一种自激励后旋式喷射增压器的制作方法

本发明涉及一种自激励后旋式喷射增压器，属于流体射流增压技术领域。

背景技术：

喷射器利用高压流体的射流作用抽吸低压流体进行质量传递和动量交换，从而完成低压气体的增压效果。喷射器具有结构简单、拆装方便、安全可靠、实用寿命长等优点，可广泛运用于流体增压和真空抽取上，对易燃易爆气体,杂质等复杂工况不敏感。目前，喷射器广泛应用于制冷、冶金、航空、天然气集采、海水淡化、污水处理等技术领域。

然而，传统喷射器增压器混合室主要进行轴向动量交换，动量交换效率低，混合边界层薄而长，引射增压效率低，调节范围小，操作弹性低，且喷射器长度长，在诸多领域应用受限。目前存在的动态强旋流引射器（CN201510286589.0）采用外激励方式实现强旋流引射，结构复杂且有密封要求。利用自激励后旋流转子可以有效简化结构，研制一种后旋式增压喷射器实现多维动量交换、降低尺寸并提高操作弹性很有必要。

技术实现要素：

为提高当前喷射器增压效率，拓宽操作弹性，本发明提出一种自激励后旋式喷射增压器，通过流体带动自激励后旋流转子转动，增强增压器混合室气体扰动，增厚混合边界层，进而增强动量交换，另一方面通过过流面积调节柱和多套喷射器并联提高整套设备的操作弹性。

本发明采用的技术方案是：一种自激励后旋式喷射增压器，包括内部整流组件和缩放形工作腔,所述内部整流组件由前整流支撑环、过流面积调节柱、自激励后旋流转子、后支撑杆和后整流支撑环自上而下首尾连接构成，所述前整流支撑环内嵌于驱动喷嘴前端内部凹槽中，充当定心支撑和整流格栅，后整流支撑环固定于增压器扩压室前端内部凹槽中，除具备支撑作用外，同时滞止切向动量完成能量回收功能；过流面积调节柱、后支撑杆分别与前整流支撑环和后整流支撑环螺纹连接，过流面积调节柱横截面积可调，通过更换不同型式的第一过流面积调节柱、第二过流面积调节柱、第三过流面积调节柱改变驱动喷嘴质量流量，后支撑杆前端旋流转子槽镶嵌耐磨内芯；自激励后旋流转子由过流面积调节柱和后支撑杆完成中心定位和增压器混合室前端的轴向定位，自由转动诱发流体扰动，增厚混合边界层，实现空间多维动量交换；所述缩放形工作腔包含驱动喷嘴座、驱动喷嘴、增压器混合室和增压器扩压室，增压器混合室和增压器扩压室内腔平滑过渡；驱动喷嘴座、驱动喷嘴、增压器混合室和增压器扩压室同轴布置，与吸入腔筒体构成工作腔。

所述的一种自激励后旋式喷射增压器采用多套自激励后旋式喷射增压器并联构成成套装置，成套装置包括集成吸入腔、流体缓冲罐与转速变送控制器，所述集成吸入腔为圆柱壳结构，包括吸入腔筒体、吸入腔上端盖、吸入腔下端盖和吸入腔吸入口，吸入腔上端盖与驱动喷嘴座利用锥形配合实现中心定位、螺栓压紧；吸入腔下端盖与增压器混合室螺纹连接，利用锥形配合实现中心定位；流体缓冲罐与各增压器扩压室末端螺栓连接；转速变送控制器分别与各增压器混合室在腔外螺纹连接，利用磁通量变化、磁阻尼特性完成自激励后旋流转子转速的变送和控制调节。

本发明的有益效果是：

1、作为一种流体增压设备，通过自激励后旋式转子，增强混合室流体扰动、增厚混合边界层、强化多维动量交换、提高引射效率、缩短喷射器尺寸，克服了传统喷射器动量交换效率低、整体操作弹性差的问题，有较好的市场前景。

2、采用自激励后旋式转子，相对于外激励强旋流引射器而言，结构简单，无需外接辅助设备即可工作，同时也能通过转速变送控制器调整转速。

3、过流面积调节柱直径可调，在固定自激励后旋式转子同时，通过改变驱动喷嘴流体过流面积可调节操作参数，增强操作弹性，拓宽喷射器应用范围，也为喷射器最优化运行设计提供条件。

4、多套喷射器集成，配备成套装备。通过喷射器使用数量的选择可提升应对处理量变化的能力，克服静设备处理量变化不大的问题。设置流体缓冲罐，强化系统抗波动能力。

5、后整流支撑环滞止切向动量，能起到能量回收，减少能量耗散的作用。

以上优点使自激励后旋式喷射增压器在制冷、冶金、航空、天然气集采、海水淡化、污水处理等领域有较好应用前景。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是一种自激励后旋式喷射增压器的整体结构图。

图2是混合区放大图及常见混合边界层示意图。

图3是第一过流面积调节柱的结构示意图。

图4是第二过流面积调节柱的结构示意图。

图5是第三过流面积调节柱的结构示意图。

图6是多套喷射器并联示意图。

图7是前整流支撑环的结构横剖面图。

图8是后整流支撑环的结构横剖面图。

图中：1、增压器扩压室，2、后整流支撑环，3、增压器混合室，4、后支撑杆， 5、自激励后旋流转子，6、驱动喷嘴，7、过流面积调节柱，7-1、第一过流面积调节柱，7-2、第二过流面积调节柱，7-3、第三过流面积调节柱，8、前整流支撑环，9、驱动喷嘴座，10、吸入腔上端盖，11、吸入腔筒体，12、转速变送控制器，13、吸入腔吸入口，14、吸入腔下端盖，15、流体缓冲罐，16、耐磨内芯，17、常见混合边界层示意区。

具体实施方式

图１、2、3、4、5、6、7、8示出了一种具有自激励后旋式增压喷射器的结构图。喷射器包括缩放形工作腔和内部整流组件。缩放外腔由驱动喷嘴座9、公用吸入腔筒体11、驱动喷嘴6、增压器混合室3和增压器扩压室1依次连接。内部整流组件由前整流支撑环8、后整流支撑环2固定于驱动喷嘴6前端和增压器扩压室1前端从而整体固定内部整流组件，过流面积调节柱7与前整流支撑环8螺纹连接，后支撑杆4与后整流支撑环4螺纹连接，自激励后旋流转子5固定于过流面积调节柱7、后支撑杆4的转子槽内，后支撑杆转子槽镶嵌耐磨内芯16。成套设备设计包括多套喷射器并联设计，七组喷射器并联装配，驱动喷嘴座9与吸入腔上端盖10螺栓连接，增压器混合室3与吸入腔下端盖14螺纹连接。流体缓冲罐15与各增压器扩压室1螺栓连接。转速变送控制器12螺纹安装于增压器混合室3空腔中。

实施例1

图１示出了一种自激励后旋式增压喷射器的整体结构图。自激励后旋式增压喷射器高压主射流由驱动喷嘴座9进入，经前整流支撑环8进行整流后由驱动喷嘴6增速减压，在混合区前端形成低压区，带动吸入腔筒体11内流体吸入增压器混合室3进行混合，通常喷射器混合边界层见图2所示常见混合边界层示意区17，在此区域设置自激励后旋流转子5，流体流动带动自激励后旋流转子5转动，产生扰动，增厚混合边界层厚度，增强动量交换。混合流体而后流经增压器扩压室1后支撑整流环2，进行能量回收，压力恢复。随后在增压器扩压室1内继续扩压，最终流入流体缓冲罐15。

图3、4、5示出不同直径支撑柱的结构示意图，不同过流面积调节柱7与驱动喷嘴6口构成流体过流面积不同，通过更换不同型式的第一过流面积调节柱7-1、第二过流面积调节柱7-2、第三过流面积调节柱7-3改变驱动喷嘴质量流量，可有效调整操作参数。图7为前整流支撑环8和后整流支撑环2具体结构示意图，为前整流支撑环8起支撑稳流作用，图8为后整流支撑环2起滞止切向动量，起回收能量的作用。

实施例2

图6示出7套自激励后旋式增压喷射器并联实际装配情况，多组喷射器呈圆环并联布置，相互独立互不影响，可自行选择开启数量。吸入腔多套设备共用，吸入腔筒体11左右两侧对称焊接两个吸入腔吸入口13，为低压流体吸入口。吸入腔上端盖10和吸入腔下端盖14与吸入腔筒体11法兰螺栓连接，垫片密封，构成整体密封低压流体吸入腔。自激励后旋式增压喷射器驱动喷嘴座9与吸入腔上端盖10螺栓连接，增压器混合室3与吸入腔下端盖14螺纹连接，保证自激励后旋式增压喷射器的定位装配。自激励后旋式增压喷射器的增压器扩散室1与流体缓冲罐15螺栓连接，多套增压喷射器共用同一缓冲罐，减缓系统波动。

采用上述的技术方案，自激励后旋式喷射增压器包括缩放形工作腔和内部整流组件。缩放工作腔类似于常见喷射器结构，驱动喷嘴、增压器混合室和增压器扩压室依次连接，吸入腔筒体多套公用、成套设计。内部整流组件包括前整流支撑环、过流面积调节柱、自激励后旋流转子、后支撑杆和后整流支撑环。前后整流支撑环结构均为三叶挡板型，前整流支撑环装配于驱动喷嘴前端凹槽内，内有螺纹与过流面积调节柱连接，定心支撑过流面积调节柱，起整流作用，后整流支撑环装配于增压器扩压室前端凹槽内，起支撑扩压作用，且后整流支撑环处属于增压器扩压室范围。过流面积调节柱为中段截面积可调的金属圆柱，通过不同直径过流面积调节柱的选取，可调节驱动喷嘴处的过流面积，完成操作参数调节。自激励后旋流转子位于增压器混合室前端，流体过流驱动转子旋转，引发流体扰动，可达到增厚混合边界层，增强动量交换的目的。转子由过流面积调节柱和后支撑杆支撑定位。后支撑杆位于增压器混合室内，与后整流支撑环螺纹连接，后支撑杆前端转子槽镶嵌耐磨内芯，减少摩擦磨损。

成套装置设计核心为多套设备并联。喷射器共用一个低压吸入腔，环形布置。低压吸入腔为圆柱式结构，密封采用垫片密封，吸入腔上端盖与驱动喷嘴底座螺栓连接，吸入腔下端盖与增压器混合室螺纹连接，吸入腔筒体侧壁设两个吸入口吸入低压流体。喷射器下端与流体缓冲罐螺栓连接，流体缓冲罐作用为收集缓冲流体。增压器混合室外腔凹陷处螺纹安装转速变送控制器，实时观测变送转子转速，还具备控制转子转速的条件。

自激励后旋式增压喷射器的工作原理为利用流体激励混合室旋流转子转动，促进流体动量交换，增厚混合边界层，可缩短轴向尺寸并提高性能。整体喷射器结构简单、适用性强，可运用于气-气、气-液、液-液、液-气等各种增压工况。