CN200943608Y - 可调节喷射式压缩器 - Google Patents

Abstract

可调节喷射式压缩器，设有包括工作流体室、接受室、喷嘴、混合室及扩压器，喷嘴内设有轴向位移调节阀芯，其特征是阀芯流线的形状为等百分比曲线。阀芯可分成三段，头部为等百分比曲线，其轴向长度等于执行机构行程；中段为密封段，其最大直径≥喷嘴的临界断面直径；尾段为45°－60°扇形圆锥体与阀杆连成整体。阀杆轴向设有两个滑动配合的支撑点，一个设于阀杆始端与调节执行机构的传动联接部位，另一个设于工作流体室出口与喷嘴进口之间，它是一个套在阀杆上的导向环，环面上开有通流孔，通流孔设3－6个，为扇形孔，均布。

Description

可调节喷射式压缩器

                                技术领域

本实用新型涉及采用喷射原理，利用高压流体的能量，将被引射的低压流体增压的装置，特别是一种可调节喷射式压缩器。

                                背景技术

早在16世纪射流的混合现象已被人们发现，喷射原理是利用高压流体的能量，将被引射的低压流体增压，当工作流体进入喷嘴进行绝热膨胀并形成超音速气流，由此产生抽吸低压流体的能力。然后以上两股流体在扩压器的混合室里混合达到音速，再降速升压，达到设定的出口参数。为了使喷射器具有较大的抽吸能力，喷嘴入口的工作流体压力愈高愈好。现有技术中，为使喷射器具有不同的抽吸能力，通常在喷射器前工作流体管道上加装一个自动调节阀，调节喷射器工作流体进入喷嘴的压力，伴随进入喷嘴工作流体压力降低，抽吸能力降低，反之亦然。这种调节方法称之为“质调”，缺点是工作流体的压力能量未充分利用，造成工作流体能量贬值；另一种为“量调”：在喷射器上装有一个可调节喷嘴喉径工作流体通过断面积的阀芯，如ZL 012476161，该专利提出在喷射器喷嘴内，设置轴向位移调节阀针改变喷嘴通流面积。在“量调”的情况下，在压缩前工作蒸汽的压力不变，但是有关流量调节的喷射器构造及对喷射器阀杆和阀芯设计及流线特性研究甚少。

                                    发明内容

本实用新型的目的是提供一种可调节喷射式压缩器，属“量调”方式，采用数学分析方法设计的等百分比曲线的阀芯，替代常规传统简易的针状阀芯，调节工作流体通过喷嘴的活断面，实现流量调节；对喷射式压缩器的整体结构也做了改进，取得了明显地效果。

本实用新型的上述目的是这样实现的：可调节喷射式压缩器，设有包括工作流体室、接受室、喷嘴、混合室及扩压器，喷嘴内设有轴向位移调节阀芯，其特征是阀芯流线的形状为等百分比曲线。

阀芯可分成三段，头部为等百分比曲线，其轴向长度等于执行机构行程；中段为密封段，其最大直径≥喷嘴的临界断面直径；尾段为45°-60°扇形圆锥体与阀杆连成整体。

阀杆轴向设有两个滑动配合的支撑点，一个设于阀杆始端与调节执行机构的传动联接部位，另一个设于工作流体室出口与喷嘴进口之间，它是一个套在阀杆上的导向环，环面上开有通流孔。通流孔设2-8个，为扇形孔，均布。

可调节喷射式压缩器轴向可分成调节执行机构、工作流体室、接受室和喷嘴、混合室及扩压器共五段，各段之间采用活动密封联接，其中，在工作流体室出口段上设有制为一体的压盖法兰，接受室内腔设计为整体曲线流道，其轴向容纳喷嘴的一侧设有制为一体的喷嘴定位套，喷嘴进口端设有凸翼环，定位于喷嘴定位套相应的阶梯状内孔中，压盖法兰的轴向出口端面抵压喷嘴进口端的凸翼环端面，喷嘴定位套与压盖法兰两者相对的轴向端面螺钉联接。

阀杆可制成1-3段，之间用螺纹及定位销联接。

本实用新型的优点及效果：

(1)采用数学分析方法设计的等百分比曲线的阀芯，替代常规传统简易的针状结构，调节工作流体通过喷嘴的活断面，调节区间大，阻力小，调节性能好。

(2)由于阀杆一般比较长，由设置在阀杆始端的无油导向轴承与设置在工作流体室出口与喷嘴进口(即工作流体喷嘴入口)之间的阀杆导向环构成阀杆的双支点，保证了阀杆的刚度和同心度；采用同喷嘴定位套成为整体的曲线型接受室，由压盖法兰将安装于喷嘴定位套内的喷嘴固定，则喷嘴呈悬壁安装，保证了喷嘴同心度，端部不设支点，减少流体撞击损失，流体阻力小，提了工作流体作功效率；阀杆制成分段活动联结便于更换阀芯；喷射式压缩器整体采用沿轴向分段联结的可拆卸模块结构组合，便于产品制造，保证产品精度，有利于适应流体流量及压力变化，可以按不同设计工况采用不同型号模块组合制造。

(3)可采用气动或电动执行机构，接受标准信号控制，实现自动控制及机电一体化。

                                附图说明

图1是本实用新型总体结构图；

图2A、B是套在阀杆上的导向环；

图3是阀芯和阀杆的放大图。

                                具体实施方式

如图1，自左至右，调节执行机构段含气动或电动执行机构14，压盖13，柔性密封填料12，阀杆2(部分)、无油导向轴承15；工作流体室段含三通形工作流体室6及制为一体的压盖法兰8，阀杆2(部分)；接受室和喷嘴段合同喷嘴定位套7成为整体的曲线型接受室5(接受室也可为三通形)，阀杆2(部分)，阀杆导向环4，喷嘴3(含尾端设置的凸翼环31)，阀芯1；混合室段含过渡室9，混合室10；11为扩压器。各段之间采用可拆卸法兰螺栓密封联接。

图2A、B是套在阀杆上导向环4的主、侧视图。环面上的多个扇形通流孔，工作流体通流损失小，并且保证了导向环的强度。

参看图3，阀芯1可分成三段，头部101为等百分比曲线，其轴向长度等于执行机构行程；中段102为密封段，可采用等百分比曲线修正，为保证阀芯在最大行程时密封，其最大直径≥喷嘴的临界断面直径；尾段103可为45°-60°扇形圆锥体(减小流阻)与阀杆连成整体。阀芯按工作流体参数，采用数学分析方法，设计成等百分比曲线，替代传统的简易调节棒(针)，其调节区间可以达到90％，

等百分比流量特性也称为对数流量特性，指阀芯单位相对位移所引起相对流量变化与此点的相对流量成正比，其调节阀的放大系数K随相对流量增大而增大，其数学表达式为：

$\frac{d\left(\frac{Q}{Q_{\max }}\right)}{d\left(\frac{l}{L}\right)}=K\frac{Q}{Q_{\max }}$

将上述公式转换则

                            K＝LnR

$\frac{Q}{Q_{\max }}=e^{(\frac{l}{L}-1)\ln R}$

公式中：Q/Qmax---相对流量，阀芯某一开度时流量与全开流量Qmax之比。

1/L---相对位称，阀芯在某一开度时，阀芯位移L与全开位移L之比。

K-----阀芯调节性能的放大系数

R----可调比

其中阀芯1的曲线部分设计长度等于执行机构14的设计行程，阀芯1的流线按等百分比曲线设计，阀芯始端采用45°-60°扇形圆锥体和阀杆连成整体，阀芯的最大直径等于或大于喷嘴3的临界断面直径。本实用新型可调式喷射压缩器采用等百分比对数流量特性，使其在小开度时，由于调节性能放大系数K值小，调节平稳缓和，在大开度时放大系数K值大，调节灵敏有效。采用其它特性曲线的阀芯，则不具备上述优点。

工作流体通过工作流体室6以速度大于喷嘴3临界断面所具有的临界速度进入接受室5并引射低压流体。工作流体及引射流体混合后进入混合室10、扩压器11后一并输出。阀杆2和阀芯1的轴向位移可采用气动薄膜式、气动活塞式或电动执行机构驱动，用于工艺流程中接受标准信号控制，实现自动控制及机电一体化。

本实用新型可用于各种介质的喷射式压缩器，包括弹性介质及非弹性介质的两股不同压力各种介质流体进行混合，进行能量交换，形成一股设定工况压力下的各种相态的混合流体；适合于各种可压缩与不可压缩流体介质用于高品位能量的工作流体引射及压缩低品位能量流体，替代了传统的造成能量贬值的质量调节和简易流量的调节喷射式压缩器。由于调节阀杆设有可靠的双支撑点，可以用于设计和制造大型喷射式压缩器；可以广泛用于需要变工况及进行参数调节的电厂、燃料燃烧设备，给水系统，不凝性气体排出系统。废热蒸汽回收、供热及采暖系统，工业生产的蒸汽喷射真空系统，(如真空蒸发、真空蒸镏、真空结晶、真空干燥等)，燃料、空气、物料、油料输送及深井水取水系统等国民经济各个领域，优化生产过程，达到节能改善工艺操作和清洁生产目的。

Claims (5)

1、可调节喷射式压缩器，设有包括工作流体室、接受室、喷嘴、混合室及扩压器，喷嘴内设有轴向位移调节阀芯，其特征是阀芯流线的形状为等百分比曲线。

2、根据权利要求1所述的可调节喷射式压缩器，其特征是阀芯分成三段，头部为等百分比曲线，其轴向长度等于执行机构行程；中段为密封段，其最大直径≥喷嘴的临界断面直径；尾段为45°-60°扇形圆锥体与阀杆连成整体。

3、根据权利要求2所述的可调节喷射式压缩器，其特征是阀杆制成1-3段，之间用螺纹及定位销联接，阀杆轴向设有两个滑动配合的支撑点，一个设于阀杆始端与调节执行机构的传动联接部位，另一个设于工作流体室出口与喷嘴进口之间，它是一个套在阀杆上的导向环，环面上开有通流孔。

4、根据权利要求3所述的可调节喷射式压缩器，其特征是导向环上通流孔设2-8个，为扇形孔，均布。

5、根据权利要求1或2或3或4所述的可调节喷射式压缩器，其特征是轴向分成调节执行机构、工作流体室、接受室和喷嘴、混合室及扩压器共五段，各段之间采用活动密封联接，其中，在工作流体室出口段上设有制为一体的压盖法兰，接受室内腔设计为整体曲线流道，其轴向容纳喷嘴的一侧设有制为一体的喷嘴定位套，喷嘴进口端设有凸翼环，定位于喷嘴定位套相应的阶梯状内孔中，压盖法兰的轴向出口端面抵压喷嘴进口端的凸翼环端面，喷嘴定位套与压盖法兰两者相对的轴向端面螺钉联接。

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