[实用新型]焦平面水射流真空泵

说明书

本实用新型涉及利用高速射流与待抽吸气体直接接触来抽吸气体的真空泵。

现有技术如本设计人申请已授权的实用新型专利《两焦点水射流真空泵》，专利号为88205006.0，该专利技术实质性特征是改进两圈喷咀射流的入射角α和β，将原射流水束中心线在喉部单点聚焦改为两点聚焦。这种结构改进，对比原有技术，对减小动量损失，提高掺混抽吸能力确有一定作用。但喷咀射流水束，实际是从各喷咀喷射出的一支支水柱，其直径离喷咀后逐渐增大。因此，内、外圈喷咀射流中心线虽然分别聚焦于喉部轴线的两处，但在喉部前面相当长距离内，各水柱之间仍然发生超前碰撞，射流仍然有较大动量损失，影响泵的抽吸效率。

本实用新型的目的是要彻底解决现有技术存在的问题，设计一种水射流真空泵，使内、外两圈喷咀喷出的两簇水束在喉部以前能完全避免水束之间的碰撞，显著提高掺混抽吸效率。

为实现上述目的采取技术方案如下：

在现有专利技术结构基础上，重新确定内、外圈喷咀射流的入射角α和β，使各支水束中心线不是聚焦在喉部轴线上的两处，而是均布于喉部入口截面上，这个截面称它为焦平面。在该平面上形成均布交点，在该面上相邻射流水柱表面相切。

为此，其入射角α和β可按下式确定： α = tg - 1 R 1 - r 1 L ; β = tg - 1 R 2 - r 2 L ]]>

采取这样的入射角，可保证各相邻水束表面均布相切于喉部8入口截面处，由于从喉部入口截面到喷咀出口处，相邻水束中心线之间距离逐渐增大，故只要使射流水束表面在喉部入口截面上相切，在喉部入口以前水束之间即可避免碰撞，这样就可显著提高抽吸效率。

参照附图详细说明技术方案的实施方式：

图1为本实用新型轴对称半纵剖面示意图，表示本实用新型的结构关系；

图2是图1的A-A剖视放大图，表示在喉部入口处横截面上各射流水柱分布示意图。

如图1所示，本实用新型包括水室1，水室上装有水泵接口2；混合室3上装有真空装置的接口4，在水室与混合室之间装有喷咀座5，喷咀座上安装喷咀6，喷咀一个位于其中心轴线上，另外的喷咀均布在圆形的两圈上；混合室下端装接引射-扩压器，其前部为圆锥形收缩管7，小端接喉部8的入口端，喉部为圆柱形管；喉部另一端接圆锥形扩压管9的小端，扩压管大端连接排泄管，图1中扩压管部份剖断。

方案中算式符号如图1、图2所示：

入射角α、β分别为内圈喷咀和外圈喷咀射流中心线与泵轴线间的夹角；R₁、R₂分别为内圈喷咀和外圈喷咀圈的半径；r₁、r₂分别为内圈喷咀和外圈喷咀射流中心线与喉部入口截面交点至泵轴的距离；L为喷咀口至喉部入口截面的距离。其中r₁、r₂可参照喉部入口截面处水柱直径D来确定。

D值可由下式确定：

D＝Kld

式中d为喷咀口的直径；l为自喷咀口沿水束中心线至喉部入口截面交点之间的距离；系数K取8.17×10^-4。

由图2可知，r₁＝D，r₂＝2D。

综上所述，根据已知相关参数，可完全确定所需入射角α和β。就能保证在喉部以前避免水束之间的碰撞，根据实施例测试结果，其抽吸效率比原有技术可提高20％左右。