一种水喷射抽气装置的制作方法

本发明涉及一种水喷射抽气装置，属于航空设备技术领域。

背景技术：

水喷射抽气器是一种高压工作水流和低压引射气体混合增压的流体机械，具有抽真空、冷凝、排气等多种功能。不同结构的水喷射抽气器，在航空航天、军事国防和国民工业等领域得到广泛应用。以高压水为介质的水喷射抽气器，具有结构简单，体积小，调节方便等优点，应用极为广泛；特别是用于真空与蒸发系统，可进行真空抽水、真空蒸发、真空过滤，真空结晶，干燥，脱臭等工艺，是航空航天、军事国防、电厂需求的设备，也应用于制糖，制药，化工，食品，制盐，味精，牛奶，发酵，以及一些轻工业。

现行的水喷射器基本有三类：单喷嘴单扩压管，多喷嘴单扩压管，多喷嘴多扩压管；第一类，当抽吸量较大时，水喷嘴口径需很大，水射流粗，造成气水传质不充分，水射流动能不能得到充分的利用。第二类虽然单股水射流较细，但要求多股射流必须聚焦于扩压管的喉部，这就势必会造成多股射流的相互碰撞，使水射流的动能大量损耗，同时这种水喷射器加工难度也很大。第三类，多扩散管水喷射器，其实，就是标准的水喷射器进行并联；也可以多种规格型号的喷射器组合。采用多个并联扩散管，每个水喷嘴和扩散管尺寸变小，水射流较细，水气两相流的传质面积增大，加上水室有较好的稳压性能，因此获得较好的抽气效率和高的极限真空度。不仅可以应用于气体压缩，气水混合，液体之间混合，而且使真空蒸发、冷凝，真空除气成为可能。但是，这类喷射器喷管布局复杂，吸入室对于喷管射流的影响依然存在。多扩散管和尾管的连接，存在复杂的结构设计问题，设计和制造要求高。

由此看出，目前水喷射抽气器结构形式比较固定单一，而且其结构固定不能调节，由于引射混合、扩压管道内流场及其复杂，如果喷射器设计不当，一些不明现象将会相互作用和干扰。例如，扩压通道的面积和射流通道的面积的面积比这一参数需要随引射流体的流量变化而变化，如果这个参数不能调整，就需重新设计抽气器的结构，生产和制造都较为麻烦。

技术实现要素：

因此，本发明实施例要解决的技术问题在于克服现有技术中的扩压通道、射流通道的结构设计不合理，抽气器效率低的缺陷，从而提供一种结构设计合理且可调节扩压通道和射流通道的水喷射抽气装置。

本发明的上述目的通过以下技术方案得以实现：

一种水喷射抽气装置，包括壳体；第一扩压体和第二扩压体，安装于所述壳体内，所述第一扩压体和所述第二扩压体相对设置且两者之间的间距形成扩压通道；第一调节机构，设置在所述第一扩压体和所述第二扩压体上，用于调节所述扩压通道的大小；所述第一扩压体设有导向筒，所述导向筒内滑动设置有第一喷射体，所述第二扩压体设有导向环，所述导向环内滑动设置有第二喷射体，所述第一喷射体和所述第二喷射体相对设置，所述第一喷射体和所述第二喷射体之间形成射流通道；第二调节机构，设置在所述第一喷射体和所述第二喷射上，用于调节所述射流通道的大小；所述扩压通道与所述射流通道连通，水从所述射流通道喷出后进入所述扩压通道。

可选地，所述第一扩压体为盘状体，所述盘状体底面在中央部分沿轴线向外凸出形成有第一锥形段，所述第一锥形段侧壁面与所述盘状体底面形成拐角，且所述盘状体底面在所述拐角处向所述盘状体中央方向延伸出一段，所述第一锥形段内侧底面沿轴线向所述盘状体内部凸出形成有圆柱形的导向筒，所述第一锥形段侧壁面设有第一通气孔；所述第二扩压体为盘形体，所述盘形体底面在中央部分沿轴线向内凸出形成有第二锥形段，所述第二锥形段侧壁面与所述盘形体底面形成拐角，且所述盘形体底面在所述拐角处向所述盘形体中央方向延伸出一段，所述第二锥形段底面设置有导向环，所述导向环沿轴向贯穿所述第二锥形段底面，所述第二锥形段侧壁面设有第二通气孔；所述第一扩压体和所述第二扩压体的底面平行设置。

可选地，所述第一喷射体为一端具有喇叭状开口的筒形；所述第二喷射体呈两端具有开口的筒形，且其中一个开口呈喇叭状，所述第二喷射体的筒形内部设有环形肋板，所述环形肋板的环形外侧壁设在在筒形内侧壁上；其中，所述第一喷射体和所述第二喷射体喇叭状的开口端相对设置。

可选地，所述第一扩压体和所述第二扩压体的盘状体边缘均对称设有轴向贯穿的螺纹通孔，且所述第一扩压体的螺纹通孔旋转方向与所述第二扩压体的螺纹通孔旋转方向相反；所述第一调节机构包括第一调节螺钉，所述第一调节螺钉依次穿过所述第一扩压体的螺纹通孔和所述第二扩压体的螺纹通孔，与两者螺纹连接。

可选地，所述第一扩压体导向筒底部设有螺纹通孔，所述第一喷射体筒形底部设有螺纹通孔，所述第二喷射体的环形肋板中央设有与所述第一喷射体筒螺纹通孔螺纹旋转方向相反的螺纹通孔；所述第二调节机构包括第二调节螺钉和密封盖，所述第二调节螺钉穿过所述第一扩压体导向筒底部的螺纹通孔和所述密封盖与所述第一扩压体实现密封连接；所述第二调节螺钉穿过所述第一喷的螺纹通孔和所述第二喷射体的螺纹通孔，与两者螺纹连接。

可选地，所述第一调节机构包括第一导向压盖，所述第二调节机构包括第二导向压盖，所述第一调节螺钉依次穿过所述壳体和所述第一导向压盖，并通过所述第一导向压盖将所述第一调节螺钉固定在所述壳体上；所述第二调节螺钉依次穿过所述壳体和所述第二导向压盖，并通过所述第二导向压盖将所述第二调节螺钉固定在所述壳体上。

可选地，所述壳体包括外筒和定位板，所述外筒两端设有法兰盘，所述定位板与所述外筒在法兰盘处固定连接；所述第一调节螺钉和所述第二调节螺钉通过所述导向压盖分别固定在所述定位板上。

可选地，还包括第一引射管和第二引射管，所述第一引射管一端固定在所述第一锥形段上，并通过所述第一通气孔与所述第一锥形段内腔体连通；所述第二引射管一端固定在所述第二锥形段上，并通过所述第二通气孔与所述第二锥形段内腔体连通。

可选地，所述密封盖，包括带螺纹的螺母座和嵌套在所述螺母座内的密封套，所述螺母座安装在所述第一扩压体上，所述第二调节螺钉穿过所述螺母座，并与所述密封套压紧，实现高压工作水的密封。

可选地，还包括所述转接筒，所述转接筒一端连接所述第二喷射体，另一端连接工作管路。

可选地，所述第一调节螺钉包括四方柱部和具有螺纹的圆柱部，所述四方柱部与所述定位板固定连接，所述圆柱部穿过所述第一扩压体和所述第二扩压体的螺纹通孔，与所述第一扩压体和所述第二扩压体螺纹连接。

可选地，所述扩压通道的面积为流通面积，所述喷射通道的面积为喷射面积，所述流通面积/所述喷射面积为调节面积比ε，ε范围为：2≤ε≤4。

本发明实施例的技术方案，具有如下优点：

1.本发明实施例提供的水喷射抽气装置，设置有第一扩压体和第二扩压体，第一扩压体和第二扩压体内分别滑动设置有第一喷射体和第二喷射体，且第一调节机构通过调整第一扩压体和第二扩压体二者之间的间距来调整扩压通道的大小；第二调节机构通过调整第一喷射体和第二喷射体二者之间的间距来调整射流通道的大小；从而使水喷射抽气装置适应引射流量和工作水压力变化，提高抽气装置的工作效率。

2.本发明实施例提供的水喷射抽气装置，第一扩压体和第二扩压体整体形状均为盘形，两个盘形体的底面平行设置，两个底面之间的间距形成平面扩压通道，不仅易于加工，而且使得扩压均匀平稳。

3.本发明实施例提供的水喷射抽气装置，第一喷射体和第二喷射体均设有喇叭状的开口，这样有利于水在出口处形成较高的速度，优化喷射效果；进一步地，第二喷射体内设有环形肋板，这样的结构，可以减小流动阻力和干扰，而且对第二喷射体内部结构起到支撑和增加强度的作用。

4.本发明实施例提供的水喷射抽气装置，第一扩压体和第二扩压体的螺纹通孔旋向相反，当与第一调节螺钉连接时，有利于调节两者之间间距；第一喷射体和第二喷射体的螺纹通孔旋向相反，当与第二调节螺钉连接时，有利于调节两者之间间距；这样的结构简单，不仅节省空间，而且操作起来方便，易实现。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中水喷射抽气装置整体的一个具体示例的剖视结构示意图；

图2为本发明实施例中第一扩压体的一个具体示例的主视剖视结构示意图；

图3为本发明实施例中第一扩压体的一个具体示例的俯视结构示意图；

图4为本发明实施例中第二扩压体的一个具体示例的主视剖视结构示意图；

图5为本发明实施例中第二扩压体的一个具体示例的俯视结构示意图；

图6为本发明实施例中第一喷射体的一个具体示例的主视剖视结构示意图；

图7为本发明实施例中第一喷射体的一个具体示例的俯视结构示意图；

图8为本发明实施例中第二喷射体的一个具体示例的主视剖视结构示意图；

图9为本发明实施例中第二喷射体的一个具体示例的俯视结构示意图；

图10为本发明实施例中外筒的一个具体示例的主视剖视结构示意图；

图11为本发明实施例中外筒的一个具体示例的俯视结构示意图；

图12为本发明实施例中定位盖的一个具体示例的主视剖视结构示意图；

图13为本发明实施例中定位盖的一个具体示例的俯视结构示意图；

图14为本发明实施例中密封盖一个具体示例的结构示意图；

图15为本发明实施例中转接筒的一个具体示例的主视剖视结构示意图；

图16为本发明实施例中转接筒的一个具体示例的俯视结构示意图；

图17为本发明实施例中第一调节螺钉的一个具体示例的结构示意图；

图18为本发明实施例中第一调节螺钉的一个具体示例的俯视结构示意图；

附图标记：

1-外筒，2-第二扩压体，21-第二锥形段，22-导向环，23-第二通气孔，3-第一扩压体，31-第一锥形段，32-导向筒，33-第一通气孔，4-第一调节螺钉，41-四方柱部，42-圆柱部，5-定位板，6-第一导向压盖，7-第一引射管，71-第二引射管，8-密封盖，81-螺母座，82-密封套，9-第二调节螺钉，10-第二导向压盖，11-第一喷射体，12-第二喷射体，121-环形肋板，13-转接筒。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，本文所用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并非旨在限制本发明。除非上下文明确指出，否则如本文中所使用的单数形式“一”、“一个”和“该”等意图也包括复数形式。使用“包括”和/或“包含”等术语时，是意图说明存在该特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件，而不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件、和/或其他组合的存在或增加。术语“和/或”包括一个或多个相关列出项目的任何和所有组合。术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例

本实施例提供一种水喷射抽气装置，如图1-9所示，包括：壳体；第一扩压体3和第二扩压体2，安装于壳体内，第一扩压体3和第二扩压体2相对设置且两者之间的间距形成扩压通道；第一调节机构，设置在第一扩压体3和第二扩压体2上，用于调节扩压通道的大小；第一扩压体3设有导向筒32，导向筒32内滑动设置有第一喷射体11，第二扩压体2设有导向环22，导向环22内滑动设置有第二喷射体12，第一喷射体11和第二喷射体12相对设置，第一喷射体11和第二喷射体12之间形成射流通道；第二调节机构，设置在第一喷射体11和第二喷射12上，用于调节射流通道的大小；扩压通道与射流通道连通，水从射流通道喷出后进入扩压通道。

本发明实施例中，如图1所示，第一扩压体3和第二扩压体2安装在壳体内，壳体主要用来承载第一扩压体3和第二扩压体2及设置在其上的第一喷射体11和第二喷射体12。第一扩压体3和第二扩压体2在轴向方向上相对设置，两者之间的间距形成扩压通道，第一调节机构设置在第一扩压体3和第二扩压体2上，用来调整二者之间的间距以实现调整扩压通道的大小的目的。进一步地，第一喷射体11安装在第一扩压体3的导向筒32内，第二喷射体12安装在第二扩压体2的导向环22内，需要说明的是，导向筒32和导向环22的壁面为光滑壁面，第一喷射体和11第二喷射体12的壁面也为光滑壁面，第一喷射体11和第二喷射体12可以沿导向筒32和导向环22轴向滑动，且同样的两者在轴向方向上相对设置，在第二调节机构的作用下分别沿导向筒32和导向环22轴向滑动，以调整二者之间的间距，从而实现调整射流通道大小的目的。第一调节机构和第二调节机构都是在轴向上分别调整两个扩压体和两个喷射体之间的间距，这样的结构设计使得调节结构在调整时的一致性，操作起来更方便。通过第一调节机构调节扩压通道大小和第二调节结构调节射流通道的大小，以使水喷射抽气装置适应引射流量和工作水压力变化，从而提高抽气装置的工作效率。

可选地，如图2所示，第一扩压体3为盘状体，盘状体底面在中央部分沿轴线向外凸出形成有第一锥形段31，第一锥形段31侧壁面与盘状体底面形成拐角，且盘状体底面在拐角处向盘状体中央方向延伸出一段，第一锥形段31内侧底面沿轴线向盘状体内部凸出形成有圆柱形的导向筒32，第一锥形段31侧壁面设有第一通气孔33；

如图4所示，第二扩压体2为盘形体，盘形体底面在中央部分沿轴线向内凸出形成有第二锥形段21，第二锥形段21侧壁面与盘形体底面形成拐角，且盘形体底面在拐角处向盘形体中央方向延伸出一段，第二锥形段21底面设置有导向环22，导向环22沿轴向贯穿第二锥形段21底面，第二锥形段21侧壁面设有第二通气孔23；第一扩压体3和第二扩压体2的底面平行设置。

本发明实施例中，需要说明的是，扩压体的壁面所有拐角圆滑过渡且为光滑表面，以保证扩压过程的流畅性。第一扩压体3和第二扩压体2整体形状均为盘形，如图1所示两个盘形体的底面平行设置，两个底面之间的间距形成平面扩压通道，可以有效地减小抽气装置的长度尺寸，系统紧凑；进一步而言，如图2-5所示，第一扩压体3和第二扩压体2均在盘形体底部凸出有锥形段，且锥形段的相对盘形体的凸出方向相反，这样的结构设计，使得两个盘形状的扩压体保证底面平行，扩压通道平行的同时，又为两个喷射体设计了安装空间，一方面易于加工，另一方面使得压力损失小，且扩压过程均匀平稳。

进一步地，如图3和5所示，第一扩压体3和第二扩压体2盘形体的边缘沿轴向均匀开有槽口，可以减轻扩压体的重量。

可选地，如图6-9所示，第一喷射体11为一端具有喇叭状开口的筒形；第二喷射体12呈两端具有开口的筒形，且其中一个开口呈喇叭状，第二喷射体12的筒形内部设有环形肋板121，环形肋板121的环形外侧壁设在在筒形内侧壁上；其中，第一喷射体11和第二喷射体12喇叭状的开口端相对设置。

本发明实施例中，如图6所示，第一喷射体11的内侧壁面与开口端面圆弧过渡形成光滑拐角，喇叭状开口端面包括平面部和沿开口外沿方向延伸的斜面部。如图8-9所示，第二喷射体12内侧壁面与开口端面圆弧过渡形成光滑拐角，喇叭状开口端面包括平面部和沿开口外沿方向延伸的斜面部，具体地，第二喷射体12部包括第一筒形和第二筒形，第一筒形的直径小于第二筒形，第一筒形和第二筒形通过斜面过渡，第一筒形靠近喇叭状开口处，环形肋板121设置在第二筒形内，环形肋板121整体加工成型，形状为菱形，一方面起支撑和增加强度的作用，另一方面，可以减小流动阻力和干扰。如图1所示，相对设置的第一喷射体（11）的喇叭状端面与第二喷射体（12）的喇叭状端面，有利于水在出口处形成较高的速度。

可选地，如图1-5所示，第一扩压体3和第二扩压体2的盘状体边缘均对称设有轴向贯穿的螺纹通孔，且第一扩压体3的螺纹通孔旋转方向与第二扩压体2的螺纹通孔旋转方向相反。第一调节机构包括第一调节螺钉4，第一调节螺钉4依次穿过第一扩压体3的螺纹通孔和第二扩压体2的螺纹通孔，与两者螺纹连接。

本发明实施例中，如图1-3所示，第一扩压体3的螺纹通孔对称设置为两个，且第一扩压体3的螺纹通孔旋转方向与第二扩压体2的螺纹通孔旋转方向相反，举例来说，当第一扩压体3的螺纹通孔为左旋时，第二扩压体2的螺纹通孔螺纹为右旋，这样一方面可以有效防止松固，另一方面当拧动第一调节螺钉4来调整两个扩压体之间的间距时，螺纹连接的配合使得第一调节螺钉4的旋转运动变为两个扩压体沿轴向的移动，且两者在轴向的移动方向相反，举例说明，假设在顺时针拧动时，第一扩压体3和第二扩压体2之间间距变大，逆时针拧动时，两者之间间距变小，这样使用第一调节螺钉4来调整两个扩压体之间的间距时更加简单易操作。

可选地，如图1-9所示，第一扩压体3导向筒32底部设有螺纹通孔，第一喷射体11筒形底部设有螺纹通孔，第二喷射体12的环形肋板121中央设有与第一喷射体11的螺纹通孔螺纹旋转方向相反的螺纹通孔；第二调节机构包括第二调节螺钉9和密封盖8，第二调节螺钉9穿过第一扩压体3导向筒32底部的螺纹通孔和密封盖8与第一扩压体3实现密封连接；第二调节螺钉9穿过第一喷射体11的螺纹通孔和第二喷射体12的螺纹通孔，与两者螺纹连接。

本发明实施例中，如图1所示，第二调节螺钉9依靠密封盖8与第一扩压体3密封连接，一方面，用于承载第一喷射体11和第二喷射体12的重量，另一方面，可以实现高压工作水在扩压体内的密封。进一步地，第一喷射体11和第二喷射体12的螺纹通孔螺纹旋转方向相反的结构设计与第一扩压体3和第二扩压体2类似，当拧动第二调节螺钉9来调节第一喷射体11和第二喷射体12之间的间距时，第一喷射体11和第二喷射体12在轴向的移动方向相反，这样使用第二调节螺钉9来调整两个扩压体之间的间距时更加简单易操作。

可选地，第一调节机构包括第一导向压盖6，第二调节机构包括第二导向压盖10，第一调节螺钉4依次穿过壳体和第一导向压盖6，并通过第一导向压盖6将第一调节螺钉4固定在壳体上；第二调节螺钉9依次穿过壳体和第二导向压盖10，并通过第二导向压盖10将第二调节螺钉9固定在壳体上。

本发明实施例中，导向压盖6为带台阶的法兰，穿过中间孔把调节螺钉固定在壳体上。如图1所示，第一调节螺钉4和第二调节螺钉9分别通过第一导向压盖6和第二导向压盖10固定在壳体上，并进一步的将第一扩压体3、第二扩压体2和第一喷射体11、第二喷射体12安装在壳体上，壳体用来承载和容纳第一扩压体3、第二扩压体2和第一喷射体11、第二喷射体12。

可选地，如图10-13所示，壳体包括外筒1和定位板5，外筒1两端设有法兰盘，定位板5与外筒1在法兰盘处固定连接；本发明实施例中，如图10所示，外筒1为内壁光滑的一段直管道，如图12-13所示，定位板5为具有一定厚度的多孔圆盘，外筒1和定位板5在边缘处均设有螺纹孔，两者通过螺栓固定连接。第一调节螺钉4和第二调节螺钉9通过导向压盖分别固定在定位板5上。

可选地，还包括第一引射管7和第二引射管71，第一引射管7一端固定在第一锥形段31上，并通过第一通气孔33与第一锥形段31内腔体连通；第二引射管71一端固定在第二锥形段21上，并通过第二通气孔23与第二锥形段21内腔体连通。

本发明实施例中，第一引射管7和第二引射管71主要用来将需要被引射的空气和蒸汽引射到扩压体内与喷射流体混合，并在在高速喷射流体的作用下，将混合汽、气体抽出。

可选地，如图14所示，密封盖8，包括带螺纹的螺母座81和嵌套在螺母座81内的密封套82，螺母座81安装在第一扩压体3上，第二调节螺钉9穿过螺母座81，并与密封套82压紧，实现高压工作水的密封。这样的结构密封结构更牢靠，效果更好。

可选地，如图15-16所示，还包括转接筒13，转接筒13一端连接第二喷射体12，另一端连接工作管路。

本发明实施例中，转接筒13内径40mm，为不锈钢材料。一端连接第二喷射体12，另一端为接管法兰，用于引入高压工作流体。使用时，工作流体由转接筒13进入第一喷射体11和第二喷射体12，并从第一喷射体11和第二喷射体12喇叭状的开口喷嘴处喷出，这里的工作流体是水，高压水射流吸入从引射管引射出的低压气体在并在扩压体锥形段内混合，混合流体进入扩压通道并沿着通道速度减慢，压力逐渐升高，最后以略高于大气压力排出抽气装置。

可选地，第一调节螺钉4包括四方柱部41和具有螺纹的圆柱部42，四方柱部41与定位板5固定连接，圆柱部42穿过第一扩压体3和第二扩压体2的螺纹通孔，与第一扩压体3和第二扩压体2螺纹连接。

可选地，扩压通道的面积为流通面积，喷射通道的面积为喷射面积，流通面积/喷射面积为调节面积比ε，ε范围为：2≤ε≤4。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。