CN1330881C - 整流式喷射泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种整流式喷射泵，包括喷头、吸入室、混合室及扩散室，其特征在于由上吸入室(14)和下吸入室(4)两室组成具有大小头结构的管状构件、差阻环流线型导流体(10)、具有环槽呈向轴线倾斜的环状单面整流差阻环组(11)组成整流元件。本发明具有对湍动流体进行整流的功能，使流体湍动方向有序化，以提高射流核的作用范围和作用长度，较现有技术机械效率更高，单级的压缩比更大，性能更可靠，可广泛应用于流体输送、高温凝结水回收、真空、混合等系统领域。

Description

整流式喷射泵

技术领域

本发明属动力泵技术领域，具体来说涉及一种整流式喷射泵。

背景技术

喷射泵是一种利用压力流体通过喷嘴形成的高速射流，将被输送流体引射混合后输出的动力泵装置。按通过喷嘴的工作流体的性质，喷射泵可区分为：液体喷射泵、气体喷射泵。由于喷射泵具有结构简单、无转动构件、密封好、无泄露的优点，因而被广泛应用于流体输送、混合、搅拌、真空等领域，除可用于上述领域外，在节能领域也获得了广泛的应用，如：可利用企业排放的具有一定压力的废气、废液做动力获得节能效益。

现有喷射泵其技术上的不足主要表现为：效率低，其机械效率低于35％，造成喷射泵效率低下的根本原因是：工作流体与被引射流体在混合过程中形成紊流，紊流产生的无序湍动缩短了由喷嘴喷出的射流核的作用范围和作用长度，造成射流动量的急剧衰减；一般靠增加混合管段长度和缩小其直径的方式防止返流，这样更加剧了紊流无序湍动引起的动量消耗。

目前对喷射泵在结构方面的改进为：液体喷射泵除采用多头喷管外，在吸入室增加了具有一定导流形状的热交换器对被吸蒸汽进行冷却，以提高喷射泵的效率；气体喷射泵采用了多级组合的结构方式，以克服喷射泵单级压缩比低的弊病，从而可代替机械式真空泵，用五级甚至六级喷射泵组合获得高真空度的做法虽能代替机械式真空泵，具有运行方式可靠的优点，但使系统的结构复杂、体积增大、投资增加。

上述改进虽扩大了喷射泵的使用范围和部分提高了喷射泵的效率，但并未从根本上解决喷射泵效率低的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有对湍动流体进行整流的功能，使流体湍动方向有序化，以提高射流核的作用范围和作用长度，较现有技术机械效率更高，单级的压缩比更大，性能更可靠的整流式喷射泵。

本发明的一种整流式喷射泵，包括喷头、吸入室及扩散室，其中由上吸入室14和下吸入室4两室组成具有大小头结构的管状构件、差阻环流线型导流体10、具有环槽开口方向与流动方向成锐角的环状单面整流差阻环组11组成整流元件；在下吸入室4和上吸入室14之间设有隔板，隔板中心开有孔，在隔板上设一端与隔板平滑连接、另一端伸入下吸入室4的进口管13，下吸入室4的端部设下吸入室连接法兰12、上吸入室14的端部设上吸入室连接法兰15，在上吸入室连接法兰15上加盖板2并将上吸入室连接法兰15与盖板连接法兰16连接，在盖板2中心开口设短管、短管的另一端设连接法兰，在上吸入室14圆管壁上设被引射流体进口管3。

本发明的整流式喷射泵，可以由以下技术措施来进一步实现。

差阻环结构为环状元件的圆柱形内壁上设有环槽，所述环槽的两条平行线段的一端和一段圆弧相切连接，其中圆弧为槽底线，两平行线段为开口线，开口线与圆柱形内壁相交成锐角。

或差阻环结构为环状元件的圆柱形内壁上设有环槽，所述环槽的一条直线段的一端和槽底曲线段相切连接，该直线段的另一端和环内壁直线相交成锐角，另一直线段一端与槽底曲线段另一端相切连接，其另一端与环内壁直线之间用一段曲线平滑过渡连接，两直线段具有一定夹角，且开口宽度大于槽底宽度。

以上两种结构的差阻环，用内径相同叠合组成的单面整流差阻环组；或用内径不同的差阻环，按内径由小到大叠合组成的单面整流差阻环组；

差阻环结构还可以为环状元件的圆锥形内壁锥面上设有环槽，所述环槽的两条平行线段的一端和一段圆弧相切连接，其中圆弧为槽底线，两平行线段为开口线，开口线与圆锥形内壁锥面相交成锐角。

差阻环结构也可以为环状元件的圆锥形内壁锥面上设有环槽，所述环槽的一条直线段的一端和槽底曲线段相切连接，该直线段的另一端和环内壁直线相交成锐角，另一直线段一端与槽底曲线段另一端相切连接，其另一端与环内壁直线之间用一段曲线平滑过渡连接，两直线段具有一定夹角，且开口宽度大于槽底宽度。

以上两种结构的差阻环，用一个差阻环下口与另一个差阻环上口等径连接，按直径由大到小或由小到大叠合组成的单面整流差阻环组。

本发明的整流式喷射泵，其中差阻环流线型导流体的结构为以垂直于圆柱体轴线的一个平面为基准面，将基准面上端的圆柱体加工为上导流体，该上导流体是由直圆柱面、锥面和曲面组成的流线体，在上导流体直圆柱面上设凹槽，凹槽沿上导流体直圆柱面均布，凹槽槽口宽、槽底窄，凹槽两壁面延长相交其交角小于30度，上导流体锥面的顶端设球状曲面，使上导流体顶部球状曲面的圆心位于其轴线上；将基准面下部加工为下导流体，该下导流体为由两条斜线和一段圆弧旋转而成的斜面曲顶锥体，在基准面和曲顶之间的斜形锥面上设与斜形锥面的夹角为锐角的环槽，环槽数量比单面整流差阻环组的环槽数多一道，使差阻环流线型导流体成为具有上下导流体形状的构件。

本发明与现有技术相比，具有明显的有益效果，由以上技术方案可知，本发明较好的解决了湍流流体整流问题，使其具有较原有技术更高的压缩比和工作效率，应用本发明可形成较高的真空，可克服多级部署喷射泵导致的真空装置庞大、结构复杂、动力消耗高等弊病。本发明可广泛应用于流体输送、高温凝结水回收、真空、混合等系统领域，是上述系统理想的选择。

附图说明

图1为本发明的设阻差输入方式的双面环整流式喷射泵结构图。

图2为图1的A-A剖视图的放大图。

1-喷头套管；2-盖板；3-被引射流体进口管；4-下吸入室；5-导向法兰；6-筋板；7-导套接管；8-连接法兰；9-尾管段；10-差阻环流线型导流体；11-单面整流差阻环组；12-下吸入室连接法兰；13-进口管；14-上吸入室1；15-上吸入室连接法兰；16-盖板连接法兰；17-槽孔。

具体实施方式

以下对本发明的设阻差输入方式的双面环整流喷射泵结构进行详述：

参见图1，整流式喷射泵，包括喷头、吸入室、混合室及扩散室，其中由上吸入室14和下吸入室4两室组成具有大小头结构的管状构件、差阻环流线型导流体10、具有环槽开口方向与流动方向成锐角的环状单面整流差阻环组11组成整流元件；

在下吸入室4和上吸入室14之间设有隔板、形成具有大小头结构的管状构件，隔板中心开有孔，在隔板上设一端与隔板平滑连接、另一端伸入下吸入室4的进口管13，下吸入室4的端部设下吸入室连接法兰12、上吸入室14的端部设上吸入室连接法兰15，在上吸入室连接法兰15上加盖板2并将上吸入室连接法兰15与盖板连接法兰16连接，在盖板2中心开口设短管、短管的另一端设连接法兰，在上吸入室14圆管壁上设被引射流体进口管3；

单面整流差阻环组11用一个差阻环下口与另一个差阻环上口等径连接，按内径由小到大叠合组成的。差阻环结构为环状元件的圆锥形内壁锥面上设有环槽，所述环槽的一条直线段的一端和槽底曲线段相切连接，该直线段的另一端和环内壁直线相交成锐角，另一直线段一端与槽底曲线段另一端相切连接，其另一端与环内壁直线之间用一段曲线平滑过渡连接，两直线段具有一定夹角，且开口宽度大于槽底宽度。

在一个一端为导向法兰5、中部为导套接管7、另一端为连接法兰8组成的导套中按次序装入单面整流差阻环组11和尾管段9，使尾管段9的渐扩口开口于导套连接法兰8一端，与连接法兰8的密合面水平；

参见图1、图2，差阻环流线型导流体10的结构为以垂直于圆柱体轴线的一个平面为基准面，将基准面上端的圆柱体加工为上导流体，该上导流体是由直圆柱面、锥面和曲面组成的流线体，在上导流体直圆柱面上设凹槽，凹槽沿上导流体直圆柱面均布，凹槽槽口宽、槽底窄，凹槽两壁面延长相交其交角小于30度，上导流体锥面的顶端设球状曲面，使上导流体顶部球状曲面的圆心位于其轴线上；将基准面下部加工为下导流体，该下导流体为由两条斜线和一段圆弧旋转而成的斜面曲顶锥体，在基准面和曲顶之间的斜形锥面上设与斜形锥面的夹角为锐角的环槽，环槽数量比单面整流差阻环组的环槽数多一道，使差阻环流线型导流体成为具有上下导流体形状的构件。

将差阻环流线型导流体10装入上端设有密合面向上的法兰、中上部设有密合面向下的连接法兰的喷头套管1内；

将下吸入室连接法兰12与单面环状整流构件上的导向法兰5连接，再将差阻环流线型导流体10由盖板2的短管插入，穿过下吸入室4与上吸入室14之间隔板的中心孔后，将盖板2短管上的连接法兰与设于喷头套管1中上部的连接法兰连接，由此组成的装置即为本发明的设阻差输入方式的双面环整流式喷射泵。

本发明的整流式喷射泵工作原理如下：

具有压力的工作流体通过均布于上导流体圆周上的槽孔17，形成高速射流，将由被引射流体进口管3进入上吸入室14，经进口管13进入下吸入室4的被引射流体，引射入由差阻环流线型导流体10和单面整流差阻环组11围成的环形渐扩腔内，经尾管段9渐扩口输出，形成具有：

1.双吸入室整流结构的被引射流体流程，由于被引射流体进口管3、进口管13入口时的阻力为渐扩阻力，而返流时为孔板阻力，孔板阻力值大于上述渐扩阻力值，使流体在流动过程中顺流时和返流时具有差阻整流方式；

2.工作流体流程：工作流体经上导流体被分为均布于上导流体圆周的射流，产生负压，将被引射流体吸入后混合经差阻环流线型导流体10和单面整流差阻环组11之间的环槽由尾管段9输出，由于差阻环流线型导流体10两端具有不同结构，上导流体一端为流线型，较孔版方式阻力小，下导流体一端设有差阻环，具有单向导流特点，减少了流体输出阻力和增加了流体反流阻力；

3.混合流程：工作流体与被引射流体进入差阻环流线型导流体10、单面整流差阻环组11和尾管段9组成的环道后，由于差阻环槽开口方向与轴线具有夹角，受环道形状的约束，顺流时具有较小阻力，而返流时具有很大阻力，因而较好地解决了紊流的整流问题，使流体湍动方向有序化，从而减少了流体混合过程中，因紊流方向无序造成的动量损失，通过上述整流方式的使用，使工作流体的射流核延长，射流作用范围加强。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1、一种整流式喷射泵，包括喷头、吸入室、混合室及扩散室，其特征在于由上吸入室(14)和下吸入室(4)两室组成具有大小头结构的管状构件、差阻环流线型导流体(10)、具有环槽开口方向与流动方向成锐角的环状单面整流差阻环组(11)组成整流元件；在下吸入室(4)和上吸入室(14)之间设有隔板，隔板中心开有孔，在隔板上设一端与隔板平滑连接、另一端伸入下吸入室(4)的进口管(13)，下吸入室(4)的端部设下吸入室连接法兰(12)、上吸入室(14)的端部设上吸入室连接法兰(15)，在上吸入室连接法兰(15)上加盖板(2)并将上吸入室连接法兰(15)与盖板连接法兰(16)连接，在盖板(2)中心开口设短管、短管的另一端设连接法兰，在上吸入室(14)圆管壁上设被引射流体进口管(3)。

2、如权利要求1所述的整流式喷射泵，其特征在于单面整流差阻环组(11)为用内径相同的差阻环叠合组成。

3、如权利要求1所述的整流式喷射泵，其特征在于单面整流差阻环组(11)为用内径不同的差阻环，按内径由小到大叠合组成。

4、如权利要求2或3所述的整流式喷射泵，其特征在于差阻环结构为环状元件的圆柱形内壁上设有环槽，所述环槽的两条平行线段的一端和一段圆弧相切连接，其中圆弧为槽底线，两平行线段为开口线，开口线与圆柱形内壁相交成锐角。

5、如权利要求2或3所述的整流式喷射泵，其特征在于差阻环结构为环状元件的圆柱形内壁上设有环槽，所述环槽的一条直线段的一端和槽底曲线段相切连接，该直线段的另一端和环内壁直线相交成锐角，另一直线段一端与槽底曲线段另一端相切连接，其另一端与环内壁直线之间用一段曲线平滑过渡连接，两直线段具有一定夹角，且开口宽度大于槽底宽度。

6、如权利要求1所述的整流式喷射泵，其特征在于单面整流差阻环组(11)为用一个差阻环下口与另一个差阻环上口等径连接，按直径由小到大叠合组成。

7、如权利要求6所述的整流式喷射泵，其特征在于差阻环结构为环状元件的圆锥形内壁锥面上设有环槽，所述环槽的两条平行线段的一端和一段圆弧相切连接，其中圆弧为槽底线，两平行线段为开口线，开口线与圆锥形内壁锥面相交成锐角。

8、如权利要求6所述的整流式喷射泵，其特征在于差阻环结构为环状元件的圆锥形内壁锥面上设有环槽，所述环槽的一条直线段的一端和槽底曲线段相切连接，该直线段的另一端和环内壁直线相交成锐角，另一直线段一端与槽底曲线段另一端相切连接，其另一端与环内壁直线之间用一段曲线平滑过渡连接，两直线段具有一定夹角，且开口宽度大于槽底宽度。

9、如权利要求1所述的整流式喷射泵，其特征在于差阻环流线型导流体(10)的结构为以垂直于圆柱体轴线的一个平面为基准面，将基准面上端的圆柱体加工为上导流体，该上导流体是由直圆柱面、锥面和曲面组成的流线体，在上导流体直圆柱面上设凹槽，凹槽沿上导流体直圆柱面均布，凹槽槽口宽、槽底窄，凹槽两壁面延长相交其交角小于30度，上导流体锥面的顶端设球状曲面，使上导流体顶部球状曲面的圆心位于其轴线上；将基准面下部加工为下导流体，该下导流体为由两条斜线和一段圆弧旋转而成的斜面曲顶锥体，在基准面和曲顶之间的斜形锥面上设与斜形锥面的夹角为锐角的环槽，环槽数量比单面整流差阻环组的环槽数多一道，使差阻环流线型导流体成为具有上下导流体形状的构件。

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