一種面積比可調(diào)式射流泵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種面積比可調(diào)式射流泵，其特征在于：所述射流泵的噴嘴為可調(diào)節(jié)噴嘴，可調(diào)節(jié)噴嘴包括噴嘴環(huán)形合頁(yè)機(jī)構(gòu)和環(huán)形鎖緊裝置。所述噴嘴環(huán)形合頁(yè)機(jī)構(gòu)包括曲面葉片，轉(zhuǎn)軸套，密封條，旋轉(zhuǎn)軸；所述環(huán)形鎖緊裝置包括鎖緊螺栓、鎖緊環(huán)、調(diào)節(jié)螺母和頂片；所述環(huán)形鎖緊裝置的鎖緊環(huán)套在噴嘴環(huán)形合頁(yè)機(jī)構(gòu)的曲面葉片表面；環(huán)形鎖緊裝置通過(guò)鎖緊螺栓、調(diào)節(jié)螺母和頂片相互作用，以調(diào)節(jié)鎖緊環(huán)的開度；鎖緊螺栓上標(biāo)有刻度，刻度表示面積比讀數(shù)。
【專利說(shuō)明】一種面積比可調(diào)式射流泵

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種面積比可調(diào)式射流泵，具體為一種可通過(guò)鎖緊裝置在不拆卸射流泵的情況下調(diào)節(jié)射流泵噴嘴收縮角以調(diào)節(jié)噴嘴截面面積的射流泵。

【背景技術(shù)】
[0002]射流泵是以液體作為工作介質(zhì)，通過(guò)流體質(zhì)點(diǎn)的紊動(dòng)擴(kuò)散作用，把能量傳給被抽送流體的一種流體機(jī)械設(shè)備；射流泵由噴嘴、喉管、吸入室及擴(kuò)散管組成；喉管與噴嘴截面面積比為射流泵最重要的尺寸參數(shù)，直接影響射流泵的性能；當(dāng)一個(gè)射流泵的喉管面積與噴嘴面積的比值固定，即使其他尺寸在一定范圍內(nèi)變化，對(duì)射流泵性能曲線的變化十分有限。
[0003]然而，射流泵在工作時(shí)很難保證穩(wěn)定在高效區(qū)工作，工作水動(dòng)力源的揚(yáng)程流量變化，吸入液水位等的變化都會(huì)使射流泵偏離原工況點(diǎn)；且射流泵往往根據(jù)配套動(dòng)力機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，若單獨(dú)使用或配套其他動(dòng)力機(jī)使用時(shí)，射流泵很難在設(shè)計(jì)工況區(qū)運(yùn)行，不僅大大降低了射流泵的效率，且更易發(fā)生氣蝕；因此，面積比固定的射流泵使用具有很大的局限性，為滿足不同工作場(chǎng)合的需要，更換新的射流泵不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且將大大提高成本。
[0004]因此開發(fā)出面積比可調(diào)的射流泵具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，而目前現(xiàn)有的可調(diào)式射流泵多為可調(diào)式環(huán)形射流泵(201310141547.9)，它由整流組件、混合管、喉管、擴(kuò)散管、出口管依次連接，整流管和工作流體管連通，整流管一端設(shè)有端蓋，被吸流體管穿過(guò)端蓋并相對(duì)于端蓋軸向運(yùn)動(dòng)，其面積比可調(diào)，性能可隨工況進(jìn)行調(diào)整，然而環(huán)形射流相對(duì)中心射流泵射流損失大，其結(jié)構(gòu)適用于固體顆粒如礦物、活魚、膠囊、土豆以及洋蔥等的輸運(yùn)；而現(xiàn)有的可調(diào)式中心射流泵(90109386.6,201020526369.3)都是通過(guò)更換噴嘴實(shí)現(xiàn)，噴嘴通過(guò)射流泵主體上的凸臺(tái)和射流泵主體進(jìn)行螺紋連接，通過(guò)螺紋連接來(lái)更換噴嘴，進(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)面積比的目的；不僅需要額外噴嘴以提供多種所需的面積比，且每次必須停泵拆卸更換，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；排灌機(jī)械“可調(diào)式射流泵性能的數(shù)值模擬”(2008年第6期)提出了一種頂針式變面積比射流泵，其工作原理是通過(guò)調(diào)節(jié)安裝于噴嘴后方與噴嘴同心的頂針改變噴嘴的過(guò)流面積，以此來(lái)調(diào)節(jié)射流泵的面積；然而由于頂針占據(jù)了射流泵的中心流道，致使工作液流道形成環(huán)狀，破壞了射流核心區(qū)的流場(chǎng)，不僅造成產(chǎn)生阻力損失，也使射流流場(chǎng)紊亂，影響了射流泵的正常工作。
[0005]本發(fā)明提出了一種新型噴嘴，其結(jié)構(gòu)為一種鉸鏈合頁(yè)裝置并通過(guò)環(huán)形鎖緊裝置控制其開度實(shí)現(xiàn)面積比可調(diào)的射流泵；這種面積比可調(diào)式射流泵可以實(shí)現(xiàn)在基本不對(duì)噴嘴內(nèi)流場(chǎng)產(chǎn)生影響的前提下改變射流泵的面積比，且在調(diào)節(jié)時(shí)無(wú)需停泵，可在運(yùn)行時(shí)隨工況需要對(duì)面積比進(jìn)行調(diào)節(jié)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的在于設(shè)計(jì)一種面積比可調(diào)的射流泵，實(shí)現(xiàn)了在射流泵工作時(shí)隨時(shí)調(diào)節(jié)面積比，與現(xiàn)有的可調(diào)式射流泵相比，本發(fā)明對(duì)噴嘴內(nèi)流場(chǎng)基本沒有影響，且能精確的調(diào)節(jié)至所需的面積比。
[0007]本發(fā)明由可調(diào)節(jié)噴嘴及射流泵其他部件組成；面積比的調(diào)節(jié)主要依靠調(diào)節(jié)噴嘴截面面積來(lái)實(shí)現(xiàn)，噴嘴主要分為環(huán)形合頁(yè)部分及環(huán)形鎖緊裝置兩個(gè)部分。
[0008]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:通過(guò)鎖緊螺栓調(diào)節(jié)鎖緊環(huán)的大小，以此控制噴嘴合頁(yè)機(jī)構(gòu)的開度來(lái)調(diào)節(jié)噴嘴出口截面的面積。
[0009]面積比可調(diào)式射流泵，包括進(jìn)水管、吸水管、吸入室、喉管和擴(kuò)散管，噴嘴安裝在進(jìn)水管末端且位于吸入室內(nèi)，為可調(diào)節(jié)噴嘴，可以調(diào)節(jié)噴嘴包括噴嘴環(huán)形合頁(yè)機(jī)構(gòu)和環(huán)形鎖緊裝置；環(huán)形合頁(yè)機(jī)構(gòu)包括曲面葉片，轉(zhuǎn)軸套，密封條，旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸為固定于進(jìn)水管末端的圓環(huán)，曲面葉片通過(guò)轉(zhuǎn)軸套連接于旋轉(zhuǎn)軸上；曲面葉片形狀為彎曲的扇形，側(cè)面互相重疊，其單側(cè)設(shè)有密封條使重疊處兩曲面完全貼合，相鄰兩曲面葉片保持統(tǒng)一的重疊順序；環(huán)形鎖緊裝置包括鎖緊螺栓、鎖緊環(huán)、調(diào)節(jié)螺母和頂片；調(diào)節(jié)螺母與頂片分別位于鎖緊環(huán)兩端，鎖緊螺栓穿過(guò)射流泵吸入室壁面，下端與調(diào)節(jié)螺母連接，在鎖緊環(huán)彈力作用下，頂片頂住鎖緊螺栓底端，調(diào)節(jié)鎖緊螺栓改變頂片位置以控制鎖緊環(huán)開度；鎖緊螺栓上標(biāo)有刻度，刻度表示面積比讀數(shù)；環(huán)形鎖緊裝置的鎖緊環(huán)套在噴嘴環(huán)形合頁(yè)機(jī)構(gòu)的曲面葉片表面；環(huán)形鎖緊裝置通過(guò)鎖緊螺栓、調(diào)節(jié)螺母和頂片相互作用，以調(diào)節(jié)鎖緊環(huán)的開度，嘴環(huán)形合頁(yè)機(jī)構(gòu)在調(diào)節(jié)鎖緊環(huán)與噴嘴工作時(shí)內(nèi)外液體壓力差的作用下開閉至所需狀態(tài)以得到適合的面積比使射流泵在高效區(qū)運(yùn)行。
[0010]在吸入室的壁面與鎖緊螺栓連接處設(shè)有軸封進(jìn)行密封；所述軸封包括壓蓋螺栓，填料函殼，填料壓蓋，填料，鎖緊螺栓上端從上至下依次穿過(guò)填料壓蓋、填料和填料函殼，與填料壓蓋、填料函殼的接觸部分螺紋連接；壓蓋螺栓連接填料函殼和填料壓蓋從而壓緊填料形成密封，以使環(huán)形鎖緊裝置通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)鎖緊螺栓在射流泵充滿液體的工作狀態(tài)時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)；填料壓蓋外表面與刻度交界處即為此時(shí)面積比的讀數(shù)。
[0011]在進(jìn)水管與環(huán)形合頁(yè)結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸連接處設(shè)有唇形密封環(huán)進(jìn)行密封；所述唇形密封環(huán)包括金屬骨架，主密封唇，副密封唇和緊箍彈簧，主密封唇和副密封唇為一體件且固定于金屬骨架上，副密封唇剖面呈錐形，緊箍彈簧嵌于主密封唇背部，主密封唇與副密封唇在緊箍彈簧的作用下對(duì)旋轉(zhuǎn)軸處進(jìn)行密封。
[0012]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明通過(guò)鎖緊螺栓調(diào)節(jié)鎖緊環(huán)的大小，以此控制噴嘴合頁(yè)機(jī)構(gòu)的開度來(lái)調(diào)節(jié)噴嘴出口截面的面積，達(dá)到改變面積比大小使射流泵在高效區(qū)運(yùn)行的目的，且對(duì)鎖緊螺栓的調(diào)節(jié)可在射流泵運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行調(diào)節(jié)，相對(duì)其他可調(diào)節(jié)面積比射流泵操作更為簡(jiǎn)便；通過(guò)填料壓蓋外表面與刻度交界處面積比的讀數(shù)實(shí)現(xiàn)了面積比的精確調(diào)節(jié)；通過(guò)軸封與唇形密封對(duì)本發(fā)明轉(zhuǎn)動(dòng)部分進(jìn)行了密封。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是面積比可調(diào)式射流泵示意圖；1.進(jìn)水管，2.吸水管，3.噴嘴環(huán)形合頁(yè)機(jī)構(gòu)，4.吸入室，5.喉管，6.擴(kuò)散管，7.環(huán)形鎖緊裝置，8.軸封，9.唇形密封環(huán)。
[0014]圖2是可調(diào)節(jié)噴嘴的正視圖與左視圖；10.曲面葉片，11.刻度，12.鎖緊螺栓，13.鎖緊環(huán)，14.調(diào)節(jié)螺母，15.頂片。
[0015]圖3是合頁(yè)機(jī)構(gòu)葉片全開和全閉狀態(tài)示意圖。
[0016]圖4是合頁(yè)機(jī)構(gòu)中單個(gè)葉片示意圖；16.轉(zhuǎn)軸套，17.密封條，18.旋轉(zhuǎn)軸。
[0017]圖5是軸封結(jié)構(gòu)剖面示意圖；19.填料，20.填料函殼，21.壓蓋螺栓，22.填料壓至JHL ο
[0018]圖6是唇形密封環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖；23.金屬骨架，24.緊箍彈簧，25.主密封唇，26.副密封唇。

【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020]圖1為面積比可調(diào)式射流泵示意圖，如圖可見，工作液體通過(guò)進(jìn)水管I進(jìn)入噴嘴環(huán)形合頁(yè)機(jī)構(gòu)3，高速流體在噴嘴處形成低壓，被抽吸液體從吸水管2進(jìn)入吸入室4，兩股液體混合后進(jìn)入喉管5進(jìn)行能量交換，最后進(jìn)入擴(kuò)散管6進(jìn)行加壓后排出射流泵，通過(guò)環(huán)形鎖緊裝置7調(diào)節(jié)噴嘴3的面積來(lái)改變射流泵的面積比，以此調(diào)整混合液體的流量和壓力，通過(guò)軸封8與唇形密封環(huán)9對(duì)裝置進(jìn)行動(dòng)密封。
[0021]圖2為可調(diào)節(jié)噴嘴機(jī)構(gòu)示意圖，當(dāng)需要較大的面積比時(shí)，對(duì)應(yīng)較小的噴嘴截面積；將鎖緊螺栓12順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，直至刻度11達(dá)到所需面積比，通過(guò)鎖緊螺栓12、調(diào)節(jié)螺母14和頂片15的作用將鎖緊環(huán)13收縮，曲面葉片10在鎖緊環(huán)13的作用下開度減小，使噴嘴出口截面減小至所需噴嘴截面積；反之，需要減小面積比時(shí)，即需要較大的噴嘴出口截面時(shí)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)螺栓12，鎖緊環(huán)13放大，由于射流泵工作時(shí)，射流泵內(nèi)壓力較吸入室壓力要高得多，使曲面葉片10隨鎖緊環(huán)13的放大開度增大，使噴嘴出口截面增大至所需噴嘴截面積。
[0022]圖3為合頁(yè)機(jī)構(gòu)葉片在沒有鎖緊環(huán)情況下的全開和全閉狀態(tài)示意圖。
[0023]圖4為合頁(yè)機(jī)構(gòu)中單個(gè)曲面葉片的示意圖，葉片下方為轉(zhuǎn)軸套16，通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸18進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，葉片一側(cè)設(shè)密封條17，密封條為橡膠材料，在葉片開度確定后，在噴嘴內(nèi)外壓差作用下密封條與另一側(cè)葉片壓緊進(jìn)行密封。
[0024]圖5為軸封結(jié)構(gòu)剖面圖，通過(guò)填料函殼20與壓蓋螺栓21將填料壓蓋22壓緊填料19，保證其密封性能。
[0025]圖6為唇形密封環(huán)，固定于金屬骨架23的主密封唇25與副密封唇26在緊箍彈簧24的作用下對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸進(jìn)行密封。
[0026]面積比可調(diào)式射流泵工作流程:
工作液體通過(guò)進(jìn)水管I進(jìn)入噴嘴環(huán)形合頁(yè)機(jī)構(gòu)3，高速流體在噴嘴處形成低壓，被抽吸液體從吸水管2進(jìn)入吸入室4，兩股液體混合后進(jìn)入喉管5進(jìn)行能量交換，最后進(jìn)入擴(kuò)散管6進(jìn)行加壓后排出射流泵；從射流泵的q_曲線可知，隨面積比增大射流泵的高效區(qū)向流量比增大方向移動(dòng)；當(dāng)因工作水動(dòng)力源的揚(yáng)程流量和吸入液水位等的變化，流量比減小時(shí)，射流泵效率偏離高效區(qū)，通過(guò)增大面積比，使射流泵重新回到高效區(qū)；將鎖緊螺栓12順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，直至刻度11達(dá)到所需面積比，通過(guò)鎖緊螺栓12、調(diào)節(jié)螺母14和頂片15的作用將鎖緊環(huán)13收縮，曲面葉片10在鎖緊環(huán)13的作用下開度減小，使噴嘴出口截面減小至所需噴嘴截面積；當(dāng)因工作水動(dòng)力源的揚(yáng)程流量和吸入液水位等的變化，流量比增大時(shí)，射流泵效率偏離高效區(qū)，通過(guò)減小面積比，使射流泵重新回到高效區(qū)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)螺栓12，鎖緊環(huán)13放大，由于射流泵工作時(shí)，射流泵內(nèi)壓力較吸入室壓力要高得多，使曲面葉片10隨鎖緊環(huán)13的放大開度增大，使噴嘴出口截面增大至所需噴嘴截面積。
【權(quán)利要求】
1.一種面積比可調(diào)式射流泵，包括進(jìn)水管(I)、吸水管(2)、吸入室(4)、喉管(5)和擴(kuò)散管(6)，噴嘴安裝在進(jìn)水管末端且位于吸入室(2)內(nèi)，其特征在于:所述噴嘴為可調(diào)節(jié)噴嘴，可調(diào)節(jié)噴嘴包括噴嘴環(huán)形合頁(yè)機(jī)構(gòu)(3)和環(huán)形鎖緊裝置(7); 所述噴嘴環(huán)形合頁(yè)機(jī)構(gòu)(3)包括曲面葉片(10)，轉(zhuǎn)軸套(16)，密封條(17)，旋轉(zhuǎn)軸(18)，旋轉(zhuǎn)軸(18)為固定于進(jìn)水管末端的圓環(huán)，曲面葉片(10)通過(guò)轉(zhuǎn)軸套(16)連接于旋轉(zhuǎn)軸(18)上；曲面葉片(10)形狀為彎曲的扇形，側(cè)面互相重疊，其單側(cè)設(shè)有密封條(17)使重疊處兩曲面完全貼合，相鄰兩曲面葉片(10)保持統(tǒng)一的重疊順序； 所述環(huán)形鎖緊裝置(7)包括鎖緊螺栓(12)、鎖緊環(huán)(13)、調(diào)節(jié)螺母(14)和頂片(15);所述環(huán)形鎖緊裝置(7)的鎖緊環(huán)(13)套在噴嘴環(huán)形合頁(yè)機(jī)構(gòu)(3)的曲面葉片(10)表面；環(huán)形鎖緊裝置(7)通過(guò)鎖緊螺栓(12)、調(diào)節(jié)螺母(14)和頂片(15)相互作用，以調(diào)節(jié)鎖緊環(huán)(13)的開度；鎖緊螺栓(12 )上標(biāo)有刻度(11 )，刻度(11)表示面積比讀數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種面積比可調(diào)式射流泵，其特征在于:所述環(huán)形鎖緊裝置(7)通過(guò)鎖緊螺栓(12)、調(diào)節(jié)螺母(14)和頂片(15)相互作用，以調(diào)節(jié)鎖緊環(huán)(13)的開度指:調(diào)節(jié)螺母(14)與頂片(15)分別位于鎖緊環(huán)(13)兩端，鎖緊螺栓(12)穿過(guò)射流泵吸入室(4)壁面，下端與調(diào)節(jié)螺母(14)連接，在鎖緊環(huán)(13)彈力作用下，頂片(15)頂住鎖緊螺栓(12)底端，調(diào)節(jié)鎖緊螺栓(12)改變頂片位置以控制鎖緊環(huán)(13)開度；嘴環(huán)形合頁(yè)機(jī)構(gòu)(3)在調(diào)節(jié)鎖緊環(huán)(13)與噴嘴工作時(shí)內(nèi)外液體壓力差的作用下開閉至所需狀態(tài)以得到適合的面積比使射流泵在高效區(qū)運(yùn)行。
3.如權(quán)利要求2所述的一種面積比可調(diào)式射流泵，其特征在于:所述嘴環(huán)形合頁(yè)機(jī)構(gòu)(3)在調(diào)節(jié)鎖緊環(huán)(13)與噴嘴工作時(shí)內(nèi)外液體壓力差的作用下開閉至所需狀態(tài)以得到適合的面積比使射流泵在高效區(qū)運(yùn)行指:當(dāng)需要較大的面積比時(shí)，對(duì)應(yīng)較小的噴嘴截面積；將鎖緊螺栓順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，直至刻度達(dá)到所需面積比，通過(guò)鎖緊螺栓、調(diào)節(jié)螺母和頂片的作用將鎖緊環(huán)收縮，曲面葉片在鎖緊環(huán)的作用下開度減小，使噴嘴出口截面減小至所需噴嘴截面積；反之，需要減小面積比時(shí)，即需要較大的噴嘴出口截面時(shí)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)螺栓，鎖緊環(huán)放大，由于射流泵工作時(shí)，射流泵內(nèi)壓力較吸入室壓力要高得多，使曲面葉片隨鎖緊環(huán)的放大開度增大，使噴嘴出口截面增大至所需噴嘴截面積。
4.如權(quán)利要求1所述的.一種面積比可調(diào)式射流泵，其特征在于:在吸入室(4)的壁面與鎖緊螺栓(12)連接處設(shè)有軸封(8)進(jìn)行密封；所述軸封(8)包括壓蓋螺栓(21)，填料函殼(20)，填料壓蓋(22)，填料(19)，鎖緊螺栓(12)上端從上至下依次穿過(guò)填料壓蓋(22)、填料(19)和填料函殼(20)，與填料壓蓋(22)、填料函殼(20)的接觸部分螺紋連接；壓蓋螺栓(21)連接填料函殼(20)和填料壓蓋(22)從而壓緊填料(19)形成密封，以使環(huán)形鎖緊裝置(7)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)鎖緊螺栓(12)在射流泵充滿液體的工作狀態(tài)時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)；填料壓蓋(22)外表面與刻度(11)交界處即為此時(shí)面積比的讀數(shù)。
5.如權(quán)利要求1所述的.一種面積比可調(diào)式射流泵，其特征在于:在進(jìn)水管(I)與環(huán)形合頁(yè)結(jié)構(gòu)(3 )中旋轉(zhuǎn)軸(18 )連接處設(shè)有唇形密封環(huán)(9 )進(jìn)行密封；所述唇形密封環(huán)(9 )包括金屬骨架(23 )，主密封唇(25 )，副密封唇(26 )和緊箍彈簧(24)，主密封唇(25 )和副密封唇(26)為一體件且固定于金屬骨架(23)上，副密封唇(26)剖面呈錐形，緊箍彈簧(24)嵌于主密封唇(25)背部，主密封唇(25)與副密封唇(26)在緊箍彈簧(24)的作用下對(duì)旋轉(zhuǎn)軸(18)處進(jìn)行密封。
【文檔編號(hào)】F04F5/46GK104265699SQ201410511344
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】李紅, 鄒晨海, 陳超, 向清江, 葉道星 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)