專利名稱：一種可以提高離心泵汽蝕性能的引射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流體輸送機械，尤其涉及一種可以提高離心泵汽蝕性能的引射器。它是采用引射技術(shù)來提高離心泵的汽蝕性能，是射流泵與離心泵的有機結(jié)合。
背景技術(shù)：
汽蝕破壞是離心泵故障的重要原因。離心泵一旦發(fā)生汽蝕破壞，不僅導(dǎo)致泵的性能不能滿足要求，而且產(chǎn)生抽空和振動破壞，致使泵不能正常工作。隨著離心泵向高速化發(fā)展以及輸送易汽化介質(zhì)的多樣性，對泵的汽蝕性能提出了越來越高的要求。
提高離心泵的汽蝕性能有兩個途徑，一是提高裝置汽蝕余量NPSHa，二是減小泵必需汽蝕余量NPSHr。提高裝置汽蝕余量主要是通過增加入口壓力或增加進口安裝高度來實現(xiàn)，這在實際應(yīng)用中給泵的安裝和管路的布局帶來相當(dāng)?shù)穆闊?。國外曾?jīng)采用在主離心泵前增添了類似于前置誘導(dǎo)輪的軸向流增壓泵，這種結(jié)構(gòu)可以在一定程度上提高主離心泵的汽蝕性能，但是一方面靠軸向葉輪提高汽蝕性能是有限度的，另一方面這種方法導(dǎo)致泵的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加了投資和運行成本，因此不是理想的辦法。
減小泵必需汽蝕余量NPSHr是提高泵汽蝕性能的根本措施。影響泵汽蝕余量的主要因素是泵葉輪進口部分的幾何形狀，如葉輪進口直徑，葉輪進口安放角，葉片進口邊的形狀，葉片數(shù)，葉輪進口流道形狀等。為了提高泵的汽蝕性能，采用葉輪的優(yōu)化設(shè)計，改進工藝在一定程度上也可以提高泵的汽蝕性能。但采用合理的葉輪結(jié)構(gòu)和形狀來減小NPSHr是很有限的，設(shè)計很好的徑向流離心葉輪的汽蝕比轉(zhuǎn)速為1800～2200。目前，誘導(dǎo)輪技術(shù)是提高離心泵汽蝕性能的有效途徑之一。采用誘導(dǎo)輪設(shè)計的離心泵的汽蝕比轉(zhuǎn)速能夠達到4000～5000。雖然在離心泵主葉輪前增加前置誘導(dǎo)輪在一定程度上滿足了工業(yè)領(lǐng)域?qū)Ρ每蛊g性能的要求。但是，若要取得更高的汽蝕比轉(zhuǎn)速，則靠設(shè)計單個誘導(dǎo)輪是不夠的，可采用第一級變螺距誘導(dǎo)輪和第二級錐形等螺距誘導(dǎo)輪的串聯(lián)結(jié)構(gòu)使高速離心獲取優(yōu)越的汽蝕性能。雖然兩級誘導(dǎo)輪獲得比單級誘導(dǎo)輪更高的汽蝕性能，但是其工作范圍比單級誘導(dǎo)輪要窄一些，而且使軸向長度變長，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。同時有些離心泵的參數(shù)也不適合做成高速離心泵的結(jié)構(gòu)，對于普通轉(zhuǎn)速的離心泵設(shè)計誘導(dǎo)輪幾乎對提高汽蝕性能沒有起到作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可以提高離心泵汽蝕性能的引射器。
一種可以提高離心泵汽蝕性能的引射器依次設(shè)有引射進口、混合段、擴散段和引射出口，在引射進口周邊設(shè)有環(huán)形腔，在環(huán)形腔上設(shè)有引射接口、在環(huán)形腔側(cè)壁設(shè)有多個均勻分布的軸向斜引射噴嘴，軸向斜引射噴嘴與軸向夾角為10°～45°。
另一種可以提高離心泵汽蝕性能的引射器依次設(shè)有引射進口、混合段、擴散段和引射出口，在引射進口的側(cè)壁設(shè)有引射接口，引射接口上接有垂直于引射進口側(cè)壁的軸向直引射單噴嘴，軸向直引射單噴嘴的噴射方向與引射器中心軸線重合。
本發(fā)明通過離心泵出口排放管和引射器引射接口之間的引射回路把泵出口的部分高能流體引回到引射器的引射接口；在引射器中引射接口引回的高能量的噴射流與低能量的工作流在引射器的混合段進行混合后一起進入擴散段，將動壓能轉(zhuǎn)化為靜壓能，然后進入離心泵的進口；提高了泵入口處的壓力來提高離心泵的汽蝕性能。對于高速離心泵，采取誘導(dǎo)輪和引射器的組合結(jié)構(gòu)；對于普通轉(zhuǎn)速的離心泵，直接采用引射器來獲得最佳的汽蝕性能。具有引射器的離心泵可用于輸送溫度范圍為-200～400℃的酸類、堿類、鹽類、醇類、苯類、烷類、藥液類以及水類等含有固體顆粒的液態(tài)介質(zhì)，特別是對汽蝕性能要求嚴格的易汽化液態(tài)介質(zhì)。
引射器的引射技術(shù)是射流泵與離心泵的有機結(jié)合，有點類似于噴射泵，前者主要是從泵本身的出口引出一小部分高壓液流進入到泵進口，其目的是提高泵進口的汽蝕余量；而后者則主要是其它處引進高壓液流作為動力源，其目的是為了輸送所要輸送的液體。引回的流量就相當(dāng)于利用加大流量加大比轉(zhuǎn)速進行設(shè)計，對低比轉(zhuǎn)速離心泵還可以適當(dāng)?shù)靥岣咝剩虼嗽趨?shù)合理的情況下，采用引射技術(shù)對效率的影響是很小的，而對汽蝕性能的提高卻是很明顯的。


圖1是安裝有本發(fā)明的離心泵結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是一種可以提高離心泵汽蝕性能的引射器結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是另一種可以提高離心泵汽蝕性能的引射器結(jié)構(gòu)示意圖；圖中水箱1、引回管道2、閥3、泵出口排放管4、離心泵5、引射器6、進口管道7、引射進口8、引射接口9、環(huán)形腔10、軸向斜引射噴嘴11、混合段12、擴散段13、引射出口14、軸向直引射單噴嘴15。
具體實施例方式
如圖1所示，安裝有本發(fā)明的離心泵中，離心泵5的出口部分高能液體，通過引射回路上的引回管道2從泵出口排放管4引回到泵進口前的引射器6，引射器6的前端通過進口管道7與水箱1相連，后端與泵的進口相連。引回流量的大小通過閥3調(diào)節(jié)。引射器和離心泵的泵體之間通過螺栓相連。
本發(fā)明安裝在離心泵5進口前，通過離心泵5出口排放管4和引射器6的引射接口9之間的引射回路把離心泵出口的部分高能液體引回到引射器6的引射接口9，引射接口9的引回流體經(jīng)過噴嘴后和引射進口8進入的工作流體在引射器6的混合段12混合后一起進入擴散段13，然后進入離心泵5的進口，提高了泵入口處的壓力，從而提高離心泵的汽蝕性能。
如圖2所示，一種可以提高離心泵汽蝕性能的引射器依次設(shè)有引射進口8、混合段12、擴散段13和引射出口14，在引射進口8周邊設(shè)有環(huán)形腔10，在環(huán)形腔10上設(shè)有引射接口9、在環(huán)形腔10側(cè)壁設(shè)有多個均勻分布的軸向斜引射噴嘴11，軸向斜引射噴嘴11與軸向夾角為10°～45°。
如圖3所示，另一種可以提高離心泵汽蝕性能的引射器依次設(shè)有引射進口8、混合段12、擴散段13和引射出口14，在引射進口8的側(cè)壁設(shè)有引射接口9，引射接口9上接有垂直于引射進口側(cè)壁的軸向直引射單噴嘴15，軸向直引射單噴嘴15的噴射方向與引射器中心軸線重合。
在工程實際設(shè)計中，在引射回路的管道上安裝能精確調(diào)節(jié)流量的閥門。為保證工作流體和引射流體之間能夠均勻地混合經(jīng)過噴嘴并擴大，噴嘴到誘導(dǎo)輪或是葉輪之間的距離L應(yīng)大于混合段和擴散段的距離，同時應(yīng)滿足L≥Dt2ctgθ]]>式中θ——噴嘴的射流方向角；Dt——離心泵進口直徑。
L取較大值將有利于提高混合的效率系數(shù)，但會增加整臺離心泵的軸向長度。在設(shè)計時應(yīng)綜合考慮。
引射器射流效率系數(shù)ε的計算公式如下式ϵ=(QQ1+1)NPSHa-NPSHaH-NPSHa]]>式中NPSHa——裝置給定的汽蝕余量
NPSHa——經(jīng)引射混合后誘導(dǎo)輪或葉輪進口前緣所能達到的汽蝕余量；H——離心泵的揚程；Q——實際工作流量；Q1——引回流量，即從泵出口引出的液流流量工作時，工作流體從引射器6的進口8進入引射器的混合段12，引回流量通過引射接口9、軸向直引射單噴嘴15或環(huán)形腔10和軸向斜引射噴嘴11把泵出口的高能流量引入引射器的混合段12，將到混合段末端時兩股液流的速度趨于一致，混合基本完成?；旌弦毫鬟M入擴散段13，在擴散段13內(nèi)混合液流的流速逐漸降低，壓力上升，完成從動能向壓能的轉(zhuǎn)化。然后液流進入離心泵的進口。引回流量的大小通過閥3調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的可以提高離心泵汽蝕性能的引射器包括下列一般設(shè)計參數(shù)溫度T＝-200～400℃引射器進口直徑DN＝離心泵進口直徑Dt喉部直徑Dk混合段長度Lc≤L2]]>擴散段長度Ld≤L2]]>噴嘴到誘導(dǎo)輪或葉輪前的長度L≥Dt2ctgθ]]>噴嘴的直徑φ＝2～5mm其中軸向斜引射多噴嘴引射器噴嘴的射流方向角的角度10°≤θ≤45°噴嘴的個數(shù)4、6、8、12或16，沿周向均勻分布。
權(quán)利要求
1一種可以提高離心泵汽蝕性能的引射器，其特征在于它依次設(shè)有引射進口(8)、混合段(12)、擴散段(13)和引射出口(14)，在引射進口(8)周邊設(shè)有環(huán)形腔(10)，在環(huán)形腔(10)上設(shè)有引射接口(9)、在環(huán)形腔(10)側(cè)壁設(shè)有多個均勻分布的軸向斜引射噴嘴(11)，軸向斜引射噴嘴(11)與軸向夾角為10°～45°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可以提高離心泵汽蝕性能的引射器，其特征在于所述的多個均勻分布的軸向斜引射噴嘴(11)為4、6、8、12或16個。
3一種可以提高離心泵汽蝕性能的引射器，其特征在于它依次設(shè)有引射進口(8)、混合段(12)、擴散段(13)和引射出口(14)，在引射進口(8)的側(cè)壁設(shè)有引射接口(9)，引射接口(9)上接有垂直于引射進口側(cè)壁的軸向直引射單噴嘴(15)，軸向直引射單噴嘴(15)的噴射方向與引射器中心軸線重合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可以提高離心泵汽蝕性能的引射器。它依次設(shè)有引射進口、混合段、擴散段和引射出口，在引射進口周邊設(shè)有環(huán)形腔，在環(huán)形腔上設(shè)有引射接口、在環(huán)形腔側(cè)壁設(shè)有多個均勻分布的軸向斜引射噴嘴，軸向斜引射噴嘴與軸向夾角為10°～45°?；蛘咴谝浣涌谏辖佑写怪庇谝溥M口側(cè)壁的軸向直引射單噴嘴，軸向直引射單噴嘴的噴射方向與引射器中心軸線重合。對于高速離心泵，采取誘導(dǎo)輪和引射器的組合結(jié)構(gòu)；對于普通轉(zhuǎn)速的離心泵，直接采用引射器來獲得最佳的汽蝕性能。具有引射器的離心泵可輸送溫度范圍為－200～400℃的酸類、堿類、鹽類、醇類、苯類、烷類、藥液類以及水類等含有固體顆粒的液態(tài)介質(zhì)，特別是對汽蝕性能要求嚴格的易汽化液態(tài)介質(zhì)。
文檔編號F04D29/66GK1740574SQ20051006043
公開日2006年3月1日 申請日期2005年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月19日
發(fā)明者朱祖超, 崔寶玲 申請人:浙江大學(xué)