专利名称：可调多流型蒸汽喷射热泵的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种蒸汽喷射热泵，特别是用于提高蒸汽品位的可调多流型蒸汽
喷射热泵，属于化工设备技术领域。
背景技术：
在工业生产特别是化工生产领域，蒸汽喷射热泵是较常用的设备，其工作原理是利用高品位蒸汽热源作为工作蒸汽，低品位蒸汽热源作为引射蒸汽，工作蒸汽在喷嘴中加速形成高速射流，产生局部低压而吸入引射蒸汽，经混合、减速增压后，从喷射器排出品位介于高品位蒸汽热源和低品位蒸汽热源之间的背压蒸汽热源，实现低品位蒸汽热源的二次利用，达到节能的目的。蒸汽喷射热泵因其结构简单可靠、运转费用低廉而在工业过程得到广泛应用，如真空系统、制冷循环、蒸发、精馏、结晶等单元过程。影响蒸汽喷射热泵工作性能的主要因素有两方面一是操作工况；二是结构参数。前者包括工作蒸汽压强、引射蒸汽压强及背压蒸汽压强等，后者包括喷嘴结构、喷嘴出口距混合室入口距离、扩散管长度、扩散管锥度、喷嘴面积比等参数。热泵的机械效率一般通过引射系数反映，引射系数是指单位质量工作蒸汽能引入引射蒸汽的质量数。CN2459088公开了一种针对获得高真空的气体压縮设备。具有汽室与它连通的气动喷嘴，与被抽介质连通的混合室，设有两个及以上的喷嘴一扩压管支路并联进行蒸汽喷射；CN218809公开了一种具有可旋转喷嘴叶轮的蒸汽热泵，在工作时喷嘴叶轮旋转喷射形成喷射场，强烈的巻吸被抽气体，使工作效率比老式喷射泵显著提高；CN2700569公开了一种用于汽轮机的可调式多喷嘴蒸汽压力匹配器，其特征是在壳体内设有2个以上喷射器，每个喷射器是由喷嘴及其对应混合室、扩压段构成，每个喷嘴上设有调节阀调节喷嘴流量。以往技术由于在混合室内高品位蒸汽与低品位蒸汽直接接触，两者能级差别很大，直接接触造成较大机械碰撞，造成机械能损失，因此热泵效率较低，其引射系数一般在0.2 1.2之间。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种能量损失少、引射系数高的可调多流型蒸汽喷射热泵。 本实用新型采用的技术方案是这样的一种可调多流型蒸汽喷射热泵，结构中包括泵体，位于泵体中心的锥筒形中心喷嘴外端设有工作蒸汽进口，在锥筒形中心喷嘴的外侧同轴套装固定有一个及以上数量的底端封闭的锥筒形环绕喷嘴，两相临环绕喷嘴的内、外筒壁之间构成蒸汽腔，环绕喷嘴的喷嘴口为环形喷嘴口，中心喷嘴的中心喷嘴口与环绕在中心喷嘴外侧的环绕喷嘴的环形喷嘴口呈阶梯排列，且中心喷嘴的中心喷嘴口在最顶端。各环绕喷嘴分别设有工作蒸汽进口，泵体侧壁上设有引射蒸汽进口，泵体前部，即中心喷嘴、环绕喷嘴的喷嘴口外侧腔体为蒸汽混合室，蒸汽混合室的外端与带有锥度的扩散管的小口端相接并连通。
所述的可调多流型蒸汽喷射热泵，其特点是中心喷嘴外侧同轴套装固定有2 3个环绕喷嘴。 所述的可调多流型蒸汽喷射热泵，其特点是所说的中心喷嘴、环绕喷嘴的喷嘴口截面为圆形、椭圆形或矩形。 为了便于安装制作，所述的可调多流型蒸汽喷射热泵，泵体由桶形壳体和锥筒形泵口构成，桶形壳体和锥筒形泵口间为法兰连接。 本实用新型所说的可调多流型蒸汽喷射热泵将工作蒸汽分成同心的多股进料，在混合室中央形成由中心向外的速度逐步降低的蒸汽锥，使工作蒸汽最外层的速度与引射蒸汽速度之间差值减小，从而降低冲击损失，提高了工作蒸汽的能量利用率。其工作原理可描述如下由中心喷嘴口喷出的工作蒸汽和环绕喷嘴口喷出的蒸汽，工作时由于各股工作蒸汽流量可独立调节，动量大小分别可控，且有可调的速度梯度，从而有效地减低了喷嘴前沿的流动冲击损失，降低了流体阻力，形成一个由里向外气速由高到低的工作蒸汽锥，在该气椎的作用下，蒸汽混合室内形成低压区，吸入引射蒸汽，在蒸汽混合室内引射蒸汽被加速，与工作蒸汽完成动量交换和混合，经扩散管减速增压，回收能量后由出口送出符合要求的蒸汽汽源。 本实用新型中，所说的中心喷嘴喷嘴口截面根据实际使用需要可为圆形、椭圆形或矩形；环绕喷嘴喷嘴口截面和中心喷嘴截面相适应，即根据实际使用需要同样可为圆形、椭圆形或矩形。中心喷嘴与环绕喷嘴以及各环绕喷嘴间位置安装时可采用旋转螺纹连接调节定位。 本实用新型中，所说的工作蒸汽进口为多个，每个工作蒸汽进口可有独立蒸汽热源，独立控制，也可以使用同一个蒸汽热源，不独立控制。 由于中心喷嘴和环绕喷嘴间以及各环绕喷嘴间装有可供调节位置的螺纹组件或法兰和垫片组件，相对位置可通过旋转螺纹调整或采用更换法兰垫片厚度调整。通过对各股工作蒸汽的压强的调节、各个环绕喷嘴的相对位置的调节或喷嘴在混合室的位置的调节，可保证蒸汽热泵在最优状况下工作。 本实用新型取得的有益效果是与以往热泵比较，本实用新型采用工作蒸汽多股进料，有效的降低了热泵内部机械能损失，提高了热泵效率，其突出表征可通过热泵引射系数的提高来表达。
图1是本实用新型的结构示意图(剖示图)。[0014] 图中各标号代表的含义是 1、工作蒸汽进口 2、中心喷嘴 3、环绕喷嘴 4、环绕喷嘴 5、工作蒸汽进口6、泵体 7、环形喷嘴口 8、环形喷嘴口 9、中心喷嘴口 10、扩散管 11、蒸汽混合室12、法兰13、垫片14、引射蒸汽进口 15、工作蒸汽进口。
具体实施方式
以下结合附图以及附图给出的具体实施例对本实用新型做进一步描述。[0017] 实例1 如图l所示，一种可调多流型蒸汽喷射热泵，结构中包括泵体6，泵体6由桶形壳
4体和锥筒形泵口构成，桶形壳体和锥筒形泵口间通过法兰12连接，中间垫有垫片13，通过改变垫片13的厚度，可以调节混合室出口与喷嘴口的距离。位于泵体中心的锥筒形中心喷嘴2外端设有工作蒸汽进口 1 ，在锥筒形中心喷嘴2的外侧同轴套装固定有一个及以上数量的底端封闭的锥筒形环绕喷嘴3、4，常用的是2 3个，中心喷嘴与环绕喷嘴以及各环绕喷嘴间采用螺纹连接，便于安装、调节。两相临环绕喷嘴的内、外筒壁之间构成蒸汽腔，环绕喷嘴3、4的喷嘴口 8、7为环形喷嘴口。中心喷嘴2的中心喷嘴口 9与环绕在中心喷嘴2外侧的环绕喷嘴3、4的环形喷嘴口 8、7呈阶梯状排列，且中心喷嘴2的中心喷嘴口 9在最顶端。环绕喷嘴3、4分别设有工作蒸汽进口 15、工作蒸汽进口 5。泵体6侧壁上设有引射蒸汽进口 14。泵体6前部，也就是中心喷嘴、环绕喷嘴的喷嘴口外侧腔体成为蒸汽混合室11，蒸汽混合室11的外端与带有锥度的扩散管10的小口端连接并相通。本实施例中，所说的中心喷嘴2、环绕喷嘴3、4的喷嘴口截面可以是圆形、椭圆形或矩形。[0019] 实施例2 该实施例为可调多流型蒸汽喷射热泵的使用实例。某热敏物料水溶液蒸发浓縮过程，工艺要求蒸发温度必须低于95°C ，采用双效蒸发器，第1效真空度为0. 04MPa，物料温度为92t:，二次蒸汽温度88°C ;第2效真空度为0. 095MPa，物料温度为8(TC，二次蒸汽温度70°C 。第1效采用0. 35MPa水蒸汽加热，二次蒸汽经蒸汽喷射热泵增压后做为第2效蒸发器加热热源。采用本实用新型实施例l所述可调三流型蒸汽喷射热泵，中心喷嘴工作蒸汽压强为0. 35MPa，第一环形喷嘴工作蒸汽压强为0. 25MPa，第二环形喷嘴工作蒸汽压强均为为0. 20Mpa，喷嘴截面为圆形，中心喷嘴和环绕喷嘴间采用螺纹连接，便于调节，泵体由桶形壳体和锥形泵口组成，之间通过法兰连接，可以调节混合室出口与喷嘴口的距离。热泵出口背压为0. llMPa。经实测该热泵的引射系数可达1. 33 ;调节喷嘴组在混合室的位置以及喷嘴组的相对位置，引射系数也随之改变，范围为0. 2-1. 33。使用本实用新型热泵实现了该热敏物料低温双效蒸发，达到节能的目的。
权利要求一种可调多流型蒸汽喷射热泵，结构中包括泵体(6)，位于泵体中心的锥筒形中心喷嘴(2)，其特征在于中心喷嘴(2)外端有工作蒸汽进口(1)，在锥筒形中心喷嘴(2)的外侧同轴套装固定有一个及以上数量的底端封闭的锥筒形环绕喷嘴(3)、(4)，两相临环绕喷嘴的内、外筒壁之间构成蒸汽腔，环绕喷嘴(3)、(4)的喷嘴口(8)、(7)为环形喷嘴口，中心喷嘴(2)的中心喷嘴口(9)与环绕在中心喷嘴(2)外侧的环绕喷嘴(3)、(4)的环形喷嘴口(8)、(7)呈阶梯排列，中心喷嘴(2)的中心喷嘴口(9)在最顶端，环绕喷嘴(3)、(4)分别设有工作蒸汽进口(15)、(5)，泵体侧壁上设有引射蒸汽进口(14)，泵体(6)前部，中心喷嘴、环绕喷嘴的喷嘴口外侧腔体为蒸汽混合室(11)，蒸汽混合室(11)的外端与带有锥度的扩散管(10)的小口端连通。
2. 根据权利要求l所述的可调多流型蒸汽喷射热泵，其特征在于中心喷嘴(2)外侧同轴套装固定有2 3个环绕喷嘴。
3. 根据权利要求1所述的可调多流型蒸汽喷射热泵，其特征在于中心喷嘴与环绕喷嘴以及各环绕喷嘴间采用螺纹连接。
4. 根据权利要求1所述的可调多流型蒸汽喷射热泵，其特征在于所说的中心喷嘴、环绕喷嘴的喷嘴口截面为圆形、椭圆形或矩形。
5. 根据权利要求l所述的可调多流型蒸汽喷射热泵，其特征在于泵体(6)由桶形壳体和锥筒形泵口构成，桶形壳体和锥筒形泵口间为法兰连接。
专利摘要本实用新型涉及一种可调多流型蒸汽喷射热泵。位于泵体中心的锥筒形中心喷嘴的外侧同轴套装固定有一个及以上数量的喷嘴口为环形的锥筒形环绕喷嘴，中心喷嘴的喷嘴口在最顶端，并与环绕喷嘴的环形喷嘴口呈阶梯排列，环绕喷嘴分别设有工作蒸汽进口，泵体侧壁上设有引射蒸汽进口，泵体前部，喷嘴口外侧腔体为蒸汽混合室，其外端接扩散管的小口端。工作蒸汽以高速从中心喷嘴口喷出，其他股工作蒸汽由环绕喷嘴喷嘴口喷出，多股工作蒸汽形成一定速度分布场，共同作用，使喷嘴口处压强降低，吸入引射蒸汽，经蒸汽混合室混合、扩散管减速增压，产生速度梯度可调的喷射流，从而有效地减低了喷嘴口前沿的流动冲击损失，降低了能量损失，提高了机械效率。
文档编号F04F5/16GK201461559SQ20092010406
公开日2010年5月12日 申请日期2009年8月6日 优先权日2009年8月6日
发明者尚会建, 郑学明 申请人:河北科技大学