本實用新型涉及一種依靠一定壓力的工作流體通過噴嘴高速噴出帶走被輸送流體的引射泵，特別是針對通過多股射流實現(xiàn)輸送液體燃油的引射泵。

背景技術(shù)：

隨著流體力學(xué)和空氣動力學(xué)的發(fā)展,射流泵的廣泛應(yīng)用及高效節(jié)能特點顯著提高,已被廣泛應(yīng)用于水利、電力、交通、冶金、石油、化工、環(huán)境保護、海洋開發(fā)、核能利用、航空及航天等部門，并且在人類工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中越來越顯示出其重要的作用，尤其是在高溫、高壓、放射、易燃、易爆、輸送含有固體顆粒的介質(zhì)和水下等特殊工作條件下，更顯示出其獨特的優(yōu)越性。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對射流泵各個方面的性能提出了更高的要求，然而射流泵內(nèi)部流動結(jié)構(gòu)復(fù)雜，整體效率較低，一直制約著射流泵的發(fā)展。目前，對射流泵的研究大多集中在單噴嘴方面。由于原始射流泵結(jié)構(gòu)尺寸較大、效率較低不利于射流泵的安裝與應(yīng)用。

射流泵也稱水射器，基本結(jié)構(gòu)由噴嘴，吸入室，混合管以及擴散管等部分所組成。構(gòu)造簡單，工作可靠，在給排水工程中經(jīng)常應(yīng)用。射流泵是一種利用高速流體做工作動力的流體機械和混合反應(yīng)設(shè)備。射流泵工作的機理是利用湍射流的紊動擴散作用來達到傳質(zhì)、傳能的目的。即速度較高的工作流體從噴嘴射出，在喉管內(nèi)被吸流體相互摻混，彼此流體質(zhì)點或微團間發(fā)生動量、熱量和質(zhì)量交換，從而使二者的質(zhì)量和動量趨于一致。流體微團或質(zhì)點間的能量、質(zhì)量交換過程實質(zhì)上是紊流中大、小渦體間相互摻混，相互交換的過程。大渦主要通過分解為小渦來傳能,混合器小渦則通過粘性切力作用來耗能。這樣，當(dāng)流體粘性很大時，渦體的分解和渦體間相互摻混受到限制，流體質(zhì)點火微團間的傳質(zhì)、傳能過程不能充分進行，從而引起射流泵性能的下降。按照工作流體的種類射流泵可以分為液體射流泵和氣體射流泵，其中以水射流泵和蒸汽射流泵最為常用。射流泵主要用于輸送液體、氣體和固體物。它還能與離心泵組成供水用的深井射流泵裝置，由設(shè)置在地面上的離心泵供給沉在井下的射流泵以工作流體來抽吸井水。射流泥漿泵用于河道疏浚、水下開挖和井下排泥。射流泵是一種流體動力式泵,它由噴嘴,喉管,擴散器三部分組成，沒有運動的工作元件，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，無泄漏，也不需要專門人員看管。因此很適合在水下和危險的特殊場合使用。目前的射流泵傳遞能量的效率較低，一般不超過30％。多噴嘴液體射流泵的混合距離大，關(guān)鍵是確定射流泵揚程及被吸流體的流量中心。多噴嘴射流泵的工作流體通過多個噴嘴射出,有壓液體通過多噴嘴射出多股流體,在噴嘴口處由于射流邊界層的紊流擴散作用,與周圍被吸流體發(fā)生動量交換,工作流體與引射流體相接觸的表面比相應(yīng)的單噴嘴射流泵大，工作流體與引射流體能比較迅速地進行。由于射流泵測量段的邊界不是平面,而是圓柱體來說,圓形邊壁會產(chǎn)生凸鏡效應(yīng)。

引射泵是利用工作流體來傳遞能量和質(zhì)量的流體輸送機械。引射泵是以壓力流體作為動力，利用壓力流體形成射流后產(chǎn)生的粘滯作用抽送流體。引射泵在管道內(nèi)產(chǎn)生高速油流，在中央引射油管產(chǎn)生低壓，將余油吸走。射流泵的工作原理:傳統(tǒng)上采用離心電泵供輸燃油，重量大、造價貴，供輸燃油中間環(huán)節(jié)射流泵相對較多。傳統(tǒng)的液體射流泵只有一個噴嘴,其噴嘴同一軸線上,吸入管旁置,引射流體即被吸流體在射流泵內(nèi)要改變流向,也有吸入管與喉管在同一軸心上的射流泵,噴射流體即工作流體在射流泵內(nèi)改變流向,整體結(jié)構(gòu)較大,占用了大量空間,限制了射流泵的應(yīng)用范圍。工作過程中存在嚴(yán)重的汽蝕現(xiàn)象。常規(guī)的引射泵主要有用電機或其它原動件驅(qū)動的葉片泵、柱塞泵、齒輪泵等，是通過泵內(nèi)運動構(gòu)件使內(nèi)部空間容積發(fā)生變化，容積增大時吸油，容積縮小時排油，由此進行流體的抽送。射流泵本身沒有任何運動部件，直接利用高壓流體作為工作動力來引射和抽吸低壓流體或散裝固體及其混合物，并能在進行輸送的同時進行混合與化學(xué)反應(yīng)。引射泵的噴嘴結(jié)構(gòu)對于其內(nèi)流場和外特性有很大影響。單孔噴嘴引射泵中，工作流體處于噴嘴軸心位置。與單孔噴嘴引射泵不同，多孔噴嘴引射泵的噴嘴幾何結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，噴嘴出口按照特定方式排列，出口射流由多股工作流體組成。引射泵在混合后出口壓力pc≈0.1MPa為定值時,混合室截面與噴嘴截面的比值由此二壓力所決定。根據(jù)試驗速度分布圖可知喉管在0～200mm長度內(nèi)未混合完成，前兩個側(cè)壓點之間的壓差大幅縮小，可認為是沿程阻力損失所導(dǎo)致。對于噴嘴數(shù)的影響可以從試驗數(shù)據(jù)獲知，噴嘴數(shù)為8時性能最差，這與國內(nèi)學(xué)者得出的結(jié)論是一致的，噴嘴數(shù)為6時泵性能只有在工作流體大流量時性能較好，但是不能滿足工作要求，這是因為噴嘴個數(shù)較多時,從噴嘴中射出的各股工作射流在圓周方向的相互間隔就變小，引射流體往射流與接受室壁面之間的空間的補充就受到阻礙,射流容易附壁流動,引起摩擦損失。由于截面比必須控制在一定范圍內(nèi)才能保證引射泵的工作穩(wěn)定。所以此二壓力是很重要的。試驗研究結(jié)果表明,噴嘴數(shù)和喉嘴距對射流泵工作性能影響較大；在吸入室及喉管入口處湍動能較大。不同的噴嘴個數(shù),噴嘴角度和喉嘴距對多噴嘴射流泵的效率影響中，噴嘴數(shù),噴嘴角度,喉嘴距對多噴嘴射流泵的影響依次增大。當(dāng)噴嘴個數(shù)太多時,從噴嘴中射出的各股工作射流在圓周方向的相互間隔就變小，引射流體往射流與接受室壁面之間的空間的補充就受到阻礙,射流容易附壁流動,引起摩擦損失。常規(guī)引射泵由于有運動構(gòu)件，存在磨損，需要維護。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提供一種傳遞能量效率高，能夠減小泵體尺寸的多股射流引射泵。

通過多股射流實現(xiàn)射流引射泵輸送燃油，提高引射泵輸油效率，減小引射泵的尺寸。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，一種由多孔噴嘴系統(tǒng)、泵體和引射管段筒體組成的多股射流引射泵，其特征在于：在多孔噴嘴系統(tǒng)中，引射泵的多噴嘴是沿泵體3的入口圓柱體5的圓周方向圓陣排列的，噴嘴的嘴體頭為流線型，且噴嘴是制有臺階圓柱的流線型噴嘴6，多孔圓陣噴嘴1通過泵體3徑向進口圓柱體，通過徑向進口孔內(nèi)置密封圈2伸入所述泵體3的泵腔連通引射管段4的引射喉管通道，經(jīng)漸變喇叭形擴散器吸入室抽吸與排送流體。

本實用新型相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果。

傳遞能量效率高。本實用新型采用由多孔噴嘴、泵體和引射管段筒體組成的多股射流引射泵與傳統(tǒng)的單孔噴嘴引射泵相比，其結(jié)構(gòu)簡單、無運動件、可靠性高，不需要設(shè)計冗余系統(tǒng)、不需要進行日常維護、不需為其設(shè)計維修通道，利用引射泵進行流體輸送能夠簡化系統(tǒng)設(shè)計、降低系統(tǒng)重量，

在同樣的面積比下，多孔圓陣噴嘴能增大工作流體和被吸流體的接觸面積，從而加快能量交換，減小喉管長度和引射泵泵的尺寸，提高引射泵的工作效率。射流泵傳遞能量的效率大于30％。在相同的工況下流線型噴嘴的引射系數(shù)最大。本實用新型多孔圓陣噴嘴通過泵體3徑向進口圓柱體進口壓力增加,通過多股高速射流來提升低速被吸液體的能量,使其在短喉管中能迅速均勻混合,從而大幅度地改善了引射泵的汽蝕性能,揚程也明顯提高。采用多股射流使工作與被吸流體在較短的喉管內(nèi)得到充分混合,減少了喉管的摩阻損失,改善了擴散管的入口流速分布,從而減小了擴散損失。沿圓柱體的圓周方向圓陣排列的多孔圓陣噴嘴，工作流體和被吸流體能在吸入室及喉管入口處快速混合，混合均勻位置與單噴嘴射流泵相比明顯減少大約一半，說明多噴嘴確實可以縮短射流泵喉管距離。喉管內(nèi)在距喉管入口處300mm處速度趨于穩(wěn)定，表明工作流體和被吸流體已經(jīng)混合均勻。其中采用的流線型噴嘴的引射能力均優(yōu)于其它型面的噴嘴。引射器中多流體的相互作用形成的回流臺階,最終混合為單一股流體.助于進一步多射流股流體的相互作用。

能夠減小泵體尺寸。本實用新型通過徑向進口孔內(nèi)置密封圈2伸入所述泵體3的泵腔連通引射管段4的引射喉管通道，漸變喇叭形擴散器吸入室抽吸與排送流體。從喉管出來的混合液體處于同一高速下并在橫截面積增大的擴散器中減速,將剩余的動能變?yōu)閴毫δ?該壓力能足以將液體舉升至地面。高能流體和被引射進來的流速較低的低能流體在喉管中發(fā)生動量交抉,高能流體被減速，低能流體被加速，在速度臺階時,多股流體的能量交換結(jié)果形成了恰如一股射流的速度剖面。流線型噴嘴以其特殊的型面較其它形狀的噴嘴有較強的引射能力,有助于喉管段、出口段的泵體尺寸減小，能夠縮短喉管長度，從而減小泵體的整體長度，有效的增加了它的應(yīng)用范圍。而且工藝簡單，工作穩(wěn)定。本實用新型采用圓陣排列的多噴嘴射流泵，工作流體通過多個噴嘴射出，有壓液體通過多噴嘴射出多股流體，在噴嘴口處由于射流邊界層的紊流擴散作用，與周圍被吸流體發(fā)生動量交換，工作流體與引射流體相接觸的表面比相應(yīng)的單噴嘴射流泵大,工作流體與引射流體能比較迅速地進行能量和動量交換,使混合流體速度較早均勻。因此,喉管直徑一定的多噴嘴射流泵的喉管長度就比相應(yīng)的中心射流泵的喉管長度短。即多股流體能夠在很短的距離內(nèi)混合均勻，從而減小了喉管的長度，可以節(jié)省工作空間，擴大射流泵的應(yīng)用范圍，提高其工程應(yīng)用價值。與單股射流引射泵相比，多股射流引射泵可以提高輸油效率，減小外形尺寸和重量。

本實用新型尤其適合在空間狹小、可達性較差、免維護的環(huán)境中使用。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對多股射流本引射泵作進一步說明。

圖1是實用新型多股射流引射泵的剖視圖。

圖2是流線型噴嘴的剖視圖主視圖。

圖3圖2左視圖。

圖中：1多孔圓陣噴嘴，2密封圈，3泵體，4引射管段，5入口圓柱體，6流線型噴嘴。

具體實施方式

參閱圖1-圖3。在以下描述的實施例中，一種由多孔噴嘴系統(tǒng)、泵體和引射管段筒體組成的多股射流引射泵，在多孔噴嘴系統(tǒng)中，引射泵的多噴嘴是沿泵體3的入口圓柱體5的圓周方向圓陣排列的，噴嘴的嘴體頭為流線型，且噴嘴是制有臺階圓柱的流線型噴嘴6，該流線型噴嘴6是通過射流泵試驗性能曲線設(shè)定的。多孔圓陣噴嘴1是由三個等邊三角形圓陣排列的，當(dāng)流線型噴嘴數(shù)為3～5個時,噴嘴角度為≤10°,流線型噴嘴距為≤50mm。流線型噴嘴1通過泵體3徑向進口圓柱體5入口裝配。

多孔圓陣噴嘴1通過泵體3徑向進口圓柱體，通過徑向進口孔內(nèi)置密封圈2伸入所述泵體3的泵腔連通引射管段4的引射喉管通道，經(jīng)漸變喇叭形擴散器吸入室抽吸與排送流體。引射管段4的喉管長度為100～200mm。將射流引射泵安裝連接后向射流引射泵上端部吸液口輸入引射源時，工作流體從多孔圓陣噴嘴1高速噴出，高能量的工作液經(jīng)過圓陣排列的多孔圓陣噴嘴1射出后在出口附近產(chǎn)生一低壓區(qū)，被吸流體通過拉瓦爾原理漸變喇叭形擴散器圓形射流環(huán)繞，將液體吸流體環(huán)繞吸入，在喉管入口處周圍空氣被射流卷走而形成真空，被輸送的流體即被吸入，多股流體在喉管中混合并進行動量交換，使被輸送流體的動能增加，通過喉管輸射到漸變喇叭形擴散管，最后通過漸變喇叭形擴散器引射管段將大部分動能轉(zhuǎn)換為壓力能，從喇叭排出口輸出。