本發(fā)明涉及一種液體射流泵，尤其涉及一種用于液體射流泵減蝕的環(huán)對稱補(bǔ)氣裝置及其方法。

背景技術(shù)：

液體射流泵是一種利用高速液體作為工作動力，抽吸、運(yùn)輸液體的流體輸送機(jī)械及混合反應(yīng)設(shè)備。較為常用的液體射流泵一般由工作水管、噴嘴、吸水管、吸入室、喉管入口段、喉管、擴(kuò)散管和出水管等組成。液體射流泵的構(gòu)件數(shù)量不多且各自的位置都是固定的，沒有運(yùn)動的構(gòu)件，因此具有結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、密封性好和安全性高等優(yōu)點(diǎn)。液體射流泵被廣泛應(yīng)用于動力、機(jī)械等國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域，特別適合于水下、放射、腐蝕等不宜人員靠近的危險場合。但它也還存在易出現(xiàn)空化、空蝕，并伴隨有振動和噪聲等缺陷和不足之處。

液體射流泵工作水管中的工作液在橫截面逐漸縮小的噴嘴處將壓能轉(zhuǎn)化為動能，處于高速低壓狀態(tài)，由此將被吸液抽吸到喉管內(nèi)，兩股流速不同的流體勢必會發(fā)生劇烈的剪切、紊動來傳遞能量與質(zhì)量，在喉管邊界層內(nèi)存在著較大的壓力脈動。因此，在射流泵喉管的前端及中部區(qū)域內(nèi)易產(chǎn)生空化、空蝕現(xiàn)象。當(dāng)射流泵出口壓力降低時，喉管內(nèi)離析出微汽泡的數(shù)量明顯增多，聚集在一起形成形狀基本穩(wěn)定的空化云，隨著出口壓力的進(jìn)一步降低，空化云會向喉管出口附近擴(kuò)展，并形成混合良好的氣液二相流。當(dāng)該二相流達(dá)到極限狀態(tài)時將阻塞液體在喉管內(nèi)的流動，此時射流泵出口壓力再進(jìn)一步降低，其吸入流量也不再增加，而是保持在一個基本不變的數(shù)值上。同時，微汽泡在喉管末端大量潰滅，從而產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動和噪聲。液體射流泵發(fā)生空蝕時的空化云會嚴(yán)重影響輸送流體的效率，空蝕產(chǎn)生的振動還會對各構(gòu)件反復(fù)施加無規(guī)則的荷載，嚴(yán)重影響整個系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

為了降低射流泵空蝕時所產(chǎn)生的振動和噪聲，可以加大吸入壓力或增加射流泵的淹沒深度，但其缺點(diǎn)是會增加施工的難度和成本；也可以增大射流泵的面積比或者降低射流泵的工作壓力，而其缺點(diǎn)是以偏離最優(yōu)工況、犧牲效率來降低其振動和噪聲。如申請?zhí)?00720084915.0的實用新型專利公開了一種降低振動和噪聲的液體射流泵，是在液體射流泵喉管處增加進(jìn)氣管和閥門構(gòu)成，進(jìn)氣管設(shè)置在喉管1/4至3/4的部位，在進(jìn)氣管上又安裝有閥門。又如申請?zhí)?00710052818.8的發(fā)明專利公開了一種降低射流泵空蝕振動和噪聲的自動補(bǔ)氣裝置，該裝置是在液體射流泵的基礎(chǔ)上設(shè)置有自動補(bǔ)氣裝置，所述自動補(bǔ)氣裝置是包括壓力傳感器、PLC控制器、接觸器、主進(jìn)氣管、常開閥和電磁閥，壓力傳感器設(shè)置在喉管的末端，PLC控制器與壓力傳感器相連，電磁閥設(shè)置在主進(jìn)氣管上控制進(jìn)氣與否，主進(jìn)氣管設(shè)置在喉管的中部。以上所述無論是降低振動和噪聲的液體射流泵,還是降低射流泵空蝕振動和噪聲的自動補(bǔ)氣裝置，它們都能有效降低射流泵的空蝕振動和噪聲。但它們都還存在不足之處：兩者均采用非對稱的補(bǔ)氣方式，都只在射流泵喉管部位設(shè)置了一個進(jìn)氣管，這樣空氣的補(bǔ)入會使主流偏離軸線位置，導(dǎo)致喉管內(nèi)存在水力不對稱和不均勻問題，從而直接影響射流泵輸送流體的效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的正是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷和不足，提出一種用于液體射流泵減蝕的環(huán)對稱補(bǔ)氣裝置及其方法。該環(huán)對稱補(bǔ)氣裝置是在距喉管入口1～2倍喉管內(nèi)徑的斷面環(huán)對稱均勻地設(shè)置四個進(jìn)氣孔；該方法是使用所述環(huán)對稱補(bǔ)氣裝置向喉管斷面環(huán)對稱地、均勻地自動補(bǔ)入空氣。

為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明是由以下技術(shù)措施構(gòu)成的技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

本發(fā)明所述一種用于液體射流泵減蝕的環(huán)對稱補(bǔ)氣裝置，包括由工作水管，吸水管，噴嘴，吸入室，喉管入口段，喉管，擴(kuò)散管和出水管組成液體射流泵；按照本發(fā)明，還包括在喉管斷面設(shè)置的環(huán)對稱補(bǔ)氣裝置；所述環(huán)對稱補(bǔ)氣裝置包括四個進(jìn)氣孔，四根進(jìn)氣管，四個控制閥，四個止回閥和四個數(shù)顯氣體流量計；所述第一進(jìn)氣孔依次與第一進(jìn)氣管、第一控制閥、第一止回閥和第一數(shù)顯氣體流量計連接；第二進(jìn)氣孔依次與第二進(jìn)氣管、第二控制閥、第二止回閥和第二數(shù)顯氣體流量計連接；第三進(jìn)氣孔依次與第三進(jìn)氣管、第三控制閥、第三止回閥和第三數(shù)顯氣體流量計連接；第四進(jìn)氣孔依次與第四進(jìn)氣管、第四控制閥、第四止回閥和第四數(shù)顯氣體流量計連接；所述第一進(jìn)氣管、第二進(jìn)氣管、第三進(jìn)氣管和第四進(jìn)氣管均與設(shè)置有總閥的總進(jìn)氣管連通。

上述技術(shù)方案中，所述第一進(jìn)氣管、第二進(jìn)氣管、第三進(jìn)氣管和第四進(jìn)氣管上分別安裝第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥和第四控制閥；第一止回閥、第二止回閥、第三止回閥和第四止回閥以及第一數(shù)顯氣體流量計、第二數(shù)顯氣體流量計、第三數(shù)顯氣體流量計和第四數(shù)顯氣體流量計。

上述技術(shù)方案中，為減少易發(fā)生在射流泵喉管前端至中部區(qū)域的空化空蝕，所述環(huán)對稱補(bǔ)氣裝置設(shè)置在距喉管入口1～2倍喉管內(nèi)徑的斷面。

上述技術(shù)方案中，所述環(huán)對稱補(bǔ)氣裝置中第一進(jìn)氣孔、第二進(jìn)氣孔、第三進(jìn)氣孔和第四進(jìn)氣孔均勻地布置于喉管斷面四周，即形成環(huán)對稱的進(jìn)氣孔。

上述技術(shù)方案中，所述總進(jìn)氣管其進(jìn)口直接與大氣相通。

本發(fā)明所述設(shè)置的環(huán)對稱補(bǔ)氣裝置中，所述總閥用來控制通過總進(jìn)氣管的總進(jìn)氣量，所述第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥和第四控制閥用來控制通過對應(yīng)的第一進(jìn)氣管、第二進(jìn)氣管、第三進(jìn)氣管和第四進(jìn)氣管進(jìn)入對應(yīng)的第一進(jìn)氣孔、第二進(jìn)氣孔、第三進(jìn)氣孔和第四進(jìn)氣孔的空氣量，各進(jìn)氣孔的空氣量由對應(yīng)的數(shù)顯氣體流量計顯示，所述第一止回閥、第二止回閥、第三止回閥和第四止回閥是為了防止喉管內(nèi)液體外流。

本發(fā)明使用所述一種用于液體射流泵減蝕的環(huán)對稱補(bǔ)氣裝置以實現(xiàn)液體射流泵減蝕的環(huán)對稱補(bǔ)氣方法，其操作步驟如下：使用在距液體射流泵喉管入口1～2倍喉管內(nèi)徑的斷面設(shè)置的環(huán)對稱補(bǔ)氣裝置；當(dāng)液體射流泵喉管內(nèi)出現(xiàn)空化空蝕時，通過總進(jìn)氣管向喉管斷面環(huán)對稱地、均勻地自動補(bǔ)充空氣；調(diào)節(jié)總閥控制進(jìn)入總進(jìn)氣管的總補(bǔ)氣量；通過第一進(jìn)氣管，第二進(jìn)氣管，第三進(jìn)氣管和第四進(jìn)氣管上安裝的各數(shù)顯氣體流量計顯示各進(jìn)氣管通過的空氣流量，并調(diào)節(jié)各進(jìn)氣管上的控制閥來保證由每根進(jìn)氣管吸入喉管斷面均勻?qū)ΨQ布置的各進(jìn)氣孔的空氣流量是相同的，以達(dá)到進(jìn)氣均勻、對稱的目的；所述四個控制閥和一個總閥只需一次性調(diào)試好即可實現(xiàn)自動補(bǔ)氣，無需頻繁操作。

本發(fā)明所述的環(huán)對稱補(bǔ)氣裝置，當(dāng)安裝在各進(jìn)氣管上的止回閥和數(shù)顯氣體流量計出現(xiàn)故障時，關(guān)閉各控制閥則能方便地對其進(jìn)行拆卸和維修。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及積極效果：

1、本發(fā)明所述在液體射流泵喉管上增設(shè)了環(huán)對稱補(bǔ)氣裝置，該環(huán)對稱補(bǔ)氣裝置中各儀器構(gòu)件均為常用的市場上能配套購買的，其結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠，且成本低廉。

2、使用本發(fā)明所述的環(huán)對稱補(bǔ)氣裝置來實現(xiàn)液體射流泵減蝕的環(huán)對稱補(bǔ)氣方法，即向液體射流泵喉管斷面環(huán)對稱地、均勻地自動補(bǔ)充空氣；根據(jù)環(huán)對稱補(bǔ)氣裝置中數(shù)顯氣體流量計的讀數(shù)，調(diào)節(jié)每根進(jìn)氣管上的控制閥，使通過各進(jìn)氣管進(jìn)入對應(yīng)的各進(jìn)氣孔的空氣量相同，保證進(jìn)入射流泵喉管的空氣對稱、均勻，從而不僅能有效減蝕，還能有效降低液體射流泵空蝕所產(chǎn)生的振動和噪聲。

3、本發(fā)明設(shè)置的環(huán)對稱補(bǔ)氣裝置采用自然補(bǔ)氣，當(dāng)液體射流泵喉管內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓及空化空蝕時，空氣可以在負(fù)壓的作用下通過各進(jìn)氣管進(jìn)入對應(yīng)的各進(jìn)氣孔自動進(jìn)入射流泵喉管均勻?qū)ΨQ地補(bǔ)氣，從而有效消除喉管內(nèi)的負(fù)壓現(xiàn)象。

4、本發(fā)明設(shè)置的液體射流泵環(huán)對稱補(bǔ)氣裝置使用簡便，四個控制閥和一個總閥只需一次性調(diào)試好即可實現(xiàn)自動補(bǔ)氣，無需頻繁操作。

5、本發(fā)明所述用于液體射流泵減蝕的環(huán)對稱補(bǔ)氣裝置及其方法，可廣泛應(yīng)用于動力、機(jī)械等國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域的各種液體射流泵之中。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述一種用于液體射流泵減蝕的環(huán)對稱補(bǔ)氣裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明圖1中所述環(huán)對稱補(bǔ)氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1—工作水管；2—噴嘴；3—吸水管；4—吸入室；5—喉管入口段；6—喉管；7—擴(kuò)散管；8—出水管；9—環(huán)對稱補(bǔ)氣裝置；10-1—第一進(jìn)氣孔；10-2—第二進(jìn)氣孔；10-3—第三進(jìn)氣孔；10-4—第四進(jìn)氣孔；11-1—第一進(jìn)氣管；11-2—第二進(jìn)氣管；11-3—第三進(jìn)氣管；11-4—第四進(jìn)氣管；12-1—第一控制閥；12-2—第二控制閥；12-3—第三控制閥；12-4—第四控制閥；13-1—第一止回閥；13-2—第二止回閥；13-3—第三止回閥；13-4—第四止回閥；14-1—第一數(shù)顯氣體流量計；14-2—第二數(shù)顯氣體流量計；14-3—第三數(shù)顯氣體流量計；14-4—第四數(shù)顯氣體流量計；15—總閥；16—總進(jìn)氣管。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但并不意味著是對本發(fā)明保護(hù)范圍的任何限定。

本發(fā)明所述的一種用于液體射流泵減蝕的環(huán)對稱補(bǔ)氣裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括由工作水管1，噴嘴2，吸水管3，吸入室4，喉管入口段5，喉管6，擴(kuò)散管7和出水管8組成的液體射流泵；按照本發(fā)明，還包括在喉管斷面設(shè)置的環(huán)對稱補(bǔ)氣裝置9，該環(huán)對稱補(bǔ)氣裝置9設(shè)置于距喉管6入口1～2倍喉管內(nèi)徑的斷面。

圖2中，所述環(huán)對稱補(bǔ)氣裝置9中包括四個進(jìn)氣孔，四根進(jìn)氣管，四個控制閥，四個止回閥和四個數(shù)顯氣體流量計；所述四個進(jìn)氣孔均勻地布置于喉管斷面四周，即形成環(huán)對稱的進(jìn)氣孔。第一進(jìn)氣孔10-1依次與第一進(jìn)氣管11-1、第一控制閥12-1、第一止回閥13-1和第一數(shù)顯氣體流量計14-1連接，第一進(jìn)氣管11-1還與設(shè)置有總閥15的總進(jìn)氣管16連通；第二進(jìn)氣孔10-2依次與第二進(jìn)氣管11-2、第二控制閥12-2、第二止回閥13-2和第二數(shù)顯氣體流量計14-2連接，第二進(jìn)氣管還與設(shè)置有總閥15的總進(jìn)氣管16連通；第三進(jìn)氣孔10-3依次與第三進(jìn)氣管11-3、第三控制閥12-3、第三止回閥13-3和第三數(shù)顯氣體流量計14-3連接，第三進(jìn)氣管還與設(shè)置有總閥15的總進(jìn)氣管16連通；第四進(jìn)氣孔10-4依次與第四進(jìn)氣管11-4、第四控制閥12-4、第四止回閥13-4和第四數(shù)顯氣體流量計14-4連接，第四進(jìn)氣管還與設(shè)置有總閥15的總進(jìn)氣管16連通；總進(jìn)氣管16進(jìn)口直接與大氣相通。

所述第一進(jìn)氣管、第二進(jìn)氣管、第三進(jìn)氣管和第四進(jìn)氣管上分別設(shè)置有第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥和第四控制閥；第一止回閥、第二止回閥、第三止回閥和第四止回閥以及第一數(shù)顯氣體流量計、第二數(shù)顯氣體流量計、第三數(shù)顯氣體流量計和第四數(shù)顯氣體流量計。

實施例

本實施例中所述液體射流泵喉管內(nèi)徑為5cm，四個進(jìn)氣孔均勻布置在在距液體射流泵喉管6入口1倍喉管內(nèi)徑的斷面，即5cm處；本實施例中四根進(jìn)氣管均采用DN10管，每根進(jìn)氣管上設(shè)置有配套的控制閥、止回閥和數(shù)顯氣體流量計；總進(jìn)氣管16采用DN20管，總進(jìn)氣管16上設(shè)置有配套的總閥15。

本實施例使用所述一種用于液體射流泵減蝕的環(huán)對稱補(bǔ)氣裝置來實現(xiàn)環(huán)對稱補(bǔ)氣方法，具體步驟如下：

(1)按照圖1和圖2所示結(jié)構(gòu)連接好各儀器構(gòu)件，在距喉管6入口1倍喉管內(nèi)徑的斷面即5cm處設(shè)置環(huán)對稱補(bǔ)氣裝置9；

(2)當(dāng)液體射流泵喉管內(nèi)出現(xiàn)空化空蝕時時，通過總進(jìn)氣管16，第一進(jìn)氣管，第二進(jìn)氣管，第三進(jìn)氣管和第四進(jìn)氣管向喉管6斷面環(huán)對稱地、均勻地自動補(bǔ)充空氣；

(3)控制總閥15進(jìn)入總進(jìn)氣管16的總補(bǔ)氣量；通過第一進(jìn)氣管，第二進(jìn)氣管，第三進(jìn)氣管和第四進(jìn)氣管上安裝的各數(shù)顯氣體流量計顯示各進(jìn)氣管通過的空氣流量，并調(diào)節(jié)各進(jìn)氣管上的控制閥來保證由每根進(jìn)氣管吸入喉管斷面均勻?qū)ΨQ布置的各進(jìn)氣孔的空氣流量是相同的，以達(dá)到進(jìn)氣均勻、對稱的目的；從而有效減蝕、有效降低液體射流泵空蝕所產(chǎn)生的振動和噪聲；

(4)所述四個控制閥和一個總閥只需一次性調(diào)試好即可實現(xiàn)自動補(bǔ)氣，無需頻繁操作；

(5)同時當(dāng)安裝在各進(jìn)氣管上的止回閥和數(shù)顯氣體流量計出現(xiàn)故障時，關(guān)閉各控制閥即能方便地對其進(jìn)行拆卸和維修。

本發(fā)明設(shè)置的環(huán)對稱補(bǔ)氣裝置采用自然補(bǔ)氣，當(dāng)液體射流泵喉管內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓及空化空蝕時，空氣可以在負(fù)壓的作用下通過各進(jìn)氣管進(jìn)入對應(yīng)的各進(jìn)氣孔自動進(jìn)入射流泵喉管均勻?qū)ΨQ地補(bǔ)氣，從而有效消除喉管內(nèi)的負(fù)壓現(xiàn)象。