一种压力交换引射器

本发明涉及引射器，特别是涉及一种压力交换引射器。

背景技术：

1、引射器是一种流体机械装置，高压流体经过引射器喷管形成的高速射流与低压流体进行动量交换，能够提升低压流体的压力达到中压甚至高压；其中，高压流体称为主引射流体(又称工作流体或一次流体)；低压流体称为被引射流体(又称引射流体或二次流体)；二者混合之后的流体称为混合流体，引射系数为衡量引射器性能的一个关键指标，其定义为被引射流体质量流量与主引射流体质量流量之比，在压缩机的运行工况中，其介质为天然气，能够提供的工作气体压力与需求的引射器出口气体压力较高，为4mpa数量级，且需求的引射器出口气体压力不能低于一定值，要求压力损失较小，另外压缩机干气密封一级放空天然气为0.1mpa数量级，与前二者压力相差至少十倍以上，即压缩比和膨胀比非常大，其带来的问题是超声速混合过程复杂作用中造成的能量损失即压力损失是较大的，对于大压缩比而言，压力也很难通过扩压室达到需求的引射器出口气体压力。

2、压缩机的运行工况会变化，干气密封一级天然气放空质量流量和压力也随之变化，根据压缩机不同的运行转速与不同线路不同的密封，干气密封一级天然气的预期放空量在一定范围里变化，对于传统定面积引射器而言，在压力条件的设定下工况不变时，引射性能是一定的，然而在运行工况变化的情况下，干气密封一级天然气放空流量会随着压缩机的运行转速变化，引射器的引射性能变化较大，为保证能够最大程度上回收放空的天然气，实现较大引射系数与较高效率的回收较为困难，使用传统的引射器无法解决上述问题。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种压力交换引射器，用于解决现有技术中无法保证能够最大程度上回收放空的天然气的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种压力交换引射器，包括引射器壳体，所述引射器壳体内设有由第一电动推杆驱动的可调超声速喷管和由第二电动推杆驱动的可调锥，所述可调锥相对所述第二电动推杆的那一端穿设在可调超声速喷管内并与所述可调超声速喷管滑动连接，所述引射器壳体内还设有混合室入口和混合室出口，所述可调超声速喷管上对应所述混合室入口设有第一锥形部，所述可调锥上对应所述混合室出口设有第二锥形部，所述可调锥上还对应所述可调超声速喷管的喉部和出气口设有第三锥形部。

4、于本发明的一实施例中，所述引射器壳体包括第一壳体和与所述第一壳体一体成型的第二壳体，所述第一壳体内依次设有第一安装室和吸入室，所述第二壳体内依次设有混合室、扩压室、出气室和第二安装室，所述第一壳体和第二壳体连接处为混合室入口，所述第一电动推杆位于所述第一安装室内并通过第一调节块安装在所述第一壳体内，所述第二电动推杆位于所述第二安装室内并通过第二调节块安装在所述第二壳体内。

5、于本发明的一实施例中，所述第一电动推杆与可调超声速喷管的连接处设有与所述第一安装室滑动连接的第一滑块，所述第二电动推杆与可调锥的连接处设有与所述第二安装室滑动连接的第二滑块，该技术方案中在第一滑块在第一安装室内滑动的作用下能够使得可调超声速喷管移动的更加稳定，在第二滑块在第二安装室内滑动的作用下能够使得可调锥移动的更加稳定。

6、于本发明的一实施例中，所述可调锥包括位于第二壳体内的第一锥体和位于第一壳体内的第二锥体，所述第二锥形部设置在第一锥体上并与所述第一锥体一体成型，所述第三锥形部设置在第二锥体上并与所述第二锥体一体成型，所述第一锥体和第二锥体之间通过轴承连接，所述轴承的表面套设有转子，所述转子的周向侧面上设有多个沿周向均匀分布的叶片，该技术方案中在转子的转动下会带动叶片进行转动，从而能够将被引射气体和从可调超声速喷管喷出的主引射气体进行混合，提高了混合效率高。

7、于本发明的一实施例中，所述第一壳体上设有与吸入室相连通的第一进气管和与第一安装室相连通的第二进气管，所述可调超声速喷管上对应所述第二进气管设有进气口，所述第一进气管处连接有低压进气管路，所述第二进气管处连接有高压进气管路。

8、于本发明的一实施例中，所述低压进气管路上依次设有第一压力计和第一流量计，所述低压进气管路上还安装有用于控制低压进气管路通断的第一控制阀，该技术方案中第一压力计和第一流量计能够检测到低压进气管路内的被引射气体的压力和流量。

9、于本发明的一实施例中，所述高压进气管路包括相互连接的第一高压进气支路和第二高压进气支路，所述第一高压进气支路上依次设有第二压力计和第二流量计，所述第一高压进气支路上设有用于控制第一高压进气支路通断的第二控制阀，所述第二高压进气支路上依次设有第一调压阀和第二调压阀，所述第二壳体上还设有与出气室相连通和第二高压进气支路连接的出气管，该技术方案中的第二压力计和第二流量计能够检测到第一高压进气支路内的主引射气体的压力和流量。

10、于本发明的一实施例中，所述第一壳体相对所述第二壳体的那一端安装有第一法兰，所述第一壳体朝向所述第二壳体的一端的表面套设有位于所述第一进气管和第二进气管之间的第二法兰，所述第二壳体相对所述第一壳体的那一端安装有第三法兰，所述第一进气管、第二进气管和出气管上均安装有第四法兰。

11、如上所述，本发明的一种压力交换引射器，具有以下有益效果：

12、本发明通过可调超声速喷管和可调锥在电动推杆的驱动下进行相对移动或相背移动，能够改变可调超声速喷管喉部、可调超声速喷管出气口、混合室入口与混合室出口的面积，从而能够通过实时调节可调超声速喷管和可调锥的位置进而调节关键面积，保持原本的压力恢复能力的同时维持较高的引射系数，即引射系数自适应，可以解决非设计工况下的引射器性能和效率不高的问题，从而可以保证能够最大程度上回收放空的天然气。

技术特征：

1.一种压力交换引射器，包括引射器壳体(1)，其特征在于：所述引射器壳体(1)内设有由第一电动推杆(21)驱动的可调超声速喷管(22)和由第二电动推杆(24)驱动的可调锥(23)，所述可调锥(23)相对所述第二电动推杆(24)的那一端穿设在可调超声速喷管(22)内并与所述可调超声速喷管(22)滑动连接，所述引射器壳体(1)内还设有混合室入口(34)和混合室出口(41)，所述可调超声速喷管(22)上对应所述混合室入口(34)设有第一锥形部(30)，所述可调锥(23)上对应所述混合室出口(41)设有第二锥形部(42)，所述可调锥(23)上还对应所述可调超声速喷管(22)的喉部(31)和出气口(33)设有第三锥形部(32)。

2.根据权利要求1所述的一种压力交换引射器，其特征在于：所述引射器壳体(1)包括第一壳体(101)和与所述第一壳体(101)一体成型的第二壳体(102)，所述第一壳体(101)内依次设有第一安装室(26)和吸入室(27)，所述第二壳体(102)内依次设有混合室(40)、扩压室(35)、出气室(36)和第二安装室(38)，所述第一壳体(101)和第二壳体(102)连接处为混合室入口(34)，所述第一电动推杆(21)位于所述第一安装室(26)内并通过第一调节块(20)安装在所述第一壳体(101)内，所述第二电动推杆(24)位于所述第二安装室(38)内并通过第二调节块(25)安装在所述第二壳体(102)内。

3.根据权利要求2所述的一种压力交换引射器，其特征在于：所述第一电动推杆(21)与可调超声速喷管(22)的连接处设有与所述第一安装室(26)滑动连接的第一滑块(28)，所述第二电动推杆(24)与可调锥(23)的连接处设有与所述第二安装室滑动连接的第二滑块(37)。

4.根据权利要求1所述的一种压力交换引射器，其特征在于：所述可调锥(23)包括位于第二壳体(102)内的第一锥体(2301)和位于第一壳体(101)内的第二锥体(2302)，所述第二锥形部(42)设置在第一锥体(2301)上并与所述第一锥体(2301)一体成型，所述第三锥形部(32)设置在第二锥体(2302)上并与所述第二锥体(2302)一体成型，所述第一锥体(2301)和第二锥体(2302)之间通过轴承(43)连接，所述轴承(43)的表面套设有转子(39)，所述转子(39)的周向侧面上设有多个沿周向均匀分布的叶片(44)。

5.根据权利要求2所述的一种压力交换引射器，其特征在于：所述第一壳体(101)上设有与吸入室(27)相连通的第一进气管(2)和与第一安装室(26)相连通的第二进气管(3)，所述可调超声速喷管(22)上对应所述第二进气管(3)设有进气口(29)，所述第一进气管(2)处连接有低压进气管路(9)，所述第二进气管(3)处连接有高压进气管路。

6.根据权利要求5所述的一种压力交换引射器，其特征在于：所述低压进气管路(9)上依次设有第一压力计(10)和第一流量计(11)，所述低压进气管路(9)上还安装有用于控制低压进气管路(9)通断的第一控制阀(12)。

7.根据权利要求5所述的一种压力交换引射器，其特征在于：所述高压进气管路包括相互连接的第一高压进气支路(13)和第二高压进气支路(14)，所述第一高压进气支路(13)上依次设有第二压力计(15)和第二流量计(16)，所述第一高压进气支路(13)上设有用于控制第一高压进气支路(13)通断的第二控制阀(17)，所述第二高压进气支路(14)上依次设有第一调压阀(18)和第二调压阀(19)，所述第二壳体(102)上还设有与所述出气室(36)相连通和第二高压进气支路(14)连接的出气管(4)。

8.根据权利要求5所述的一种压力交换引射器，其特征在于：所述第一壳体(101)相对所述第二壳体(102)的那一端安装有第一法兰(5)，所述第一壳体(101)朝向所述第二壳体(102)的一端的表面套设有位于所述第一进气管(2)和第二进气管(3)之间的第二法兰(6)，所述第二壳体(102)相对所述第一壳体(101)的那一端安装有第三法兰(7)，所述第一进气管(2)、第二进气管(3)和出气管(4)上均安装有第四法兰(8)。

技术总结
本发明提供一种压力交换引射器，包括引射器壳体，所述引射器壳体内设有由第一电动推杆驱动的可调超声速喷管和由第二电动推杆驱动的可调锥，所述可调锥相对所述第二电动推杆的那一端穿设在可调超声速喷管内并与所述可调超声速喷管滑动连接，所述引射器壳体内还设有混合室入口和混合室出口，所述可调超声速喷管上对应所述混合室入口设有第一锥形部，所述可调锥上对应所述混合室出口设第二锥形部；本发明具有以下有益效果：本发明能够通过实时调节可调超声速喷管和可调锥的位置进而调节关键面积，保持原本的压力恢复能力的同时维持较高的引射系数，即引射系数自适应，可以解决非设计工况下的引射器性能和效率不高的问题。

技术研发人员：周登极
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27