一种用于液体射流泵减蚀的环对称补气装置及其方法与流程

本发明涉及一种液体射流泵，尤其涉及一种用于液体射流泵减蚀的环对称补气装置及其方法。

背景技术：

液体射流泵是一种利用高速液体作为工作动力，抽吸、运输液体的流体输送机械及混合反应设备。较为常用的液体射流泵一般由工作水管、喷嘴、吸水管、吸入室、喉管入口段、喉管、扩散管和出水管等组成。液体射流泵的构件数量不多且各自的位置都是固定的，没有运动的构件，因此具有结构简单、维护方便、密封性好和安全性高等优点。液体射流泵被广泛应用于动力、机械等国民经济各领域，特别适合于水下、放射、腐蚀等不宜人员靠近的危险场合。但它也还存在易出现空化、空蚀，并伴随有振动和噪声等缺陷和不足之处。

液体射流泵工作水管中的工作液在横截面逐渐缩小的喷嘴处将压能转化为动能，处于高速低压状态，由此将被吸液抽吸到喉管内，两股流速不同的流体势必会发生剧烈的剪切、紊动来传递能量与质量，在喉管边界层内存在着较大的压力脉动。因此，在射流泵喉管的前端及中部区域内易产生空化、空蚀现象。当射流泵出口压力降低时，喉管内离析出微汽泡的数量明显增多，聚集在一起形成形状基本稳定的空化云，随着出口压力的进一步降低，空化云会向喉管出口附近扩展，并形成混合良好的气液二相流。当该二相流达到极限状态时将阻塞液体在喉管内的流动，此时射流泵出口压力再进一步降低，其吸入流量也不再增加，而是保持在一个基本不变的数值上。同时，微汽泡在喉管末端大量溃灭，从而产生强烈的振动和噪声。液体射流泵发生空蚀时的空化云会严重影响输送流体的效率，空蚀产生的振动还会对各构件反复施加无规则的荷载，严重影响整个系统的安全运行。

为了降低射流泵空蚀时所产生的振动和噪声，可以加大吸入压力或增加射流泵的淹没深度，但其缺点是会增加施工的难度和成本；也可以增大射流泵的面积比或者降低射流泵的工作压力，而其缺点是以偏离最优工况、牺牲效率来降低其振动和噪声。如申请号200720084915.0的实用新型专利公开了一种降低振动和噪声的液体射流泵，是在液体射流泵喉管处增加进气管和阀门构成，进气管设置在喉管1/4至3/4的部位，在进气管上又安装有阀门。又如申请号200710052818.8的发明专利公开了一种降低射流泵空蚀振动和噪声的自动补气装置，该装置是在液体射流泵的基础上设置有自动补气装置，所述自动补气装置是包括压力传感器、PLC控制器、接触器、主进气管、常开阀和电磁阀，压力传感器设置在喉管的末端，PLC控制器与压力传感器相连，电磁阀设置在主进气管上控制进气与否，主进气管设置在喉管的中部。以上所述无论是降低振动和噪声的液体射流泵,还是降低射流泵空蚀振动和噪声的自动补气装置，它们都能有效降低射流泵的空蚀振动和噪声。但它们都还存在不足之处：两者均采用非对称的补气方式，都只在射流泵喉管部位设置了一个进气管，这样空气的补入会使主流偏离轴线位置，导致喉管内存在水力不对称和不均匀问题，从而直接影响射流泵输送流体的效率。

技术实现要素：

本发明的目的正是为克服上述现有技术中所存在的缺陷和不足，提出一种用于液体射流泵减蚀的环对称补气装置及其方法。该环对称补气装置是在距喉管入口1～2倍喉管内径的断面环对称均匀地设置四个进气孔；该方法是使用所述环对称补气装置向喉管断面环对称地、均匀地自动补入空气。

为实现本发明的目的，本发明是由以下技术措施构成的技术方案来实现的：

本发明所述一种用于液体射流泵减蚀的环对称补气装置，包括由工作水管，吸水管，喷嘴，吸入室，喉管入口段，喉管，扩散管和出水管组成液体射流泵；按照本发明，还包括在喉管断面设置的环对称补气装置；所述环对称补气装置包括四个进气孔，四根进气管，四个控制阀，四个止回阀和四个数显气体流量计；所述第一进气孔依次与第一进气管、第一控制阀、第一止回阀和第一数显气体流量计连接；第二进气孔依次与第二进气管、第二控制阀、第二止回阀和第二数显气体流量计连接；第三进气孔依次与第三进气管、第三控制阀、第三止回阀和第三数显气体流量计连接；第四进气孔依次与第四进气管、第四控制阀、第四止回阀和第四数显气体流量计连接；所述第一进气管、第二进气管、第三进气管和第四进气管均与设置有总阀的总进气管连通。

上述技术方案中，所述第一进气管、第二进气管、第三进气管和第四进气管上分别安装第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀；第一止回阀、第二止回阀、第三止回阀和第四止回阀以及第一数显气体流量计、第二数显气体流量计、第三数显气体流量计和第四数显气体流量计。

上述技术方案中，为减少易发生在射流泵喉管前端至中部区域的空化空蚀，所述环对称补气装置设置在距喉管入口1～2倍喉管内径的断面。

上述技术方案中，所述环对称补气装置中第一进气孔、第二进气孔、第三进气孔和第四进气孔均匀地布置于喉管断面四周，即形成环对称的进气孔。

上述技术方案中，所述总进气管其进口直接与大气相通。

本发明所述设置的环对称补气装置中，所述总阀用来控制通过总进气管的总进气量，所述第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀用来控制通过对应的第一进气管、第二进气管、第三进气管和第四进气管进入对应的第一进气孔、第二进气孔、第三进气孔和第四进气孔的空气量，各进气孔的空气量由对应的数显气体流量计显示，所述第一止回阀、第二止回阀、第三止回阀和第四止回阀是为了防止喉管内液体外流。

本发明使用所述一种用于液体射流泵减蚀的环对称补气装置以实现液体射流泵减蚀的环对称补气方法，其操作步骤如下：使用在距液体射流泵喉管入口1～2倍喉管内径的断面设置的环对称补气装置；当液体射流泵喉管内出现空化空蚀时，通过总进气管向喉管断面环对称地、均匀地自动补充空气；调节总阀控制进入总进气管的总补气量；通过第一进气管，第二进气管，第三进气管和第四进气管上安装的各数显气体流量计显示各进气管通过的空气流量，并调节各进气管上的控制阀来保证由每根进气管吸入喉管断面均匀对称布置的各进气孔的空气流量是相同的，以达到进气均匀、对称的目的；所述四个控制阀和一个总阀只需一次性调试好即可实现自动补气，无需频繁操作。

本发明所述的环对称补气装置，当安装在各进气管上的止回阀和数显气体流量计出现故障时，关闭各控制阀则能方便地对其进行拆卸和维修。

本发明具有以下优点及积极效果：

1、本发明所述在液体射流泵喉管上增设了环对称补气装置，该环对称补气装置中各仪器构件均为常用的市场上能配套购买的，其结构简单、操作方便、系统运行安全可靠，且成本低廉。

2、使用本发明所述的环对称补气装置来实现液体射流泵减蚀的环对称补气方法，即向液体射流泵喉管断面环对称地、均匀地自动补充空气；根据环对称补气装置中数显气体流量计的读数，调节每根进气管上的控制阀，使通过各进气管进入对应的各进气孔的空气量相同，保证进入射流泵喉管的空气对称、均匀，从而不仅能有效减蚀，还能有效降低液体射流泵空蚀所产生的振动和噪声。

3、本发明设置的环对称补气装置采用自然补气，当液体射流泵喉管内出现负压及空化空蚀时，空气可以在负压的作用下通过各进气管进入对应的各进气孔自动进入射流泵喉管均匀对称地补气，从而有效消除喉管内的负压现象。

4、本发明设置的液体射流泵环对称补气装置使用简便，四个控制阀和一个总阀只需一次性调试好即可实现自动补气，无需频繁操作。

5、本发明所述用于液体射流泵减蚀的环对称补气装置及其方法，可广泛应用于动力、机械等国民经济各领域的各种液体射流泵之中。

附图说明

图1为本发明所述一种用于液体射流泵减蚀的环对称补气装置的整体结构示意图；

图2为本发明图1中所述环对称补气装置的结构示意图。

图中，1—工作水管；2—喷嘴；3—吸水管；4—吸入室；5—喉管入口段；6—喉管；7—扩散管；8—出水管；9—环对称补气装置；10-1—第一进气孔；10-2—第二进气孔；10-3—第三进气孔；10-4—第四进气孔；11-1—第一进气管；11-2—第二进气管；11-3—第三进气管；11-4—第四进气管；12-1—第一控制阀；12-2—第二控制阀；12-3—第三控制阀；12-4—第四控制阀；13-1—第一止回阀；13-2—第二止回阀；13-3—第三止回阀；13-4—第四止回阀；14-1—第一数显气体流量计；14-2—第二数显气体流量计；14-3—第三数显气体流量计；14-4—第四数显气体流量计；15—总阀；16—总进气管。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本发明做进一步的详细说明，但并不意味着是对本发明保护范围的任何限定。

本发明所述的一种用于液体射流泵减蚀的环对称补气装置，其结构如图1所示，包括由工作水管1，喷嘴2，吸水管3，吸入室4，喉管入口段5，喉管6，扩散管7和出水管8组成的液体射流泵；按照本发明，还包括在喉管断面设置的环对称补气装置9，该环对称补气装置9设置于距喉管6入口1～2倍喉管内径的断面。

图2中，所述环对称补气装置9中包括四个进气孔，四根进气管，四个控制阀，四个止回阀和四个数显气体流量计；所述四个进气孔均匀地布置于喉管断面四周，即形成环对称的进气孔。第一进气孔10-1依次与第一进气管11-1、第一控制阀12-1、第一止回阀13-1和第一数显气体流量计14-1连接，第一进气管11-1还与设置有总阀15的总进气管16连通；第二进气孔10-2依次与第二进气管11-2、第二控制阀12-2、第二止回阀13-2和第二数显气体流量计14-2连接，第二进气管还与设置有总阀15的总进气管16连通；第三进气孔10-3依次与第三进气管11-3、第三控制阀12-3、第三止回阀13-3和第三数显气体流量计14-3连接，第三进气管还与设置有总阀15的总进气管16连通；第四进气孔10-4依次与第四进气管11-4、第四控制阀12-4、第四止回阀13-4和第四数显气体流量计14-4连接，第四进气管还与设置有总阀15的总进气管16连通；总进气管16进口直接与大气相通。

所述第一进气管、第二进气管、第三进气管和第四进气管上分别设置有第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀；第一止回阀、第二止回阀、第三止回阀和第四止回阀以及第一数显气体流量计、第二数显气体流量计、第三数显气体流量计和第四数显气体流量计。

实施例

本实施例中所述液体射流泵喉管内径为5cm，四个进气孔均匀布置在在距液体射流泵喉管6入口1倍喉管内径的断面，即5cm处；本实施例中四根进气管均采用DN10管，每根进气管上设置有配套的控制阀、止回阀和数显气体流量计；总进气管16采用DN20管，总进气管16上设置有配套的总阀15。

本实施例使用所述一种用于液体射流泵减蚀的环对称补气装置来实现环对称补气方法，具体步骤如下：

(1)按照图1和图2所示结构连接好各仪器构件，在距喉管6入口1倍喉管内径的断面即5cm处设置环对称补气装置9；

(2)当液体射流泵喉管内出现空化空蚀时时，通过总进气管16，第一进气管，第二进气管，第三进气管和第四进气管向喉管6断面环对称地、均匀地自动补充空气；

(3)控制总阀15进入总进气管16的总补气量；通过第一进气管，第二进气管，第三进气管和第四进气管上安装的各数显气体流量计显示各进气管通过的空气流量，并调节各进气管上的控制阀来保证由每根进气管吸入喉管断面均匀对称布置的各进气孔的空气流量是相同的，以达到进气均匀、对称的目的；从而有效减蚀、有效降低液体射流泵空蚀所产生的振动和噪声；

(4)所述四个控制阀和一个总阀只需一次性调试好即可实现自动补气，无需频繁操作；

(5)同时当安装在各进气管上的止回阀和数显气体流量计出现故障时，关闭各控制阀即能方便地对其进行拆卸和维修。

本发明设置的环对称补气装置采用自然补气，当液体射流泵喉管内出现负压及空化空蚀时，空气可以在负压的作用下通过各进气管进入对应的各进气孔自动进入射流泵喉管均匀对称地补气，从而有效消除喉管内的负压现象。