本發(fā)明屬于引射泵，具體涉及一種渦流增強(qiáng)型引射泵及其使用方法。

背景技術(shù)：

1、引射泵是一種借助擁有一定壓力的液體充當(dāng)工作液體，以此來(lái)抽吸或引射那些壓力較低乃至毫無(wú)壓力的液體的裝置。其常規(guī)構(gòu)造涵蓋工作液體入口與噴射口、待引射液體的吸入口、混合及擴(kuò)壓區(qū)域，還有排出口。工質(zhì)入口負(fù)責(zé)接納帶有壓力的工作流體，并將其經(jīng)由噴射口噴射出去，噴出的液體使得噴射口周邊產(chǎn)生真空環(huán)境，進(jìn)而促使低壓或無(wú)壓的待引射液體從吸入口被吸入。吸入的液體同噴出的工作液體一塊兒流入混合與擴(kuò)壓段，在此混合并實(shí)現(xiàn)壓力均衡后，再經(jīng)排出口噴射而出。引射泵在眾多流體設(shè)備里都有著極為廣泛的運(yùn)用。在長(zhǎng)輸管道壓氣站、化工生產(chǎn)、石油煉制、天然氣提純、煤礦瓦斯抽放和航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試等領(lǐng)域，對(duì)流體增壓技術(shù)的要求日益提高，傳統(tǒng)的引射泵已經(jīng)難以滿足高效、節(jié)能的需求。

2、現(xiàn)有的常規(guī)引射泵的壓縮比通常難以超過(guò)2.5，限制了應(yīng)用范圍，而且混合效率低，流體在混合室內(nèi)的混合不充分，影響能量交換效率；工況適應(yīng)性差，難以應(yīng)對(duì)入口流體壓力和流量的波動(dòng)變化；能量利用率低，高壓驅(qū)動(dòng)流體的能量未被充分利用。

3、基于此，提出了一種渦流增強(qiáng)型引射泵及其使用方法，用以提高流體增壓效率，降低能源損耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種渦流增強(qiáng)型引射泵及其使用方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

3、第一方面，一種渦流增強(qiáng)型引射泵，包括引射泵泵體和控制器；

4、所述引射泵泵體包括吸入室、螺旋導(dǎo)流片、渦流混合腔和擴(kuò)壓段，所述吸入室、渦流混合腔和擴(kuò)壓段依次固定連通，所述吸入室內(nèi)設(shè)置有噴嘴，通過(guò)噴嘴將高壓一次流流體噴入渦流混合腔內(nèi)，通過(guò)吸入室將低壓二次流流體吸入渦流混合腔內(nèi)，所述渦流混合腔內(nèi)設(shè)置有螺旋導(dǎo)流片，螺旋導(dǎo)流片用于增強(qiáng)渦流混合腔內(nèi)流體的渦流效應(yīng)，促進(jìn)一次流流體和二次流流體的混合和能量交換，所述擴(kuò)壓段用于將混合后的流體進(jìn)行擴(kuò)壓；

5、所述引射泵泵體安裝在儲(chǔ)液桶中，所述引射泵泵體的待引射液體吸入口與液體箱內(nèi)的液體連通，所述引射泵泵體的排出口與儲(chǔ)液桶的液體連通，所述引射泵泵體的待引射液體吸入口上還安裝有吸入口閥門(mén)和吸入口壓力傳感器，所述引射泵泵體上設(shè)置有引射閥門(mén)，所述吸入口閥門(mén)、引射閥門(mén)和吸入口壓力傳感器分別與控制器之間信號(hào)連接。

6、作為本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，所述螺旋導(dǎo)流片的螺旋角度為30°-60°，螺旋導(dǎo)流片的葉片高度為渦流混合腔直徑的10%-20%，螺旋導(dǎo)流片的葉片數(shù)量為4-8片。

7、作為本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，所述渦流混合腔的收縮段長(zhǎng)度為渦流混合腔總長(zhǎng)度的30%-50%，收縮段的收縮角度為10°-20°。

8、作為本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，所述擴(kuò)壓段的擴(kuò)壓角度為5°-15°，所述擴(kuò)壓段長(zhǎng)度為渦流混合腔總長(zhǎng)度的20%-30%。

9、作為本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，所述控制器上還信號(hào)連接有液位傳感器，通過(guò)液位傳感器監(jiān)測(cè)液體箱內(nèi)液體的液位。

10、作為本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，所述螺旋導(dǎo)流片還信號(hào)連接有執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述控制器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間信號(hào)連接，控制器通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)螺旋導(dǎo)流片的螺旋角度和高度。

11、第二方面，一種渦流增強(qiáng)型引射泵的使用方法，包括以下步驟：

12、先將引射泵泵體安裝在儲(chǔ)液桶中，所述引射泵泵體的待引射液體吸入口與液體箱內(nèi)的液體連通，所述引射泵泵體的排出口與儲(chǔ)液桶的液體連通；

13、然后啟動(dòng)第一液體泵，通過(guò)調(diào)整第一液體泵的輸出使工作流體的壓力保持在固定值，將液體箱內(nèi)的流體泵入引射泵泵體的工作流體入口，使引射泵泵體開(kāi)始工作，利用下式實(shí)時(shí)計(jì)算引射泵的壓力損失：

14、；

15、其中，為引射泵的壓力損失；

16、為流體密度；

17、為流體流速；

18、為無(wú)量綱的達(dá)西摩擦系數(shù)；

19、為引射泵所在管道長(zhǎng)度；

20、為引射泵直徑；

21、若超過(guò)閾值，通過(guò)下式調(diào)整螺旋導(dǎo)流片703的螺旋角度，使得壓力損失降低至允許范圍內(nèi)；

22、；

23、其中為初始螺旋導(dǎo)流片的螺旋角度；

24、為壓力損失與需調(diào)整的螺旋角度的比例系數(shù)；

25、利用下式評(píng)估實(shí)際混合效率η；

26、；

27、其中，c為流體比熱；

28、若η低于設(shè)定的混合效率，則增大葉片高度，并重新計(jì)算渦流強(qiáng)度至η達(dá)標(biāo)；

29、再利用液位傳感器監(jiān)測(cè)液體箱內(nèi)液體的液位高度變化，利用控制器計(jì)算流體體積的增加速度，確定引射泵泵體的流量。

30、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

31、本發(fā)明通過(guò)在引射泵泵體內(nèi)設(shè)置有螺旋導(dǎo)流片，螺旋導(dǎo)流片增強(qiáng)了渦流混合腔內(nèi)流體的渦流效應(yīng)，促進(jìn)了一次流流體和二次流流體的充分混合和能量交換，從而提高了引射泵流體增壓效率和能源利用率。在長(zhǎng)輸管道壓氣站和天然氣提純等實(shí)際應(yīng)用中，能夠顯著提高流體增壓效率，減少能源損耗，適應(yīng)復(fù)雜的變工況需求。

技術(shù)特征：

1.一種渦流增強(qiáng)型引射泵，其特征在于：包括引射泵泵體（7）和控制器（8）；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種渦流增強(qiáng)型引射泵，其特征在于，所述螺旋導(dǎo)流片（703）的螺旋角度為30°-60°，螺旋導(dǎo)流片（703）的葉片高度為渦流混合腔（704）直徑的10%-20%，螺旋導(dǎo)流片（703）的葉片數(shù)量為4-8片。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種渦流增強(qiáng)型引射泵，其特征在于，所述渦流混合腔（704）的收縮段長(zhǎng)度為渦流混合腔（704）總長(zhǎng)度的30%-50%，收縮段的收縮角度為10°-20°。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種渦流增強(qiáng)型引射泵，其特征在于，所述擴(kuò)壓段（705）的擴(kuò)壓角度為5°-15°，所述擴(kuò)壓段（705）長(zhǎng)度為渦流混合腔（704）總長(zhǎng)度的20%-30%。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種渦流增強(qiáng)型引射泵，其特征在于，所述控制器（8）上還信號(hào)連接有液位傳感器（3），通過(guò)液位傳感器（3）監(jiān)測(cè)液體箱（5）內(nèi)液體的液位。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種渦流增強(qiáng)型引射泵，其特征在于，所述螺旋導(dǎo)流片（703）還信號(hào)連接有執(zhí)行機(jī)構(gòu)（10），所述控制器（8）與執(zhí)行機(jī)構(gòu)（10）之間信號(hào)連接，控制器（8）通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（10）調(diào)節(jié)螺旋導(dǎo)流片（703）的螺旋角度和高度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的一種渦流增強(qiáng)型引射泵的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種渦流增強(qiáng)型引射泵及其使用方法，包括引射泵泵體和控制器；引射泵泵體包括吸入室、螺旋導(dǎo)流片、渦流混合腔和擴(kuò)壓段，吸入室、渦流混合腔和擴(kuò)壓段依次固定連通，吸入室內(nèi)設(shè)置有噴嘴，通過(guò)噴嘴將高壓一次流流體噴入渦流混合腔內(nèi)，通過(guò)吸入室將低壓二次流流體吸入渦流混合腔內(nèi)，渦流混合腔內(nèi)設(shè)置有螺旋導(dǎo)流片，螺旋導(dǎo)流片用于增強(qiáng)渦流混合腔內(nèi)流體的渦流效應(yīng)，促進(jìn)一次流流體和二次流流體的混合和能量交換，擴(kuò)壓段用于將混合后的流體進(jìn)行擴(kuò)壓。本發(fā)明提高了引射泵流體增壓效率和能源利用率。在長(zhǎng)輸管道壓氣站和天然氣提純等實(shí)際應(yīng)用中，能夠顯著提高流體增壓效率，減少能源損耗，適應(yīng)復(fù)雜的變工況需求。

技術(shù)研發(fā)人員：周登極,陳金偉,肖旺,張波,黃大文
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海交通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15