一种改善射流式离心泵空化性能的射流器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种改善射流式离心泵空化性能的射流器，包括喷嘴、引流段、混合段、喉管、扩散段和增压孔。当射流式离心泵在大流量工况运行时，在射流器喉管部位设计增压孔，增压孔将泵腔内的高压液体引入喉管低压区域，增加喉管低压区域的压力，抑制射流器喉管内部发生空化诱发振动、噪声，改善射流器喉管内部发生空化而导致射流式离心泵扬程急剧下降现象，将扬程折断点向大流量偏移，增加射流式离心泵的运行范围。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种射流式离心泵的主要部件射流器，特别涉及到一种能改善射流式离心泵空化性能的射流器。
技术介绍
射流式离心泵是一种采用射流器与离心泵组合方式设计的电泵，其具有结构紧凑、操作方便、二次启动无需灌水、无需安装底阀、可实现自吸等优点，在园林滴灌、农业喷灌等节水系统中应用广泛。同传统离心泵相比，射流式离心泵的运行原理：从泵导叶出流进入泵腔的高压液体通过喷嘴射流在混合段形成局部真空，使泵进水管路内的液体在大气压作用下通过引流段进入射流器的混合段，进而与喷嘴射流出的液体混合，共同经喉管、扩散段流入离心叶轮并从导叶排出，其中，一部分液体排出泵腔，另一部分液体则通过射流器进口继续与进口管内液体混合流入叶轮，如此循环运行。基于射流式离心泵工作原理的特殊性，根据研究发现，在运行过程中，射流式离心泵内部压力最低位置产生在喉管区域，这就决定了该类泵的空化不会发生在叶轮进口处，而是发生在射流器喉管某一位置。随着流量的增加，射流器喉管内部将发生空化而导致射流式离心泵扬程急剧下降，同时诱发振动与噪声，限制了其流量运行范围。因此，设计一种在大流量运行过程中，通过将泵腔内的高压液体引入射流器喉部区域，用以增加该区域的压力，进而改善射流式离心泵空化性能的射流器至关重要。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种改善射流式离心泵空化性能的射流器，包括喷嘴、引流段、混合段、喉管、扩散段和增压孔。在射流器喉管部位开设一定数量的增压孔，将泵腔内的高压液体引入射流器喉管低压区域，用以增加该区域的压力，抑制射流器喉管内部发生空化诱发振动、噪声，改善射流器喉管内部发生空化而导致射流式离心泵扬程急剧下降现象，将扬程折断点向大流量偏移，增加射流式离心泵的流量运行范围。为实现上述目的，本技术采用如下方案：首先根据设计要求，确定喷嘴直径 D 1 = 4 Q 1 3.14 μ 2 g α Δp 0 γ ]]>式中：Q1为喷嘴喷射流量，其中，喷嘴喷射流量Q1等于离心叶轮进口流量Q0减去泵进口流量Q2，离心叶轮进口流量Q0和泵进口流量Q2可根据射流式离心泵设计要求得出；μ为固体颗粒与液体速度滑移修正系数，在清水介质中，其数值为1；α为射流器喉管进口函数，经验值取1～1.05；Δp0为喷嘴进口与引流段进口处的压力差，引流段进口处压力可近似为泵进口处压力；γ为液体的容重。进而确定：喉管直径：其中，面积比R表示喉管面积与喷嘴面积的比值，其值与流量比M相关，流量比M表示离心叶轮进口流量Q0与喷嘴喷射流量Q1的比值；喷嘴圆柱出口长度：L1＝(0.3～0.5)D1；喉嘴距：L2＝(0.5～1)D2，喉嘴距为混合段的长度，即喷嘴出口到喉管进口的距离；喉管长度：L3＝(1.5～3)D2；扩散段长度：L4＝(2～5)D2，其中，L4由扩散角β确定，β取5°～8°。上述方案中，增压孔到喉管进口距离L0与喉管长度L3的比值为1/6～1/2。上述方案中，增压孔内液体的出流方向应以能够尽量减小与喉管来流冲击损失为宜，即增压孔与喉管壁面夹角的方向为θ，30°≤θ≤90°。上述方案中，增压孔直径D0与喉管直径D2的比值为1/20～1/12。上述方案中，增压孔数目2≤N≤4，且圆周方向均匀分布。本技术的有益效果是：采用这种结构的射流器，能有效改善在大流量工况运行时，射流器喉管内部发生空化诱发的振动与噪声；改善大流量工况运行时，射流器喉管内部发生空化而导致扬程急剧下降问题，将扬程折断点向大流量偏移，增大射流式离心泵的运行范围。附图说明图1为现有两种不同射流器结构的射流式离心泵示意图，图(a)为射流器呈直管状的射流式离心泵，图(b)为射流器带弯管的射流式离心泵；图2为现有两种不同结构的射流器示意图，图(a)为呈直管状的射流器，图(b)为带弯管的射流器；图3为本技术所述两种不同结构的射流器示意图，图(a)为呈直管状的射流器，图(b)为图(a)中F-F向截面的示意图，图(c)为带弯管的射流器，图(d)为图(c)中F-F向截面的示意图；图4为本技术所述两种不同结构的射流器内部流动情况示意图。附图标记说明：1-进口管路、2-射流器、21-喷嘴、22-引流段、23-混合段、24-喉管、25-扩散段、26-增压孔、3-离心叶轮、4-导叶、5-泵腔、6-出口管路、7-电机。具体实施方式图3所示为本技术所述一种能改善射流式离心泵空化性能的射流器2的结构示意图，所述射流式离心泵的射流器2，包括喷嘴21、引流段22、混合段23、喉管24、扩散段25和增压孔26。如图2所示，当射流式离心泵在大流量工况运行时，射流器喉管内部将发生空化而导致泵扬程急剧下降，同时诱发振动噪声。如图4所示，当在射流器2喉管24部位设计增压孔26后，增压孔26将泵腔5内的高压液体引入喉管24低压区域，增加喉管24低压区域的压力，改善射流式离心泵射流器2的抗空化性能。达到设计预期效果。如图3所示，增压孔26与喉管24壁面夹角θ为30°≤θ≤90°，较佳地，射流器2的喉管24长度L3较长时，增压孔26与喉管24壁面夹角θ为30°≤θ≤60°。增压孔26到喉管24进口距离L0与喉管24长度L3的比值为1/6～1/2。增压孔26直径D0与喉管24直径D2的比值为1/20～1/12。增压孔26数目为2≤N≤4，且圆周方向均匀分布。最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；其中用于提高喉管低压区域液流压力的增压孔是本方案中不可缺少的部分，但并不对其进行限制，只要能够对所述射流器通过增压孔将泵腔内的高压液体引入喉管低压区域从而起到改善空化性能的方案都在本技术的保护之列。尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善射流式离心泵空化性能的射流器，其特征在于，包括喷嘴(21)、引流段(22)、混合段(23)、喉管(24)、扩散段(25)和增压孔(26)，所述增压孔(26)设置于射流器(2)的喉管(24)部位，所述增压孔(26)到喉管进口距离L0与喉管长度L3的比值为1/6～1/2，增压孔(26)与喉管(24)壁面夹角的方向为θ，30°≤θ≤90°。

【技术特征摘要】
1.一种改善射流式离心泵空化性能的射流器，其特征在于，包括喷嘴(21)、引流段(22)、混合段(23)、喉管(24)、扩散段(25)和增压孔(26)，所述增压孔(26)设置于射流器(2)的喉管(24)部位，所述增压孔(26)到喉管进口距离L0与喉管长度L3的比值为1/6～1/2，增压孔(26)与喉管(24)壁面夹角的方向为θ，30°≤θ≤90°。2.根据权利要求1所述的一种改善射流式离心泵空化性能的射流器，其特征在于：所述增压孔(26)的直径D0与喉管(24)的直径D2的比值为1/20～1/12。3.根据权利要求1所述的一种改善射流式离心泵空化性能的射流器，其特征在于：所述增压孔(26)的数目为N，2≤N≤4，且圆周方向均匀分布。4.根据权利要求1所述的一种改善射流式离心泵空化性能的射流器，其特征在于：所述喷嘴(21)的直径为D1，式中：Q1为喷嘴喷射流量，其中，喷嘴喷射流量Q1等于离心叶轮进口流量Q0减去泵进口流量Q2，离心叶轮进口流...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贵东，王洋，赵立峰，冒杰云，曹璞钰，胡日新，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32