[发明专利]流线型环形射流泵

说明书

本发明提供了一种流线型环形射流泵。该流线型环形射流泵是将现有环形射流泵的锥形吸入室、圆柱形喉管和锥形扩散管设计为流线型吸入室和流线型混合管；用流线型连接方式替代原来的折线型连接。从而解决了现有环形射流泵中吸入室与喉管连接处液流产生漩涡造成严重局部水头损失；漩涡中心处低压引起环形射流泵喉管壁面空化、空蚀破坏；喉管中被吸液与工作液不能混合充分造成液流能量损失；喉管与扩散管连接处、扩散管与出水管连接处，混合液突然转向造成局部水头损失。本发明所述流线型环形射流泵较现有环形射流泵工作性能及工作效率具有明显优势，有望在流体机械领域和实际应用中有更进一步推广应用前景。

技术领域

本发明涉及一种射流泵技术，尤其涉及一种流线型环形射流泵，属于流体机械技术领域。

背景技术

射流泵是一种利用高速流体作为工作动力，抽吸、运输流体的输送机械和混合反应设备。射流泵自身没有运动部件，其具有结构简单、安装容易、维护方便、密封性好、工作可靠和成本低廉、便于综合利用等一系列独特的优点。射流泵已被广泛应用于水利、冶金、石油、化工、环境保护、海洋开发、核能利用、航空航天等各领域；特别适合于水下、放射、腐蚀等不宜人员靠近的危险场合。但是由于射流泵内部液流卷吸、混掺，容易产生较大的能量损失，因此其工作效率较低，并且易出现空化、空蚀现象，影响射流泵的运行的同时进一步降低系统的效率，甚至影响整个工作系统的安全运行。

射流泵根据其喷嘴和吸水管的位置不同，可分为中心射流泵和环形射流泵两种。环形射流泵的吸水管布置在其管轴中心线处，其环形喷嘴环绕在吸水管管道周围，形成环形射流，如图1所示。所述环形射流泵的高压工作液通过环形喷嘴冲入吸入室，对吸水管中的低压被吸液形成强烈的卷吸作用，两股流体在喉管中剧烈地混掺，经扩散管增压，由出水管排出，从而实现增压过程。现有环形射流泵中吸入室形式为锥形吸入室、喉管形式为圆柱形喉管、扩散管形式为锥形扩散管；同时现有环形射流泵中吸入室、喉管、扩散管、出水管的连接方式均采用折线型连接。环形射流泵的这种结构形式与连接方式存在的不足之处是：第一，在现有环形射流泵中，由于吸入室与喉管的连接处为折线型，导致该处管壁突然转向，高速工作液会脱离壁面流动，喉管中的液流随即填补高速工作液与喉管管壁之间所空出的区域，形成漩涡。漩涡会导致液流内部质点相对运动的加强，使液流内摩擦增加，由于该处工作液流速较快，因此会产生较大的局部水头损失，进而影响环形射流泵输送流体的工作效率。第二，漩涡中心处会形成低压区，导致喉管壁面处离析出微汽泡，随着射流泵出口压力降低、流量比增大，喉管壁面处微汽泡数量不断增加。在工作液与被吸液进行动量交换的同时，喉管内压力逐步升高，喉管壁面处的汽泡溃灭，对喉管壁面会产生空蚀破坏；同时消耗液流的能量，使环形射流泵的性能和运行效率急剧下降，进而缩短射流泵的使用寿命。第三，现有环形射流泵喉管为圆柱形，由于工作液流速较高，为减少管道沿程损失、要求喉管不能太长，因此会导致被吸液与工作液在喉管内混合不充分，喉管出口混合液流动不均匀。第四，在现有环形射流泵中，由于喉管与扩散管、扩散管与出水管的连接处均为折线型，导致这两处管壁突然转向，流线会发生弯曲，同时近壁面混合液流速较高，因此会产生一定的局部水头损失，影响环形射流泵的工作效率。

发明内容

本发明的目的正是为了克服现有环形射流泵结构中所存在的缺陷和不足，提供一种流线型环形射流泵；该流线型环形射流泵是将现有环形射流泵上采用的锥形吸入室、圆柱形喉管和锥形扩散管分别设计为流线型吸入室和流线型混合管；同时将现有环形射流泵中采用的吸入室、喉管、扩散管、出水管的折线型连接方式均设计为流线型的连接方式。从而解决了现有环形射流泵中吸入室与喉管连接处，液流产生漩涡造成的局部水头损失；漩涡中心处的低压引起的环形射流泵喉管壁面空化、空蚀破坏；喉管中被吸液与工作液不能够混合充分造成的液流能量损失；喉管与扩散管连接处、扩散管与出水管连接处，混合液突然转向造成的局部水头损失。

为实现本发明的上述目的，本发明是由以下技术措施构成的技术方案来实现的。