一种具有蜗壳式引水室的射流泵的制作方法

本发明涉及流体机械技术领域，尤其涉及一种具有蜗壳式引水室的射流泵。

背景技术：

射流泵是一种利用流体的紊流扩散作用来传递能量与质量的流体输送机械，由于其结构简单、便于维护、运行可靠、没有旋转部件等突出优点，已在多个领域内被广泛使用。其工作原理为：高压的工作流体通过喷嘴时，在喷嘴出口处速度急剧增大，压强显著降低，形成真空，在其与吸入口压差的作用下，被吸流体通过被吸流体管道进入泵体，在收缩室内与工作流体混合，并通过后续管道完成输送。根据喷嘴位置的不同，射流泵主要分为两大类：喷嘴布置在被吸流体吸入口四周的称为环形射流泵，喷嘴布置在被吸流体入口中心的称为中心射流泵。

在现有射流泵的流体引入管道设计中，一般仅可将工作流体或被吸流体的其中一种流体的引入管道设计为沿轴线的直管道，另一流体的引入管道则采用垂直于射流泵主体轴线的T型管道。这就使得经T型管道而进入射流泵的流体流动的轴对称性受到严重破坏。由于现有设计理论均将来流假设为对称进水，因而泵内流动的轴对称性对射流泵的性能具有很大的影响。具体而言，主要有以下2点：（1）首先，倘若内部流动的对称性不能保持，会使得内部流场呈现出全局性的明显偏转，使得内部流动状况恶化；（2）其次，由于射流泵的内部流动规律，在低流量比工况下，射流泵收缩室内会产生回流现象。而内部流动的不对称性会导致该处回流的位置、大小分布很不稳定，严重影响了射流泵的性能。因此，如果泵内流动的轴对称性受到较大程度上的破坏，会使得泵的运行工况严重偏离其设计工况，造成效率的下降。

除了会破坏射流泵内部流动的对称性外，现有设计中的T型管道还存在以下缺点或不足：（1）没有针对该处来流进行优化，使得该处流体会与泵体产生较大的正面碰撞，引起较大损失；（2）无法很好地促进工作流体与被吸流体的混合。

现在已有一些技术在对该T型管道进行优化，然而效果并不理想。例如，延长由T型管道至喷嘴的距离，以使在工作流体、被吸流体混合前尽可能均匀，或将T字型管道的入口管道倾斜以减小流体偏转角度，或将T字型入口改为对称布置的双入口模式。然而，这些措施要么受限于空间，要么大幅降低了射流泵的效率，要么对内部流动的改善极其有限。现有技术都没能从根本上解决这一问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的不足，设法改善经现有设计中T型管道进入射流泵的流体的对称性，以提高射流泵内部整体流体的对称性，改善泵内流动状态，并对该处流体进行引流，缓解流体与泵体的正面碰撞，促进工作流体与被吸流体的混合。

本发明所解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种具有蜗壳式引水室的射流泵, 包括流体管道B、套在流体管道B外部的流体管道A和依次与流体管道A出水端连接的收缩管、喉管、扩散管；所述流体管道A的入口端设置有套在流体管道B外部的蜗壳式引水室；沿水流流动方向，所述流体管道A出水端直径逐渐缩小；所述收缩管为直径逐渐缩小的圆管；所述喉管为一直管；所述扩散管为直径逐渐扩大的圆管。

作为优选项：所述流体管道A中为工作流体，流体管道B中为被吸流体时，射流泵主体为一环形射流泵,流体管道A 出水端端点处向内收缩，形成一个面积迅速减小的环形流道，在流体管道A和流体管道B之间形成喷嘴，所述喷嘴位置与流体管道B出水端并齐。

作为优选项：所述流体管道B中为工作流体，流体管道A中为被吸流体时，射流泵主体为一中心射流泵,流体管道B出水端直径逐渐缩小，形成一个面积迅速减小的圆形流道，在出口处形成喷嘴，所述喷嘴位置与流体管道A出水端并齐。

蜗壳式引水室的内部流道为蜗壳式，截面积沿流线方向均匀减小，可以保证其出水断面上流速沿周向均匀分布。

本发明将现有技术中的蜗壳式引水室和射流泵结合起来，形成了一种新的具有蜗壳式引水室的射流泵，与现有技术中的射流泵相比，射流泵内部流动状态、射流泵效率均得到了很大的改善。

具体而言，本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：

1.整体结构与现有射流泵大体相同，制造安装简单；

2.射流泵内部流动对称性较好，流动更加稳定，水力性能得到改善；

3.流体A与泵体的正面碰撞得到缓解，减小了流动损失，并且两股流体的混合得到促进，可以适当减小喉管长度，有利于提高效率；

4.由于蜗壳式引水室出水断面上流速分布均匀，故可以缩短流体A过渡管道的长度，减小沿程水力损失；

5.既适用于环形射流泵，也适用于中心射流泵。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图;

附图2是本发明中蜗壳式引水室的结构示意图;

附图3是本发明中蜗壳式引水室的剖面示意图;

附图4为实施例1中蜗壳式引水室环形射流泵的喷嘴处剖面示意图;

附图5为实施例2中蜗壳式引水室中心射流泵的喷嘴处剖面示意图;

其中：流体管道A-1；流体管道B-2；收缩管-3；喉管-4；扩散管-5；蜗壳式引水室-6。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案的有效方式做进一步说明：

在图1-图5中，

一种具有蜗壳式引水室的射流泵, 包括流体管道B2、套在流体管道B2外部的流体管道A1和依次与流体管道A1出水端连接的收缩管3、喉管4、扩散管5；所述流体管道A1的入口端设置有套在流体管道B2外部的蜗壳式引水室6；沿水流流动方向，所述流体管道A1出水端直径逐渐缩小；所述收缩管3为直径逐渐缩小的圆管；所述喉管4为一直管；所述扩散管5为直径逐渐扩大的圆管。

所述流体管道A1中为工作流体，流体管道B2中为被吸流体时，射流泵主体为一环形射流泵,流体管道A1 出水端端点处向内收缩，形成一个面积迅速减小的环形流道，在流体管道A1和流体管道B2之间形成喷嘴7，所述喷嘴7位置与流体管道B2出水端并齐。

所述流体管道B2中为工作流体，流体管道A1中为被吸流体时，射流泵主体为一中心射流泵,流体管道B2出水端直径逐渐缩小，形成一个面积迅速减小的圆形流道，在出口处形成喷嘴7，所述喷嘴7位置与流体管道A1出水端并齐。

附图1所示的蜗壳式引水室射流泵，它由流体A管道、蜗壳式引水室、流体入口管道、收缩室、喉管、扩散管构成。所述流体A管道为流体进入射流泵的进入管道之一；蜗壳式引水室为一环形引水结构，其圆形入口与工作流体入口管道相接，出口与工作流体A管道相接，其内部流道为蜗壳式，截面积沿流线方向均匀减小；流体A管道为圆环形直管道；当射流泵主体为环形射流泵时，流体A管道内部末端向内收缩形成喷嘴，其作用是使得该处的流道面积减小，以提高该处的流体速度；当射流泵主体为中心射流泵时，流体B管道末端收缩，形成圆形喷嘴；收缩室为一锥形收缩圆管；喉管为一直管道，其作用为使两股流体在该管段内充分混合，喉管过短会使得流体混合不够充分、影响射流泵的抽吸能力，过长则会增加流动损失；扩散管为一锥形扩散圆管。

附图2所示的蜗壳式引水室，它由入口、蜗壳式流道、出口构成。

附图3为蜗壳式引水室的剖面示意图，其内部流道在各处的横截面积沿着流动方向均匀减小。与现有设计中的T型管道相比，蜗壳式引水室的优点主要有：（1）由于蜗壳式引水室的流道横截面积的均匀减小，迫使流体A均匀地由蜗壳式流道向蜗壳式引水室出口的环形流道转移，这样就使得流体A进入流体出口处的环形流道后，在该环形流道横截面上质量流量、速度、压强等流动参数分布均匀，保证了流体A流动的轴对称性，进而提高了泵内整体流动的轴对称性；（2）流体A在经过该蜗壳式引水室进入过渡管道3时，所经的流道均为均匀过渡，大大减轻了流体A与管道壁面的正面撞击，减小了流动损失；（3）由于蜗壳式引水室的引流作用，流体A在经该结构后具有一定的环向速度分量，流体A呈螺旋状向前流动，这使得该股流体在与流体B相遇时更易于混合，使得喉管的长度可以大为减少，进而再次减小流动损失，提高泵的效率。

实施例1：本实施例为一蜗壳式引水室环形射流泵。其中流体A为工作流体，从入口管道1进入；流体B为被吸流体，从入口管道2进入。其中喷嘴处的结构如附图4所示。当工作流体A通过蜗壳式引水室后，因其引流作用，缓解了其与壁面的正面撞击，并使得流体在工作流体过渡管道的圆环形截面上质量流量、速度、压强等流动参数分布均匀，抑制了流动不对称带来的不良影响，大大改善了射流泵内部流动，提高了效率。此外，由于蜗壳式引水室的作用，工作流体A呈螺旋状向前流动，更易于与被吸流体B混合，喉管的长度可减小10%-40%，进一步提高射流泵的效率。

实施例2：本实施例为一蜗壳式引水室中心射流泵。其中流体A为被吸流体，从入口管道1进入；流体B为工作流体，从入口管道2进入。其中喷嘴处的结构如附图5所示。当被吸流体A通过蜗壳式引水室后，因其引流作用，缓解了其与壁面的正面撞击，并使得流体在被吸流体过渡管道的圆环形截面上质量流量、速度、压强等流动参数分布均匀，抑制了流动不对称带来的不良影响，大大改善了射流泵内部流动，提高了效率。此外，由于蜗壳式引水室的作用，被吸流体A呈螺旋状向前流动，更易于与工作流体B混合，喉管的长度可减小20%-35%，进一步提高射流泵的效率。

附图4为实施例1中蜗壳式引水室环形射流泵喷嘴处的剖面示意图。

附图5为实施例2中蜗壳式引水室中心射流泵喷嘴处的剖面示意图。

尽管本说明书较多地使用了流体管道A 1；流体管道B 2；收缩管3；喉管4；扩散管5；蜗壳式引水室6；喷嘴7等术语，但并不排除 使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便的描述本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离 本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。