CN215333686U - 一种水喷射抽气器 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的是针对现有技术结构复杂、制造要求高的问题，提供一种水喷射抽气器，包括依次设置的水室、吸入室、扩压外筒和排气尾管，吸入室侧壁上设置有抽气口，吸入室内固定设置有与其同轴的环形喷嘴，水室连通环形喷嘴的进口端，环形喷嘴的出口端与吸入室连通，吸入室内固设有隔离罩，隔离罩上开设有隔离孔，隔离罩位于抽气口与环形喷嘴之间；扩压外筒分为依次设置的收缩部、喉道部、扩张部、直流部、收窄部和汇合部，扩压外筒内固定设置有纺锥形的扩压芯体，扩压芯体分为依次设置的圆锥段一、圆台段一、圆柱段一、圆台段二、圆柱段二和圆锥段二；圆台段一位于收缩部内，圆柱段一位于喉道部内，圆台段二位于扩张部内，结构简单、紧凑。

Description

一种水喷射抽气器

技术领域

本实用新型涉及流体机械领域，特别涉及一种水喷射抽气器。

背景技术

水喷射抽气器是一种高压工作水流和低压引射流体混合增压的流体机械，具有抽真空、冷凝、排气等多种功能。不同结构的水喷射抽气器，在航空航天、国民工业等领域得到广泛应用。以高压水为介质的水喷射抽气器，具有结构简单，体积小，调节方便等优点，应用极为广泛；特别是用于真空与蒸发系统，可进行真空抽水、真空蒸发、真空过滤，真空结晶，干燥，脱臭等工艺，是制糖，制药，化工，食品，制盐，味精，牛奶，发酵，以及一些轻工业、电厂等广泛需求的设备。

现有的水喷射抽气器，如图1所示；多扩散管水喷射器，其实，就是标准的水喷射器进行并联，也可以多种规格型号的喷射器组合。采用多个并联扩散管，每个水喷嘴和扩散管尺寸变小，水射流较细，水气两相流的传质面积增大，加上水室有较好的稳压性能，因此获得较好的抽气效率和高的极限真空度；合理设计口径大小，工作水射流较细，气水两相流有良好的传质效果，同时使多股射流之间不产生干扰，水射流的动能损失小，不仅可以应用于气体压缩，气水混合，液体之间混合，而且使真空蒸发、冷凝，真空除气成为可能。但是，喷嘴布局复杂，吸入室对于喷嘴射流的影响依然存在，多扩散管和尾管的连接，存在复杂的结构设计问题，制造要求高，安装时候均匀汇聚焦点和垂直轴线的同心度，难以很好保证。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术结构复杂、制造要求高的问题，提供一种水喷射抽气器。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种水喷射抽气器，包括依次设置的水室、吸入室、扩压外筒和排气尾管，吸入室侧壁上设置有抽气口，所述吸入室内固定设置有与其同轴的环形喷嘴，水室连通环形喷嘴的进口端，环形喷嘴的出口端与吸入室连通，吸入室的出口端与扩压外筒的进口端密封连通，扩压外筒的出口端和排气尾管的进口端密封连通，吸入室内固定设置有隔离罩，所述隔离罩上均匀开设有多个隔离孔，隔离罩位于抽气口与环形喷嘴之间；扩压外筒为圆筒状，分为依次设置的收缩部、喉道部、扩张部、直流部、收窄部和汇合部，从扩压外筒进口端到其出口端，收缩部内径逐渐变小、喉管部内径不变、扩张部内径逐渐变大、直流部内径不变、收窄部的内径逐渐变小、汇合部的内径不变；扩压外筒内固定设置有扩压芯体，所述扩压芯体为纺锥形，所述扩压芯体按形状分为依次设置的圆锥段一、圆台段一、圆柱段一、圆台段二、圆柱段二和圆锥段二，扩压芯体在圆柱段一处直径最大；圆锥段一位于吸入室内，圆台段一位于收缩部内，圆柱段一位于喉道部内，圆台段二位于扩张部内，圆柱段二和部分圆锥段二位于直流部内，剩余圆锥段二位于收窄部内。

较佳的，扩压芯体通过孔板定位座固定在扩压外筒内，所述孔板定位座位于直流部与圆锥段二之间，所述孔板定位座上开设有与圆锥段二外型面相适配的定位孔，圆锥段二位于定位孔内，定位孔周围开设有供流体通过的通孔。

较佳的，环形喷嘴包括内锥筒、外锥筒和导通连接管，所述外锥筒套设在内锥筒外且二者同轴设置，内锥筒直径较大一端与外锥筒直径较小的一端对齐，外锥筒和内锥筒上分别开设相对应的连接通孔，导通连接管的两端分别位于外锥筒和内锥筒相对的连接通孔内且分别与外锥筒和内锥筒的筒壁固接，导通连接管的的两端分别连通外锥筒外侧和内锥筒内侧。

较佳的，导通连接管设置4个或4个以上，导通连接管的总流通面积大于抽吸引射流体的流通面积。

较佳的，水室和吸入室之间设置有分隔水室和吸入室的固定板，内锥筒直径较小一端和外锥筒直径较大一端固定设置在固定板上，固定板上开设有过水口，过水口连通水室和环形喷嘴，过水口的开口面积是环形喷嘴出口面积的3倍或3倍以上。

较佳的，固定板上开设有与内锥筒直径较小一端相适配的凹槽一以及与外锥筒直径较大一端相适配的凹槽二，内锥筒直径较小一端位于凹槽一内，内锥筒直径较大一端位于凹槽二内。

较佳的，隔离罩包括罩筒与隔板，罩筒与隔板上均开设有隔离孔，所述罩筒为圆管形且与吸入室同轴设置，罩筒位于吸入室侧壁与喷管之间，隔板为环形板，隔板设置在罩筒远离水室的一端且与罩筒同轴，隔板的内圈与罩筒连接，隔板的外圈与吸入室侧壁连接。

较佳的，吸入室靠近扩压段外筒的一段为混合段，所述混合段为圆台型，混合段直径较小的一端朝向扩压外筒，圆锥段一位于混合段内。

较佳的，扩压芯体为空心结构。

较佳的，圆柱段一与喉道部之间流体的流通面积与环形喷嘴出口面积的比值在2~8之间。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型包括依次设置的水室、吸入室、扩压外筒和排气尾管。吸入室内固定设置有环形喷嘴，环形喷嘴与吸入室同轴设置，扩压外筒内设置扩压芯体，扩压外筒内壁面与扩压芯体外型面的直径逐渐变化、无台阶，扩压芯体与扩压外筒之间形成圆环形的气体通道，由于扩压芯体外型面与扩压外筒内壁为变径的结构，气体通道具有收窄、扩张等不同的结构，形成喷射器扩压说所需的吸入室、混合室、喉道段和扩张段的结构，这种利用扩压芯体与扩压外筒形成的气体通道是均匀的环形通道，这种气体通道结构易于实现面积匹配，有利于减小压力损失，配合环形喷嘴喷出的均匀、环形的水射流，水射流与气体接触面积大，提高抽吸效率，能达到多扩散管水喷射器所达到的效果，但结构大大简化，且结构更为紧凑。且只要保证扩压芯体与扩压外筒的同轴度就能保证设备受力均匀。只改变其中扩压芯体各段的尺寸就能改变整个抽气器的重点参数，可以提高部分零件的通用性，扩压芯体的结构简单便于加工和替换。吸入室内固定设置有隔离罩，隔离罩在吸入室内壁附近笼罩出一个环形区间，从抽气口进入吸入室的气体，在穿过隔离罩上的隔离孔时，进行降速整流，可以使气体以较小的冲击力与环形喷嘴的水射流进行混合。

附图说明

图1为现有技术多扩压管水喷射器的结构示意图；

图2为水喷射抽气器的结构示意图；

图3为吸入室的结构示意图；

图4为水喷射抽气器水室的结构示意图；

图5为环形喷嘴的结构示意图；

图6为固定板左视示意图；

图7为固定板的结构示意图；

图8为环形喷嘴的内锥筒的结构示意图；

图9为环形喷嘴的外锥筒的结构示意图；

图10为扩压芯体的结构示意图；

图11为扩压外筒的结构示意图；

图12为孔板定位座的左视示意图；

图13为孔板定位座的结构示意图；

图14为排出尾管的结构示意图。

附图标记说明，1、吸入室；11、抽气口；2、水室；3、固定板；31、过水口；32、凹槽一；33、凹槽二；4、环形喷嘴；41、内锥筒；411、内连接通孔；42、外锥筒；421、外连接通孔；43、导通连接管；5、隔离罩；51、罩筒；52、隔板；6、扩压外筒；61、收缩部；62、喉道部；63、扩张部；64、直流部；65、收窄部；66、汇合部；7、扩压芯体；71、圆锥段一；72、圆台段一；73、圆柱段一；74、圆台段二；75、圆柱段二；76、圆锥段二；8、孔板定位座；81、定位孔；9、排出尾管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。

一种水喷射抽气器，如图2所示，包括依次设置的水室2、吸入室1、扩压外筒6和排气尾管。

水室2是一承压结构件，如图4所示，由一段带法兰盘的管道和圆筒形承压筒体构成。水室2的出口端与固定板3密封连接，固定板3和水室2同轴，水室2的出口端和吸入室1相连，并采用密封垫或O型圈密封，能够承受1.5MPa水压。

如图3所示，吸入室1的主体部分呈直管状，其主体部分的侧壁上设置有抽气口11，吸入室1靠近扩压外管一端设置一段圆台型的混合段，混合段直径较小的一端朝向扩压外筒6，混合段的出口端与扩压外筒6的进口端密封连通。水室2和吸入室1圆筒同轴安装，如图2所示，固定板3将吸入室1与水室2内的空间分隔开。如图2所示，吸入室1内固定设置有环形喷嘴4，环形喷嘴4与吸入室1同轴设置。按照流体的不可压流理论，喷嘴为收缩型结构。结合图5、图8、图9所示，为了降低环形喷嘴4的加工困难、提高喷管的加工精度和流体接触面的光洁度，环形喷嘴4采用内外壁面分体的结构，环形喷嘴4包括内锥筒41、外锥筒42和导通连接管43，外锥筒42套设在内锥筒41外且二者同轴设置。内锥筒41直径较小一端与外锥筒42直径较大的一端固定设置在固定板3上，如图6和图7所示，固定板3上开设有与内锥筒41直径较小一端相适配的凹槽一32以及与外锥筒42直径较大一端相适配的凹槽二33，内锥筒41直径较小一端位于凹槽一32内，内锥筒41直径较大一端位于凹槽二33内，设置凹槽一32和凹槽二33便于加工时确定内锥筒41和外锥筒42的相对位置，有助于提高内锥筒41与外锥筒42的同轴度。内锥筒41直径较大一端与外锥筒42直径较小的一端对齐，形成收缩型结构，两锥筒确定的喷嘴出口间隙为3mm，水流通过环形喷嘴4时产生所需的水射流。外锥筒42筒壁上开设有外连接通孔421，内锥筒41筒壁上开设有内连接通孔411，相对应的连接通孔，外连接通孔421与内连接通孔411数量相同且一一对应，导通连接管43从外连接通孔421与内连接通孔411贯穿内锥筒41和外锥筒42，用于连通外锥筒42之外与内锥筒41之内的空间，有助于被引射气体均匀分布在环形喷嘴4的周围，有助于提高被引射气体与水射流的混合效率。导通连接管43设置4个或4个以上，导通连接管43的总流通面积大于抽吸引射流体的流通面积，各导通连接管43的两端分别位于外锥筒42和内锥筒41相对的连接通孔内，且分别与外锥筒42和内锥筒41的筒壁固接，在起到导通作用的同时，还进行可以加固喷嘴结构。如图5-7所示，固定板3与环形喷嘴4相对的位置上开设过水口31，过水口31连通水室2和环形喷嘴4，过水口31的开口面积是环形喷嘴4出口面积的3倍或3倍以上，可以起到一定的稳流作用。环形喷嘴4的出口端暴露在吸入室1内。

如图3所示，吸入室1内固定设置有隔离罩5，隔离罩5包括罩筒51和隔板52。罩筒51为圆管形且与吸入室1同轴设置，罩筒51位于吸入室1侧壁与喷管之间。隔板52为环形板，隔板52设置在罩筒51远离水室2的一端且与罩筒51同轴，隔板52的内圈与罩筒51连接，隔板52的外圈与吸入室1侧壁连接。罩筒51与隔板52上均开设有隔离孔。隔离罩5在吸入室1内壁附近笼罩出一个环形区间，从抽气口11进入吸入室1的气体，在穿过隔离罩5上的隔离孔时，进行降速整流，可以使气体以较小的冲击力与环形喷嘴4的水射流进行混合。

扩压外筒6为一段变径的圆筒状，如图10所示，扩压外筒6由依次轴向设置的收缩部61、喉道部62、扩张部63、直流部64、收窄部65和汇合部66的组成。收缩部61、扩张部63和收窄部65的内壁为锥形，喉道部62、直流部64和汇合部66的内壁圆柱形；从扩压外筒6进口端到其出口端，即图2中从上至下，收缩部61的内壁内径逐渐变小，喉管部的内径保持不变，扩张部63内径逐渐变大，直流部64内径不变，收窄部65的内径逐渐变小，汇合部66的内径不变。如图11所示，扩压外筒6内固定设置扩压芯体7，扩压芯体7为纺锥形，扩压芯体7与扩压外筒6同轴。为了减小扩压芯体7的重量，扩压芯体7最好为空心结构。扩压芯体7的外型面按形状可以分为依次设置的圆锥段一71、圆台段一72、圆柱段一73、圆台段二74、圆柱段二75和圆锥段二76，如图2所示，其中圆锥段一71和圆台段一72直径较小的一端朝向设备进水端，圆台段二74和圆锥段二76直径较小的一端朝向设备出口端，扩压芯体7在圆柱段一73处直径最大。圆锥段一71位于混合段内，圆台段一72位于收缩部61内，圆柱段一73位于喉道部62内，圆台段二74位于扩张部63内，圆柱段二75和部分圆锥段二76位于直流部64内，剩余圆锥段二76位于收窄部65内。扩压外筒6内壁面与扩压芯体7外型面的直径逐渐变化、无台阶，扩压芯体7与扩压外筒6之间形成圆环形的气体通道，由于扩压芯体7外型面与扩压外筒6内壁为变径的结构，气体通道具有收窄、扩张等不同的结构，形成喷射器扩压说所需的吸入室1、混合室、喉道段和扩张段的结构，此种具有气体通道的喷射器与单喷管水喷射器的设计模型和计算方法一样，具体尺寸可以按照引射器设计手册中的计算方法计算。其中，气流通道的流通面积与喷管喉道面积比，对于增压比的选择，起决定作用，在本实施例中，圆柱段一73与喉道部62之间流体的流通面积与环形喷嘴4出口面积的比值在2~8之间。这种利用扩压芯体7与扩压外筒6形成的气体通道是均匀的环形通道，这种气体通道结构易于实现面积匹配，有利于减小压力损失，配合环形喷嘴4喷出的均匀、环形的水射流，水射流与气体接触面积大，提高抽吸效率，能达到多扩散管水喷射器所达到的效果，但结构大大简化，且结构更为紧凑。且只要保证扩压芯体7与扩压外筒6的同轴度就能保证设备受力均匀。只改变其中扩压芯体7各段的尺寸就能改变整个抽气器的重点参数，可以提高部分零件的通用性，扩压芯体7的结构简单便于加工和替换。

如图2、图12和图13所示，扩压芯体7通过孔板定位座8固定在扩压外筒6内，所述孔板定位座8位于直流部64与圆锥段二76之间，孔板定位座8为圆板形，孔板定位座8的外周壁固定在扩压外筒6的内壁上，孔板定位座8中心开设有与圆锥段二76外型面相适配的定位孔81，圆锥段二76位于定位孔81内，圆锥段二76与孔板定位座8采用焊接定位，确保基准同轴。孔板定位座8上开设有供流体通过的通孔，这些通孔分布在定位孔81的周围，在强度满足要求的前提下，开设这些通孔尽可能获得较大的流通面积。

如图14所示，排出尾管9是一段连接扩压段外筒的管道，内壁光滑，扩压外筒6的出口端和排气尾管的进口端密封连通；扩压外筒6的末端焊接有法兰盘连接排出尾管9。排出尾管9能够把混合流体，进一步减速，提高静压而排出，确保混合气流以较小压力损失排出。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种水喷射抽气器，其特征在于：包括依次设置的水室(2)、吸入室(1)、扩压外筒(6)和排气尾管，吸入室(1)侧壁上设置有抽气口(11)，所述吸入室(1)内固定设置有与其同轴的环形喷嘴(4)，水室(2)连通环形喷嘴(4)的进口端，环形喷嘴(4)的出口端与吸入室(1)连通，吸入室(1)的出口端与扩压外筒(6)的进口端密封连通，扩压外筒(6)的出口端和排气尾管的进口端密封连通，吸入室(1)内固定设置有隔离罩(5)，所述隔离罩(5)上均匀开设有多个隔离孔，隔离罩(5)位于抽气口(11)与环形喷嘴(4)之间；扩压外筒(6)为圆筒状，分为依次设置的收缩部(61)、喉道部(62)、扩张部(63)、直流部(64)、收窄部(65)和汇合部(66)，从扩压外筒(6)进口端到其出口端，收缩部(61)内径逐渐变小、喉管部内径不变、扩张部(63)内径逐渐变大、直流部(64)内径不变、收窄部(65)的内径逐渐变小、汇合部(66)的内径不变；扩压外筒(6)内固定设置有扩压芯体(7)，所述扩压芯体(7)为纺锥形，所述扩压芯体(7)按形状分为依次设置的圆锥段一(71)、圆台段一(72)、圆柱段一(73)、圆台段二(74)、圆柱段二(75)和圆锥段二(76)，扩压芯体(7)在圆柱段一(73)处直径最大；圆锥段一(71)位于吸入室(1)内，圆台段一(72)位于收缩部(61)内，圆柱段一(73)位于喉道部(62)内，圆台段二(74)位于扩张部(63)内，圆柱段二(75)和部分圆锥段二(76)位于直流部(64)内，剩余圆锥段二(76)位于收窄部(65)内。

2.根据权利要求1所述的水喷射抽气器，其特征在于：扩压芯体(7)通过孔板定位座(8)固定在扩压外筒(6)内，所述孔板定位座(8)位于直流部(64)与圆锥段二(76)之间，所述孔板定位座(8)上开设有与圆锥段二(76)外型面相适配的定位孔(81)，圆锥段二(76)位于定位孔(81)内，定位孔(81)周围开设有供流体通过的通孔。

3.根据权利要求1所述的水喷射抽气器，其特征在于：环形喷嘴(4)包括内锥筒(41)、外锥筒(42)和导通连接管(43)，所述外锥筒(42)套设在内锥筒(41)外且二者同轴设置，内锥筒(41)直径较大一端与外锥筒(42)直径较小的一端对齐，外锥筒(42)和内锥筒(41)上分别开设相对应的连接通孔，导通连接管(43)的两端分别位于外锥筒(42)和内锥筒(41)相对的连接通孔内且分别与外锥筒(42)和内锥筒(41)的筒壁固接，导通连接管(43)的两端分别连通外锥筒(42)外侧和内锥筒(41)内侧。

4.根据权利要求3所述的水喷射抽气器，其特征在于：导通连接管(43)设置4个或4个以上，导通连接管(43)的总流通面积大于抽吸引射流体的流通面积。

5.根据权利要求4所述的水喷射抽气器，其特征在于：水室(2)和吸入室(1)之间设置有分隔水室(2)和吸入室(1)的固定板(3)，内锥筒(41)直径较小一端和外锥筒(42)直径较大一端固定设置在固定板(3)上，固定板(3)上开设有过水口(31)，过水口(31)连通水室(2)和环形喷嘴(4)，过水口(31)的开口面积是环形喷嘴(4)出口面积的3倍或3倍以上。

6.根据权利要求5所述的水喷射抽气器，其特征在于：固定板(3)上开设有与内锥筒(41)直径较小一端相适配的凹槽一(32)以及与外锥筒(42)直径较大一端相适配的凹槽二(33)，内锥筒(41)直径较小一端位于凹槽一(32)内，内锥筒(41)直径较大一端位于凹槽二(33)内。

7.根据权利要求1所述的水喷射抽气器，其特征在于：隔离罩(5)包括罩筒(51)与隔板(52)，罩筒(51)与隔板(52)上均开设有隔离孔，所述罩筒(51)为圆管形且与吸入室(1)同轴设置，罩筒(51)位于吸入室(1)侧壁与喷管之间，隔板(52)为环形板，隔板(52)设置在罩筒(51)远离水室(2)的一端且与罩筒(51)同轴，隔板(52)的内圈与罩筒(51)连接，隔板(52)的外圈与吸入室(1)侧壁连接。

8.根据权利要求1所述的水喷射抽气器，其特征在于：吸入室(1)靠近扩压段外筒的一段为混合段，所述混合段为圆台型，混合段直径较小的一端朝向扩压外筒(6)，圆锥段一(71)位于混合段内。

9.根据权利要求1所述的水喷射抽气器，其特征在于：扩压芯体(7)为空心结构。

10.根据权利要求1所述的水喷射抽气器，其特征在于：圆柱段一(73)与喉道部(62)之间流体的流通面积与环形喷嘴(4)出口面积的比值在2~8之间。

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