可調(diào)式噴射器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可調(diào)式噴射器，包括連通的接受室、擴(kuò)散室，以及安裝在接受室內(nèi)的工作噴嘴，所述接受室、擴(kuò)散室以及工作噴嘴分別具有各自的喉部，且喉部的截面積可調(diào)。所述接受室、擴(kuò)散室以及工作噴嘴在各自的喉部處分別設(shè)有調(diào)節(jié)針閥，所述接受室、擴(kuò)散室以及工作噴嘴上分別設(shè)有驅(qū)動(dòng)各自調(diào)節(jié)針閥的控制裝置。調(diào)節(jié)針閥通過控制裝置在軸向上移動(dòng)，可以調(diào)節(jié)各喉部截面的流通面積。當(dāng)進(jìn)入工作噴嘴和接受室的制冷劑流量發(fā)生變化時(shí)，通過調(diào)節(jié)工作噴嘴喉部截面、接受室喉部截面、擴(kuò)散室喉部截面的流通面積，可以提高噴射器的工作效率，避免激波或回流現(xiàn)象的發(fā)生。
【專利說明】
可調(diào)式噴射器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種可調(diào)式噴射器，具體涉及一種接受室、擴(kuò)散室均為縮放型結(jié)構(gòu)的 噴射器。
【背景技術(shù)】
[0002] 噴射器是一種利用高壓流體來提高低壓流體的壓力進(jìn)而獲得一股壓力居中的流 體的裝置，應(yīng)用非常廣泛。將其應(yīng)用于噴射式系統(tǒng)中，不僅可以替代壓縮機(jī)，減少能量輸入， 而且可以提高系統(tǒng)的可靠性。噴射器的主要損失是工作流體和引射流體在混合前的速度差 以及混合過程中的激波現(xiàn)象。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)公布了一種接受室為縮放型結(jié)構(gòu)的噴射器，可減少工作流體和引射流體 混合時(shí)由于過大的速度差所引起的能量損失，并可避免激波現(xiàn)象的產(chǎn)生。噴射器的引射效 果與其內(nèi)部主要的結(jié)構(gòu)參數(shù)及外部流體參數(shù)相關(guān)，如果二者匹配較好，則噴射器的引射效 果較好。但是固定式噴射器不能調(diào)節(jié)內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)。所以，實(shí)際運(yùn)行工況變化時(shí)，噴射器內(nèi) 部主要的結(jié)構(gòu)參數(shù)與外部流體參數(shù)不匹配，大大影響其工作性能。
[0004] 專利文獻(xiàn)(CN101412011A)公布了一種可調(diào)式噴射器，當(dāng)進(jìn)入噴射器的制冷劑流量 變化時(shí)，通過針閥對噴嘴喉部截面積和混合段錐形入口截面積的調(diào)節(jié)，可提高噴嘴的效率， 并避免氣流在混合段中出現(xiàn)激波或回流現(xiàn)象，提高噴射器的工作效率。但是該可調(diào)式噴射 器的接受室為直管型結(jié)構(gòu)，工作流體和引射流體混合前的速度差較大。
[0005] 針對上述問題，設(shè)計(jì)一個(gè)內(nèi)部主要的結(jié)構(gòu)參數(shù)可調(diào)的新型噴射器，不僅可以調(diào)節(jié) 工作流體噴嘴喉部的截面積，而且可以相應(yīng)調(diào)節(jié)接受室喉部的截面積及擴(kuò)散室喉部的截面 積，以改善噴射器在外界條件改變時(shí)的工作性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，提出一種主要的結(jié)構(gòu)參數(shù)可調(diào)的可調(diào)式噴射 器。
[0007] -種可調(diào)式噴射器，包括連通的接受室、擴(kuò)散室，以及安裝在接受室內(nèi)的工作噴 嘴，所述接受室、擴(kuò)散室以及工作噴嘴分別具有各自的喉部，且喉部的截面積可調(diào)。
[0008] 本發(fā)明可調(diào)式噴射器可以調(diào)節(jié)各喉部截面積，不僅可以減少能量輸入，而且可以 避免等截面混合段中激波的產(chǎn)生，提高噴射器的工作效率。
[0009] 所述接受室、擴(kuò)散室以及工作噴嘴內(nèi)按照流向分別具有位于各自喉部上游的漸縮 段，以及各自喉部下游的漸擴(kuò)段。
[0010] 所述接受室、擴(kuò)散室以及工作噴嘴在各自的喉部處分別設(shè)有調(diào)節(jié)針閥，所述接受 室、擴(kuò)散室以及工作噴嘴上分別設(shè)有驅(qū)動(dòng)各自調(diào)節(jié)針閥的控制裝置。
[0011]所述調(diào)節(jié)針閥可以從各漸縮段伸入喉部，其在軸向上的移動(dòng)由各控制裝置控制。 調(diào)節(jié)針閥在軸向上的移動(dòng)可以調(diào)節(jié)各喉部的有效流通截面積。各喉部、漸擴(kuò)段的流通截面 積與調(diào)節(jié)針閥限定的流通截面積由各調(diào)節(jié)針閥相應(yīng)的錐形決定。
[0012] 所述接受室包括依次設(shè)置的直管段、漸縮段、喉部和漸擴(kuò)段，其中直管段的端頭設(shè) 有第一封頭，直管段側(cè)壁連通有引射流體進(jìn)口通道，漸擴(kuò)段末端與擴(kuò)散室對接。
[0013] 接受室直管段是接收被工作流體卷吸進(jìn)入噴射器的引射流體的通道;接受室漸縮 段、喉部、漸擴(kuò)段是引射流體減壓增速的通道，其中喉部截面積是引射流體流道中最小的。
[0014] 接受室內(nèi)的調(diào)節(jié)針閥包括：
[0015] 位于接受室喉部的第一錐形閥芯；
[0016] 貫穿第一封頭與對應(yīng)控制裝置傳動(dòng)配合的第一聯(lián)動(dòng)件。
[0017] 為了保持第一錐形閥芯的平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)，作為優(yōu)選，所述第一聯(lián)動(dòng)件上設(shè)有與接受室 內(nèi)壁滑動(dòng)配合的第一支撐件。
[0018] 第一聯(lián)動(dòng)件貫穿第一封頭部位應(yīng)保持密封以及可相對滑動(dòng)，以便牽引第一錐形閥 芯。
[0019]所述工作噴嘴由接受室的第一封頭處伸入并延伸至接受室的漸擴(kuò)段末端，所述第 一聯(lián)動(dòng)件滑動(dòng)貼靠在工作噴嘴的外壁上。這樣進(jìn)一步保證第一錐形閥芯的平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)。
[0020] 由于工作噴嘴需要延伸通過接受室喉部，作為優(yōu)選，所述第一錐形閥芯為空心筒 狀且滑動(dòng)的套在工作噴嘴外圍，第一錐形閥芯的外壁為與接受室漸縮段具有相同變化趨勢 的錐面。
[0021] 所述工作噴嘴包括依次設(shè)置的延伸段、漸縮段、喉部和漸擴(kuò)段;其中延伸段的端頭 設(shè)有第二封頭，第二封頭所在端處于接受室外部且在第二封頭上設(shè)有工作流體進(jìn)口通道。 [0022]工作噴嘴內(nèi)的調(diào)節(jié)針閥包括：
[0023]位于工作噴嘴喉部的第二錐形閥芯；
[0024]貫穿第二封頭與對應(yīng)控制裝置傳動(dòng)配合的第二聯(lián)動(dòng)件。
[0025] 為了保持第二錐形閥芯的平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)，作為優(yōu)選，所述第二聯(lián)動(dòng)件上設(shè)有與工作噴 嘴內(nèi)壁滑動(dòng)配合的第二支撐件。
[0026] 第二聯(lián)動(dòng)件貫穿第二封頭部位應(yīng)保持密封以及可相對滑動(dòng)，以便牽引第二錐形閥 芯。
[0027] 所述擴(kuò)散室包括依次設(shè)置的等截面混合室、漸縮段、喉部和漸擴(kuò)段，其中在漸擴(kuò)段 的端頭設(shè)有第三封頭，漸擴(kuò)段側(cè)壁連通有混合流體出口通道。
[0028] 所述漸擴(kuò)段可以是內(nèi)徑一直變化至第三封頭，此時(shí)混合流體出口通道鄰近第三封 頭，也可以是內(nèi)徑變化到預(yù)設(shè)值后再等徑延伸一部分直至第三封頭，此時(shí)混合流體出口通 道連接在等徑延伸部分的側(cè)壁。
[0029] 擴(kuò)散室內(nèi)的調(diào)節(jié)針閥包括：
[0030] 位于擴(kuò)散室喉部的第三錐形閥芯；
[0031] 貫穿第三封頭與對應(yīng)控制裝置傳動(dòng)配合的第三聯(lián)動(dòng)件。
[0032] 第三聯(lián)動(dòng)件貫穿第三封頭部位應(yīng)保持密封以及可相對滑動(dòng)，以便牽引第三錐形閥 芯。
[0033] 各控制裝置手動(dòng)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)控制或采用現(xiàn)有方式自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，例如線性螺旋管線 圈電動(dòng)機(jī)。
[0034] 本發(fā)明可調(diào)式噴射器調(diào)節(jié)各喉部截面的流通面積，當(dāng)進(jìn)入工作噴嘴和接受室的制 冷劑流量發(fā)生變化時(shí)，通過調(diào)節(jié)工作噴嘴喉部截面、接受室喉部截面、擴(kuò)散室喉部截面的流 通面積，可以提高噴射器的工作效率，避免激波或回流現(xiàn)象的發(fā)生。
【附圖說明】
[0035] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例可調(diào)式噴射器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 實(shí)施例1
[0037] 如圖1所示，本實(shí)施例可調(diào)式噴射器包括接受室1以及通過連接件3與接受室1對接 的擴(kuò)散室4、接受室1內(nèi)安裝有工作噴嘴9。
[0038] 接受室1依次設(shè)有直管段la、漸縮段lb、喉部lc、漸擴(kuò)段ld，直管段la側(cè)壁連通有引 射流體進(jìn)口通道2，直管段la端頭安裝有第一封頭13。
[0039] 接受室1內(nèi)設(shè)有用于調(diào)節(jié)喉部截面的調(diào)節(jié)針閥14,第一封頭13外部設(shè)有控制裝置 17,調(diào)節(jié)針閥14一端為處在接受室喉部處的第一錐形閥芯14b，另一端通過第一聯(lián)動(dòng)件14a 與控制裝置17連接。
[0040] 第一聯(lián)動(dòng)件14a上設(shè)有與接受室1內(nèi)壁滑動(dòng)配合第一支撐件11支撐，第一聯(lián)動(dòng)件 14a為筒狀，滑動(dòng)配合在工作噴嘴9外圍且貫穿出第一封頭13與控制裝置17連接。
[0041] 相對于第一封頭13,第一聯(lián)動(dòng)件14a是滑動(dòng)的。第二、三聯(lián)動(dòng)件同理。
[0042] 第一錐形閥芯14b為空心筒狀且滑動(dòng)的套在工作噴嘴9外圍，第一錐形閥芯14b的 外壁為與接受室1的漸縮段lb具有相同變化趨勢的錐面。
[0043]工作噴嘴9依次設(shè)有延伸段9a、漸縮段％、喉部9c、漸擴(kuò)段9d，延伸段9a端頭設(shè)有第 二封頭18,第二封頭18上設(shè)有工作流體進(jìn)口通道15。
[0044]工作噴嘴9內(nèi)設(shè)有用于調(diào)節(jié)工作噴嘴喉部截面的調(diào)節(jié)針閥12,調(diào)節(jié)針閥12包括位 于喉部9c的第二錐形閥芯12b，以及貫穿第二封頭18與對應(yīng)控制裝置16傳動(dòng)配合的第二聯(lián) 動(dòng)件12a。第二聯(lián)動(dòng)件12a上設(shè)有與工作噴嘴9內(nèi)壁滑動(dòng)配合的第二支撐件10。
[0045]擴(kuò)散室4依次設(shè)有等截面面積的混合段4a、漸縮段4b、喉部4c、漸擴(kuò)段4d、漸擴(kuò)段4d 內(nèi)徑變化到預(yù)設(shè)值后等徑延伸一部分直至第三封頭6,等徑延伸部分側(cè)壁連通有混合流體 出口通道5。
[0046] 擴(kuò)散室4內(nèi)設(shè)有用于調(diào)節(jié)擴(kuò)散室喉部截面的調(diào)節(jié)針閥7,調(diào)節(jié)針閥7包括位于擴(kuò)散 室喉部的第三錐形閥芯7b，第三錐形閥芯7b通過貫穿第三封頭6的第三聯(lián)動(dòng)件7a連接控制 裝置8。
[0047] 在實(shí)際的噴射式系統(tǒng)中，外部流體參數(shù)的變化會(huì)引起制冷劑流量的改變。當(dāng)制冷 劑流量減小時(shí)，通過調(diào)節(jié)針閥12、調(diào)節(jié)針閥14的調(diào)節(jié)，工作噴嘴9的喉部9c流通面積和接受 室1的喉部lc流通面積相應(yīng)地減小，如果擴(kuò)散室4的喉部4c的流通面積不能調(diào)節(jié)，則擴(kuò)散室4 的喉部4c的直徑將大于實(shí)際需求值，擴(kuò)散室4內(nèi)將出現(xiàn)回流現(xiàn)象。
[0048] 當(dāng)制冷劑流量增大時(shí)，通過調(diào)節(jié)針閥12、調(diào)節(jié)針閥14的調(diào)節(jié)，工作噴嘴9的喉部9c 流通面積和接受室1的喉部lc流通面積相應(yīng)地變大，如果擴(kuò)散室4的喉部4c的流通面積不能 調(diào)節(jié)，則擴(kuò)散室4的喉部4c的直徑將小于實(shí)際需求值，將引發(fā)激波現(xiàn)象的產(chǎn)生。因此，可調(diào)式 噴射器可適用于各種不同的運(yùn)行工況，保持良好的工作性能。
[0049] 應(yīng)用例1
[0050] 對于傳統(tǒng)的固定式噴射器，以及本發(fā)明圖1所示噴射器進(jìn)行了模擬計(jì)算，計(jì)算的假 設(shè)條件如下：（1)制冷劑為R134a，噴射系數(shù)為1; (2)對于傳統(tǒng)的固定式噴射器，在接受室出 口截面上工作流體的壓力與引射流體的壓力相同；（3)對于本發(fā)明圖1所示噴射器，混合前 工作流體的壓力與引射流體的壓力相同；（4)工作流體的壓力為1500kPa、溫度為180 °C、流 速為l〇m/S，引射流體的壓力為150kPa、溫度為15°C、流速為5m/s;(5)對于本發(fā)明圖1所示噴 射器，擴(kuò)散器出口混合流體的流速為lOm/s。
[0051] 傳統(tǒng)的固定式噴射器在以上計(jì)算工況下可以得到的噴射器出口壓力為197.5kPa。 隨著工作流體噴嘴出口壓力的變化即各喉部的流通面積的變化，本發(fā)明圖1所示噴射器的 出口壓力如下。
[0052] 表1本發(fā)明圖1所示噴射器的出口壓力隨工作流體噴嘴出口壓力的變化
[0053]
[0054]從計(jì)算結(jié)果可以看出，本發(fā)明圖1所示噴射器可以達(dá)到的出口壓力遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的 固定式噴射器，在理論上證明了本發(fā)明的有益效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種可調(diào)式噴射器，包括連通的接受室、擴(kuò)散室，以及安裝在接受室內(nèi)的工作噴嘴， 其特征在于，所述接受室、擴(kuò)散室以及工作噴嘴分別具有各自的喉部，且喉部的截面積可 調(diào)。2. 如權(quán)利要求1所述的可調(diào)式噴射器，其特征在于，所述接受室、擴(kuò)散室以及工作噴嘴 內(nèi)按照流向分別具有位于各自喉部上游的漸縮段，以及各自喉部下游的漸擴(kuò)段。3. 如權(quán)利要求2所述的可調(diào)式噴射器，其特征在于，所述接受室、擴(kuò)散室以及工作噴嘴 在各自的喉部處分別設(shè)有調(diào)節(jié)針閥，所述接受室、擴(kuò)散室以及工作噴嘴上分別設(shè)有驅(qū)動(dòng)各 自調(diào)節(jié)針閥的控制裝置。4. 如權(quán)利要求3所述的可調(diào)式噴射器，其特征在于，所述接受室包括依次設(shè)置的直管 段、漸縮段、喉部和漸擴(kuò)段，其中直管段的端頭設(shè)有第一封頭，直管段側(cè)壁連通有引射流體 進(jìn)口通道，漸擴(kuò)段末端與擴(kuò)散室對接。5. 如權(quán)利要求4所述的可調(diào)式噴射器，其特征在于，接受室內(nèi)的調(diào)節(jié)針閥包括： 位于接受室喉部的第一錐形閥芯； 貫穿第一封頭與對應(yīng)控制裝置傳動(dòng)配合的第一聯(lián)動(dòng)件。6. 如權(quán)利要求5所述的可調(diào)式噴射器，其特征在于，所述第一錐形閥芯為空心筒狀且滑 動(dòng)的套在工作噴嘴外圍，第一錐形閥芯的外壁為與接受室漸縮段具有相同變化趨勢的錐 面。7. 如權(quán)利要求3所述的可調(diào)式噴射器，其特征在于，所述工作噴嘴包括依次設(shè)置的延伸 段、漸縮段、喉部和漸擴(kuò)段;其中延伸段的端頭設(shè)有第二封頭，第二封頭所在端處于接受室 外部且在第二封頭上設(shè)有工作流體進(jìn)口通道。8. 如權(quán)利要求7所述的可調(diào)式噴射器，其特征在于，工作噴嘴內(nèi)的調(diào)節(jié)針閥包括： 位于工作噴嘴喉部的第二錐形閥芯； 貫穿第二封頭與對應(yīng)控制裝置傳動(dòng)配合的第二聯(lián)動(dòng)件。9. 如權(quán)利要求3所述的可調(diào)式噴射器，其特征在于，所述擴(kuò)散室包括依次設(shè)置的等截面 混合室、漸縮段、喉部和漸擴(kuò)段，其中在漸擴(kuò)段的端頭設(shè)有第三封頭，漸擴(kuò)段側(cè)壁連通有混 合流體出口通道。10. 如權(quán)利要求9所述的可調(diào)式噴射器，其特征在于，擴(kuò)散室內(nèi)的調(diào)節(jié)針閥包括： 位于擴(kuò)散室喉部的第三錐形閥芯； 貫穿第三封頭與對應(yīng)控制裝置傳動(dòng)配合的第三聯(lián)動(dòng)件。
【文檔編號】B05B7/28GK105855084SQ201610321926
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月16日
【發(fā)明人】陳光明, 閆繼位, 唐黎明, 陳琪, 王勤
【申請人】浙江大學(xué)