專利名稱：腔舌式高效射流泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高效射流泵，適用為一切流體工程領(lǐng)域中用高速流體抽吸真空，抽吸并輸送流體或粉粒狀固體的腔舌式高效射流泵，可廣泛應(yīng)用于給水排水，石油化工、礦冶，航運(yùn)、航空、造紙、印染等多種工業(yè)生產(chǎn)工藝系統(tǒng)中。
《機(jī)械工程手冊》第14卷第九章載有現(xiàn)有射流泵技術(shù)的詳細(xì)設(shè)計規(guī)范?，F(xiàn)有射流泵的致命弱點(diǎn)是效率低，并隨著容量的增大，效率越來越低，以至于無法運(yùn)行。其原理圖如附圖
(一)所示。高壓工作流體從入口(40)進(jìn)入射流泵，經(jīng)錐管(41)加速從園孔噴咀(42)高速噴出，穿過腔室(43)，射入喉管(44)，經(jīng)過擴(kuò)散管(45)，減速穩(wěn)壓，從射流泵出口(47)流出。在高速工作流體穿過腔室(43)時，高速流體表面的剪切攜帶作用，不斷抽走腔室(43)中的空氣或其他流體，使腔室(43)形成真空，從而使被抽吸并被輸送的流體或粉粒狀固體從吸入口(46)不斷地被吸入腔室(43)，并被攜帶入喉管(44)中，并通過紊流擴(kuò)散傳質(zhì)運(yùn)動，工作流體將部分能量傳遞給被抽吸體，一起從出口(47)流出。
現(xiàn)有射流泵效率之所以低是因?yàn)榍皇?43)內(nèi)的高速工作流體只有表面層起抽吸作用。射流泵流量與噴咀園孔(42)的出口半徑的平方成正比，而起抽吸作用的作用面積與園孔噴咀(42)的出口半徑的一次方成正比。單位園孔噴咀(42)出口面積的抽吸作用濕周越大，其射流泵效率越高。即η′＝k′×2πr′/πr′2＝2K′/r′……[1][1]式中η′為射流泵效率，K′為效率系數(shù)，r′為園孔噴咀(42)的出口半徑。K′值與泵結(jié)構(gòu)、工作流體和被抽吸流體性質(zhì)有關(guān)。
由[1]式可知，射流泵效率隨著r′值的增大而迅速下降，即隨著容量的增大而迅速下降，直至低得無法運(yùn)行本發(fā)明的目的是為了增大單位噴咀出口過流面積的抽吸作用面積，從而提高射流泵的效率，達(dá)到此目的的辦法是采用特制的環(huán)形噴咀-腔舌式噴咀。其工作原理圖如附圖(二)所示。該腔舌式高效射流泵由腔舌式泵咀(1)和一般射流泵泵體(2)所組成。特殊情況下還可單獨(dú)由腔舌式泵咀(1)組成。腔舌式泵咀(1)內(nèi)鑄有空腔式腔舌(3)形成腔舌環(huán)狀噴口(12)插入泵體(2)的腔室(18)內(nèi)。空腔舌(3)由翼形舌根(4)固定在泵咀(1)的內(nèi)壁上。空腔舌(3)的內(nèi)腔(13)通過翼形舌根(4)的內(nèi)孔(17)與抽吸支管(7)相通連，抽吸支管(7)可與抽吸主管(15)相通連，抽吸主管(15)與泵體(2)的腔室(18)相通連。抽吸支管(7)上可裝有調(diào)節(jié)閥門(8)。
工作流體從泵咀(1)入口(10)進(jìn)泵，在空腔舌(3)外壁和泵咀(1)內(nèi)壁之間的環(huán)形流道(11)中加速，從環(huán)形噴口(12)噴出，高速穿過泵體(2)的腔室(18)，射入喉管(19)，經(jīng)擴(kuò)散管(20)穩(wěn)壓減速，從泵體(2)的出口(21)流出。由于空腔舌(3)的內(nèi)腔(13)與吸入主管(15)相通連，所以，泵體(2)腔室(18)內(nèi)，不僅環(huán)狀射流體外表面層也起抽吸作用，而且環(huán)狀射流體外表面層也起抽吸作用。這樣環(huán)狀噴口(12)的單位過流面積的抽吸作用濕周為(2πr2+2πr1)/π(r22-r21)＝2/(r2-r1)……[2](2)式中r2為環(huán)形噴口(12)的外園半徑，r1為內(nèi)園半徑。
該腔舌式高效射流泵的效率為η＝2K/(r2-r1) ……[3]K為效率系數(shù)。
由(3)式可知，腔舌式高效射流泵隨著容量增大，r2增大，r1也增大，只要r2與r1之差不變，其效率也不變。所以該泵的容量可制作成任意大。
該腔舌式高效射流泵與現(xiàn)有射流泵的效率比較如下對于相等的工作流量Q，相等的噴射速度v，該泵效率與現(xiàn)有射流泵效率之比η/η′＝[2K/(r2-r1)]÷[2K′/r′]＝K×r′/K′(r2-r1)＝K(r2+r1)1/2/K′(r2-r1)1/2＝(r2+r1)1/2/(r2-r1)1/2……[4]
K與K′值在射流泵其他結(jié)構(gòu)不變的情況下可近視相等。由(4)式可知，隨著容量的增大，r2和r1也增大，r2與r1之和也增大，只要r2與r1之差不變，該腔舌式高效射流泵的效率與現(xiàn)有射流泵的效率之比越來越大。
例如用清潔水射流抽吸真空時，r2-r1＝4mm即可。當(dāng)r2＝10，r1＝6時，η/η′＝2。即該腔舌式高效射流泵的效率是現(xiàn)有射流泵效率的2倍。
該腔舌式高效射流泵泵咀(1)內(nèi)的空腔舌尚可制作成多層次的V形空腔舌(22)，最內(nèi)層可制作成一個園孔(23)，每一層空腔舌(22)由翼形舌根(4)固定在其外層的內(nèi)壁上，每一層空腔舌(22)的空腔(13)都通過翼形舌根的內(nèi)孔(17)與抽吸支管(7)相連通，抽吸支管(7)可與抽吸主管(15)相連通，抽吸主管(15)與泵體(2)的腔室(18)相連通。
多層次的V形空腔舌式射流泵如附圖(三)所示，特別適用于氣浮選礦和氣浮水處理工藝中的壓力水溶解空氣的裝置。
該腔舌式射流泵還可單獨(dú)由泵咀(1)形成一種產(chǎn)品，可適用為一切流體燃料與空氣和氧氣混合射入燃燒室的燃燒噴咀，可廣泛應(yīng)用于鍋爐、航空、航天等技術(shù)領(lǐng)域。
該腔舌式高效射流泵除效率特別高之外，還具有結(jié)構(gòu)簡單、重量較輕、體積較小。由于噴口處無負(fù)壓，所以不氣蝕，使用壽命長，造價低等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種高效射流泵，適用于以高速流體抽吸真空、以及抽吸并輸送流體或粉粒狀固體的腔舌式高效射流泵。其特征是該泵由腔舌式泵咀(1)和一般的射流泵體(2)所組成?；蛘邌为?dú)由腔舌式泵咀(1)組成，而腔舌式泵咀(1)內(nèi)鑄有空腔式腔舌(3)，腔舌環(huán)狀噴口(12)插入泵體(2)的腔室(18)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腔舌式高效射流泵，其特征是泵咀(1)內(nèi)的空腔舌可制作成多層次的V形空腔舌(22)，最內(nèi)層可制作成一個園孔(23)，每一層空腔舌(22)由翼形舌根(4)固定在其外層的內(nèi)壁上，每一層空腔舌(22)和空腔舌(3)的空腔(13)都通過翼形舌根的內(nèi)孔(17)與抽吸支管(7)相通連，抽吸支管(7)可與抽吸主管(15)相通連，抽吸主管(15)與泵體(2)的腔室(18)相通連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用為一切流體工程領(lǐng)域中以高速流體抽吸真空、以及抽吸并輸送流體或粉粒狀固體的腔舌式高效射流泵，可廣泛應(yīng)用于給水排水、石油化工、航運(yùn)、礦冶、航空、電力、造紙、印染。建材等多種工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中。該泵效率特別高，容量特別大，使用壽命長，不氣蝕，節(jié)能。該泵還可作為射流暴氣泵，射流氣浮選礦泵、以及氣浮水處理工藝中的將空氣壓溶于水中的射流溶氣泵。
文檔編號F04F5/46GK1045846SQ8910165
公開日1990年10月3日 申請日期1989年3月20日 優(yōu)先權(quán)日1989年3月20日
發(fā)明者鄔建平 申請人:鄔建平