[发明专利]一种降低射流泵汽蚀振动和噪声的自动补气装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种液体射流泵，尤其涉及一种能降低射流泵因汽蚀诱发振动和噪声的自动补气装置。

背景技术

液体射流泵(简称射流泵)是一种利用湍射流的紊动扩散作用来传递能量与质量的流体输送机械及混合反应设备。

如图1，常规射流泵的典型结构由工作水接管(1)、吸入室(2)、吸水管(3)、喷嘴(4)、喉管入口管(5)、喉管(6)、扩散管(7)和出水管(8)组成；工作水接管(1)、喷嘴(4)相连并安装在吸入室(2)中；吸入室(2)连接有吸水管(3)，吸入室(2)、喉管入口管(5)、喉管(6)、扩散管(7)、出水管(8)依次连接。

由于其本身没有运动部件，射流泵具有结构简单、加工容易、密封性好、便于维护等优点，现已被广泛地应用于国民经济各部门。尤其在水下、放射、易燃、易爆等特殊场合，射流泵具有独特的优势，能产生巨大的经济和社会效益。

射流泵的汽蚀问题是射流泵研究的重要课题之一。射流泵的汽蚀不同于其它类型泵。汽蚀发生时射流泵不会断流，而是在一定的工作压力下，随着出口压力的降低，射流泵的吸入流量不再增加，且保持在一定值上。汽蚀发生时，射流泵会产生强烈的噪声和振动，引起射流泵和系统效率的急剧降低，甚至会严重影响整个系统的安全和经济运行。

具体地说，射流泵工作时，由于泵内局部压力的降低会首先在喷嘴(4)的出口附近及喉管(6)内的射流边界层中形成微汽泡。微汽泡随主流向下游流动，在喉管(6)前端至中部区域溃灭。当射流泵出口压力降低(或工作压力增大)时，汽泡数量明显增多，形成形状基本稳定的空化云(汽泡团)，随着出口压力的进一步降低，空化云向喉管(6)出口附近扩展，并形成混合较好的汽液二相流。在射流泵汽蚀发生时，该二相流达到极限状态，从而阻塞液体在喉管(6)内的流动，因而射流泵出口压力进一步下降时，其吸入流量不再增加，而是保持在一定值上。此时，汽泡在喉管末端大量溃灭，从而产生剧烈的振动和噪声。

为了解决射流泵的汽蚀问题，前人进行了很多研究。目前解决的方法归纳起来主要为：

①增加射流泵的淹没深度；

②增大射流泵的面积比；

③降低射流泵的工作压力；

④优化射流泵喷嘴与喉管入口的形状，改善入流条件。

其中方法①会大大增加工程造价；方法②和③则会使射流泵偏离最优工况工作，降低其性能和效率；方法④改善的范围有限。总之，上述方法可从一定程度上改善射流泵的汽蚀性能，但并未从根本上解决问题。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术存在的上述缺点和不足，提供一种降低射流泵汽蚀振动和噪声的自动补气装置，该装置是通过自动补气的方法形成气垫来降低射流泵因汽蚀诱发的振动和噪声。

本发明的目的是这样实现的：

如图2，本发明是在如图1所示的常规射流泵的基础上，设置了自动补气装置，该装置包括压力传感器(9)、PLC控制器(10)、接触器(11)、主进气管(12)、常开阀(13)、电磁阀(14)；

主进气管(12)设置在射流泵喉管(6)的中部，在主进气管(12)上设置有常开阀(13)和电磁阀(14)来控制进气与否；电磁阀(14)与220V电源相连接，其动作则由PLC控制器(10)控制；PLC控制器(10)的输入端通过信号线与安装在喉管(6)末端的压力传感器(或振动传感器)(9)相连接；PLC控制器(10)的输出端通过信号线与安装在220V电路中的接触器(11)相连接。

本发明的工作原理是：

正常工作时，主进气管(12)上的常开阀门(13)打开。安装在喉管(6)末端的压力传感器(9)感知该处负压的大小(或振动传感器感知该处振动强度的大小)，并将相应信号输入PLC控制器(10)。

汽蚀发生时，喉管(6)内部特别是其末端为较大的负压，同时射流泵产生很大的振动和噪声。一旦压力传感器(9)装设部位的负压达到设定值，则连接压力传感器(9)输入信号的PLC控制器(10)通过运算，发出信号，接通与其相连接的接触器(11)，接触器(11)动作后，与电磁阀(14)连接的220V电源接通，此时电磁阀(14)打开，外界空气在负压作用下自动地通过主进气管(12)被吸入喉管(6)内，随主流向下游运动，在喉管(6)末端空化泡外围形成一层气垫，该气垫可大大减小空化泡溃灭时的冲击，从而降低射流泵的噪声和振动。