷雾推进抽风装置4四者同轴安装。
还可采用在上述圆筒型蒸发室5下部装二次蒸汽管7，成为另一种抽气器。二次蒸汽管7内进气为带尘气体、烟气、可吸收气体；二次蒸汽与水滴和水雾逆流，不凝气体由叶片抽出。上述排气管3也视用途不同制成圆筒、扩压管或蜗壳形状，排气方式为离心增压式或轴流式。
上述“外旋式喷雾推进抽风装置4”均为同一中国专利(专利号ZL00112630.X)，其中叶片可视用途不同制成不同形状。
本发明有益效果：i.本发明利用旋转射流(由雾化喷头4.5产生)和旋转叶片4.4同时抽气，提高了抽气器真空度和抽气量，扩大其应用范围，在石化、冶金、电力等部门开拓了新市场。ii.本发明为以水为工质和载冷剂的新的高效、环保型真空制冷水机的开发奠定基础。iii.本发明可作为抽气式水蒸发器用于制冷、冷凝水回收、低温水除氧、低品位热源的热力回收系统。iv.本发明可作为抽气式喷射冷凝器用于多效真空蒸发系统中。v.本发明可作为低流阻抽气式喷雾除尘器用于湿式除尘及SO2的吸收系统中。
(四)附图说明：
图1本喷射推进旋转射流抽气器实施例1结构图
图2图1、图4、图5 A-A剖视图
图3抽风装置4图示
图4实施例2结构图
图5实施例3结构图
(五)具体实施方式：
实施例1：包括图1，图2，图3
见图1，本“喷射推进旋转射流抽气器”由收敛---扩散型水射流扩散管1、封头型混合室2、圆筒形排气管3三者用螺栓1.2、2.2连接为一体。
混合室内设固定於排气管底部的外旋式喷雾推进抽风装置4，见图3，外旋式喷雾推进抽风装置4内设空心旋转水室4.3、水室表面对称装两个或以上旋转雾化喷头4.5、水室上方外表面周向装两支或以上的叶片4.4、水室上方设置与它连通的静止的进液机构4.2、以及它与水室间的水轴承4.6、相应的排水孔4.9以及非进水端装设的静止摩擦环4.7及压盖4.8。上述旋转的雾化喷头4.5装设方向为向下喷，叶片4.4装设方向为向上抽气。混合室外壁设一直管段2.3作为排气筒，其大小与内部的叶片4.4相匹配。混合室2壁开设抽气管2.1，其开设高度在叶片4.4下方，喷头4.5上方。排气管3底部为连为一体的内法兰3.2和外法兰3.3，外旋式喷雾推进抽风装置4固定於内法兰并置於其下方，并设带弯头的进水管4.1，一端与装置4进水机构4.2连通(见图3)，另一端穿过排气管3壁与外部水路连通。见图2，内、外法兰间周向开设出风的三个扇形排气口3.4；也可用法兰及螺栓3.1与外部抽气风路连通。扩散管1、混合室2、排气管3、外旋式喷雾推进抽风装置4四者同轴安装。
为充分发挥旋转喷头的离心增压效果，增大射流速度，减少射流液膜厚度，获得更细的雾流，喷头取较大旋转半径；与此相应，扩散管也取大入口直径以及较大的收敛角。
工作过程：低压水经进水管4.1进入外旋式喷雾推进抽风装置4，经离心增压后形成向下喷射并焦聚於扩散管喉管1.3附近的快速旋转射流，由于它的强烈抽吸作用，混合室内形成真空。从抽气管2.1进入的气体，一部分被旋转射流抽吸，混合后形成泡沫，经扩散管增压后，形成的气液混合物由出口1.1排至大气；另一部分则由叶片4.4抽吸经排气管3至下一级增压器或大气。当混合室达到水的饱和蒸汽压后，水射流抽吸作用终止，水射流开始蒸发，这时抽真空作用由叶片来实现，且真空度愈高，叶片旋转越快，抽吸力越强。
实施例2：包括图4、图2、图3
见图4，实施例2与实施例1相比，仅两处之差：i.用圆筒型蒸发室5替代扩散管1，且在圆筒内设散水板5.3和防止壁流的挡水环5.2。ii.混合室2壁上不开设进气管，这样本实施例则为抽气式真空喷射蒸发器。
工作过程：热水从进水管4.1进入，经抽风装置4形成向下喷且聚焦於散水板5.3上的旋转射流，此射流被散水板碰撞减速，分散成小水滴缓慢下落，增大了水的蒸发面积，延长了蒸发时间。热水在叶片和射流共同形成的真空下蒸发为水蒸气，连同不凝气体一起被叶片抽出。冷水下落由出口5.1排出。
实施例3：包括图5、图2、图3。
见图5，实施例3与实施例2的区别仅在於，在圆筒6的底部设置了二次蒸汽管7(或称进气管)，进气为带尘气体、烟气、可吸收气体。二次蒸汽与水滴和水雾逆流，不凝气体由叶片抽出。这样本实施例构成了抽气式喷射冷凝器、或低流阻喷雾除尘器或抽气式气体吸收设备。
工作过程：冷水从进水管4.1进入，经外旋式喷雾推进抽风装置4形成向下喷且聚焦於散水板5.3上的旋转射流，此射流被散水板分散成小水滴；二次蒸汽从管7进入圆筒6后向上流动，开始被小水滴冷凝，然后再次被射流冷凝。由於蒸汽被冷凝，筒内形成真空。不凝气体则由叶片抽出。汽水混合物由出口6.1排出。
Claims (5)
1.一种喷射推进旋转射流抽气器，具有顺次连接的扩散管(1)、混合室(2)、排气管(3)；混合室外壁装有与外部大气连通的抽气管(2.1)，以及抽气器装有进水管(4.1)；其特征是
1A.混合室内设固定於排气管底部的外旋式喷雾推进抽风装置(4)，此外旋式喷雾推进抽风装置(4)内设空心旋转水室(4.3)、水室表面对称装两个或以上旋转的雾化喷头(4.5)、水室上方外表面周向装两支或以上的叶片(4.4)、水室上方设置与它连通的静止的进液机构(4.2)以及它与水室间的水轴承(4.6)、相应的排水孔(4.9)以及非进水端装设的静止摩擦环(4.7)及压盖(4.8)；雾化喷头(4.5)装设方向为向下喷，叶片(4.4)装设方向为向上抽气；
1B.混合室(2)采用封头型混合室；且外壁设一直管段(2.3)作为排气筒，其大小与内部的叶片(4.4)相匹配；混合室壁开设的抽气管(2.1)，其开设高度在叶片(4.4)下方，雾化喷头(4.5)上方；
1C.排气管(3)底部为连为一体的内法兰(3.2)和外法兰(3.3)，外旋式喷雾推进抽风装置(4)固定於内法兰并置於其下方，并设带弯头的进水管(4.1)，一端与装置(4)进水机构(4.2)连通， 另一端穿过排气管(3)壁与外部水路连通；且内、外法兰间周向开设出风的三个扇形排气口(3.4)；或用法兰及螺栓(3.1)与外部抽气风路连通；
1D.扩散管(1)采用收敛---扩散型水射流扩散管；且扩散管、混合室、排气管、外旋式喷雾推进抽风装置(4)四者同轴安装。
2.一种喷射推进旋转射流抽气器，具有顺次连接的圆筒型蒸发室(5)、混合室(2)、排气管(3)；以及抽气器装有进水管(4.1)；蒸发室内有散水板(5.3)和挡水环(5.2)，其特征是
2A.混合室内设固定於排气管底部的外旋式喷雾推进抽风装置(4)，此外旋式喷雾推进抽风装置(4)内设空心旋转水室(4.3)、水室表面对称装两个或以上旋转的雾化喷头(4.5)、水室上方外表面周向装两支或以上的叶片(4.4)、水室上方设置与它连通的静止的进液机构(4.2)以及它与水室间的水轴承(4.6)、相应的排水孔(4.9)以及非进水端装设的静止摩擦环(4.7)及压盖(4.8)；雾化喷头(4.5)装设方向为向下喷，叶片(4.4)装设方向为向上抽气；
2B.混合室(2)采用封头型混合室；且外壁设一直管段(2.3)作为排气筒，其大小与内部的叶片(4.4)相匹配；
2C.排气管(3)底部为连为一体的内法兰(3.2)和外法兰(3.3)，外旋式喷雾推进抽风装置(4)固定於内法兰并置於其下方，并设带弯头的进水管(4.1)，一端与装置(4)进水机构(4.2)连通，另一端穿过排气管(3)壁与外部水路连通；且内、外法兰间周向开设出风的三个扇形排气口(3.4)；或用法兰及螺栓(3.1)与外部抽气风路连通；
2D.圆筒型蒸发室(5)、混合室、排气管、外旋式喷雾推进抽风装置(4)四者同轴安装。
3.按权利要求2所述抽气器，其特征是所述圆筒型蒸发室(5)下部装有二次蒸汽管(7)。
4.按权利要求1或2或3所述抽气器，其特征是排气管(3)采用圆筒、扩压管或蜗壳形状，排气方式采用离心增压式或轴流式。
5.按权利要求3所述抽气器，其特征是二次蒸汽管(7)内进气为带尘气体、烟气、可吸收气体；二次蒸汽与水滴和水雾逆流，不凝气体由叶片抽出。
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