專利名稱：一種改善液體射流泵汽蝕性能的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液體射流泵裝置，尤其涉及一種改善液體射流泵汽蝕性能的裝置。
背景技術(shù)：
液體射流泵是一種利用湍射流的紊動(dòng)擴(kuò)散作用來(lái)傳遞能量與質(zhì)量的流體輸送機(jī)械及混合反應(yīng)設(shè)備。
如圖1，常規(guī)液體射流泵的典型結(jié)構(gòu)包括工作水接管1、吸入室2、吸水管3、噴嘴4、喉管入口管5、喉管6、擴(kuò)散管7和出水管8。
由于其本身沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，射流泵具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易、密封性好、便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已被廣泛地應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)。尤其在水下、放射、易燃、易爆等特殊場(chǎng)合，射流泵具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
液體射流泵的汽蝕問(wèn)題是射流泵研究的重要課題之一。液體射流泵的汽蝕不同于其它類(lèi)型泵。汽蝕發(fā)生時(shí)射流泵不會(huì)斷流，而是在一定的工作壓力下，隨著出口壓力的降低，射流泵的吸入流量不再增加，且保持在一定值上。汽蝕發(fā)生時(shí)，射流泵會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪音和振動(dòng)，引起射流泵和系統(tǒng)效率的急劇降低，甚至?xí)?yán)重影響整個(gè)系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
具體地說(shuō)，液體射流泵工作時(shí)，由于泵內(nèi)局部壓力的降低會(huì)首先在噴嘴出口附近及喉管內(nèi)的射流邊界層中形成微汽泡。微汽泡隨主流向下游流動(dòng)，在喉管前端至中部區(qū)域潰滅。當(dāng)射流泵出口壓力降低時(shí)，汽泡數(shù)量明顯增多，形成形狀基本穩(wěn)定的空化云(汽泡團(tuán))，隨著出口壓力的進(jìn)一步降低，空化云向喉管出口附近擴(kuò)展，并形成混合很均勻的泡沫狀汽液二相流。在射流泵汽蝕發(fā)生時(shí)，該泡沫流發(fā)展成為泡沫臨界流，混合液的流速達(dá)到音速，從而阻塞液體在喉管內(nèi)的流動(dòng)，因而射流泵出口壓力進(jìn)一步下降時(shí)，其吸入流量不再增加，而是保持在一定值上。此時(shí)，汽泡在喉管末端大量潰滅，從而產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)和噪聲。
為了解決射流泵的汽蝕問(wèn)題，前人進(jìn)行了很多研究。目前解決的方法歸納起來(lái)主要為(1)增加射流泵的淹沒(méi)深度；(2)增大射流泵的面積比；(3)降低射流泵的工作壓力；(4)優(yōu)化射流泵噴嘴與喉管入口的形狀，改善入流條件。
其中方法(1)會(huì)大大增加工程造價(jià)；方法(2)和(3)則會(huì)使射流泵偏離最優(yōu)工況工作，降低其性能和效率；方法(4)改善的范圍有限?？傊?，上述方法可從一定程度上改善射流泵的汽蝕性能，但并未從根本上解決問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，提供一種改善液體射流泵汽蝕性能的裝置。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的通過(guò)對(duì)射流泵壓力沿程變化的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)汽蝕發(fā)生時(shí)，射流泵喉管末端汽泡潰滅處出現(xiàn)最大的負(fù)壓及軸向壓力梯度。理論分析與試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，正是該負(fù)壓及壓力梯度的存在，導(dǎo)致該處流速達(dá)到音速，從而阻塞液體在喉管內(nèi)的流動(dòng)，導(dǎo)致射流泵的出口流量不再隨出口壓力的降低而增加。如果增大該處的壓力，就可以減小其軸向壓力梯度的大小，降低混合液的流速，從而延緩汽蝕的發(fā)生，同時(shí)降低振動(dòng)和噪聲。
因此，依據(jù)上述研究成果，我們?cè)谏淞鞅煤砉苣┒瞬课贿B接一直徑適中的水管(增壓管)，該管上裝有閥門(mén)。增壓管的另一端與高壓水側(cè)相連。高壓水可以來(lái)自射流泵出水管或工作水接管或其它的高壓水源。在正常工作時(shí)，關(guān)閉增壓管上閥門(mén)，射流泵如同常規(guī)射流泵一樣工作。當(dāng)汽蝕發(fā)生時(shí)，可打開(kāi)增壓管上閥門(mén)，通過(guò)調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)度，將流量適中的高壓水引到喉管末端，提高喉管末端流體的壓力，降低汽液混合液的流速，此時(shí)射流泵的噪聲和振動(dòng)明顯減小，從而延緩汽蝕的發(fā)生。試驗(yàn)研究表明，依射流泵面積比和增壓管直徑的不同，該裝置可將射流泵的工作范圍拓展5～30％，是一種簡(jiǎn)便可行的改善射流泵汽蝕性能的新裝置。
具體地說(shuō)，本發(fā)明包括工作水接管1、吸入室2、吸水管3、噴嘴4、喉管入口管5、喉管6、擴(kuò)散管7和出水管8；工作水接管1、噴嘴4相連并安裝在吸入室2中；吸入室2連接有吸水管3，吸入室2、喉管入口管5、喉管6、擴(kuò)散管7、出水管8依次連接；在現(xiàn)有液體射流泵裝置的喉管6末端部位設(shè)置有增壓管9，在增壓管9上設(shè)置有閥門(mén)10。
本發(fā)明的工作原理是通過(guò)增壓管9從高壓側(cè)引水來(lái)提高汽蝕發(fā)生時(shí)喉管末端汽泡潰滅處的壓力，減小該處軸向壓力梯度的大小，來(lái)降低該處泡沫狀汽液二相流的流速，從而延緩汽蝕的發(fā)生。
本發(fā)明與常規(guī)射流泵不同之處在于，喉管6的末端部位設(shè)置有增壓管9，通過(guò)增壓管9將高壓水引至喉管6末端，增壓管9上裝有閥門(mén)10來(lái)控制流至喉管6末端的高壓水的壓力與流量的大小。
正常工作時(shí)，將閥門(mén)10關(guān)閉，切斷增壓管9到喉管6末端的高壓水量。
一旦發(fā)現(xiàn)射流泵產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)和噪聲，即知射流泵發(fā)生汽蝕，可打開(kāi)閥門(mén)10，通過(guò)調(diào)節(jié)其開(kāi)度，就可以大幅減小射流泵的振動(dòng)和噪聲，延緩汽蝕的發(fā)生，從而擴(kuò)寬了射流泵的工作范圍。
本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)和積極效果1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，只在常規(guī)射流泵的基礎(chǔ)上增加了增壓管9和閥門(mén)10；2、工作可靠，有效改善了液體射流泵的汽蝕性能，將射流泵的工作范圍拓展5～30％，并能大幅減小射流泵發(fā)生汽蝕時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲。
3、由于性能價(jià)格比高，可廣泛應(yīng)用于各類(lèi)液體射流泵之中。


圖1為常規(guī)射流泵的結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明具體實(shí)施方式
1圖。
圖3為本發(fā)明具體實(shí)施方式
2圖。
圖4為本發(fā)明具體實(shí)施方式
3圖。
其中
1-工作水接管；2-吸入室；3-吸水管；4-噴嘴； 5-喉管入口管；6-喉管；7-擴(kuò)散管；8-出水管；9-增壓管；10-閥門(mén)。
具體實(shí)施例方式
1.增壓管9所需的高壓水從出水管8引入如圖2，增壓管9將喉管6末端部位與射流泵的出水管8相連，增壓管9上裝有閥門(mén)10來(lái)控制從射流泵出水管8處到喉管6末端的回流量的壓力與流量的大小。
2.增壓管9所需的高壓水從工作水接管1引入如圖3，增壓管9將喉管6末端部位與射流泵的工作水接管1相連，增壓管9上裝有閥門(mén)10來(lái)控制從射流泵工作水接管1到喉管6末端的高壓水流量的壓力與流量的大小。
3.增壓管9所需的高壓水從其它高壓水源引入如圖4，增壓管9將喉管6末端部位與其它高壓水源相連，增壓管9上裝有閥門(mén)10來(lái)控制從高壓水源到喉管6末端的高壓水流量的壓力與流量的大小。
權(quán)利要求
1.一種改善液體射流泵汽蝕性能的裝置，包括常規(guī)的液體射流泵，由工作水接管(1)、吸入室(2)、吸水管(3)、噴嘴(4)、喉管入口管(5)、喉管(6)、擴(kuò)散管(7)、出水管(8)組成；工作水接管(1)、噴嘴(4)相連并安裝在吸入室(2)中；吸入室(2)連接有吸水管(3)，吸入室(2)、喉管入口管(5)、喉管(6)、擴(kuò)散管(7)、出水管(8)依次連接；其特征在于在喉管(6)末端部位設(shè)置有增壓管(9)，在增壓管(9)上設(shè)置有閥門(mén)(10)。
2.按權(quán)利要求1所述的一種改善液體射流泵汽蝕性能的裝置，其特征在于增壓管(9)的一端連接喉管(6)末端部位，增壓管(9)的另一端連接射流泵的出水管(8)。
3.按權(quán)利要求1所述的一種改善液體射流泵汽蝕性能的裝置，其特征在于增壓管(9)的一端連接喉管(6)末端部位，增壓管(9)的另一端連接射流泵的工作水接管(1)。
4.按權(quán)利要求1所述的一種改善液體射流泵汽蝕性能的裝置，其特征在于增壓管(9)的一端連接喉管(6)末端部位，增壓管(9)的另一端連接外來(lái)高壓水源。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種改善液體射流泵汽蝕性能的裝置，涉及一種液體射流泵裝置。本發(fā)明包括常規(guī)的液體射流泵，由工作水接管(1)、吸入室(2)、吸水管(3)、噴嘴(4)、喉管入口管(5)、喉管(6)、擴(kuò)散管(7)、出水管(8)組成；在喉管(6)的末端部位設(shè)置有增壓管(9)，在增壓管(9)上設(shè)置有閥門(mén)(10)；增壓管(9)的另一端或連接射流泵的出水管(8)，或連接射流泵的工作水接管(1)，或連接外來(lái)高壓水源。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，工作可靠，有效改善了液體射流泵的汽蝕性能，由于性能價(jià)格比高，可廣泛應(yīng)用于各類(lèi)液體射流泵之中。
文檔編號(hào)F04F5/48GK1987123SQ20061016650
公開(kāi)日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2006年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月27日
發(fā)明者龍新平, 姚昊 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)