[發明專利]一種降低射流泵汽蝕振動和噪聲的自動補氣裝置

無效

• 申請號: 200710052818.8
• 申請日: 2007-07-24
• 公開（公告）號: CN101092979A
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發明（設計）人: 龍新平
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: F04F5/10
• 分類號: F04F5/10
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所
• 代理人: 黃瑞棠

技術領域

本發明涉及一種液體射流泵，尤其涉及一種能降低射流泵因汽蝕誘發振動和噪聲的自動補氣裝置。

背景技術

液體射流泵(簡稱射流泵)是一種利用湍射流的紊動擴散作用來傳遞能量與質量的流體輸送機械及混合反應設備。

如圖1，常規射流泵的典型結構由工作水接管(1)、吸入室(2)、吸水管(3)、噴嘴(4)、喉管入口管(5)、喉管(6)、擴散管(7)和出水管(8)組成；工作水接管(1)、噴嘴(4)相連并安裝在吸入室(2)中；吸入室(2)連接有吸水管(3)，吸入室(2)、喉管入口管(5)、喉管(6)、擴散管(7)、出水管(8)依次連接。

由于其本身沒有運動部件，射流泵具有結構簡單、加工容易、密封性好、便于維護等優點，現已被廣泛地應用于國民經濟各部門。尤其在水下、放射、易燃、易爆等特殊場合，射流泵具有獨特的優勢，能產生巨大的經濟和社會效益。

射流泵的汽蝕問題是射流泵研究的重要課題之一。射流泵的汽蝕不同于其它類型泵。汽蝕發生時射流泵不會斷流，而是在一定的工作壓力下，隨著出口壓力的降低，射流泵的吸入流量不再增加，且保持在一定值上。汽蝕發生時，射流泵會產生強烈的噪聲和振動，引起射流泵和系統效率的急劇降低，甚至會嚴重影響整個系統的安全和經濟運行。

具體地說，射流泵工作時，由于泵內局部壓力的降低會首先在噴嘴(4)的出口附近及喉管(6)內的射流邊界層中形成微汽泡。微汽泡隨主流向下游流動，在喉管(6)前端至中部區域潰滅。當射流泵出口壓力降低(或工作壓力增大)時，汽泡數量明顯增多，形成形狀基本穩定的空化云(汽泡團)，隨著出口壓力的進一步降低，空化云向喉管(6)出口附近擴展，并形成混合較好的汽液二相流。在射流泵汽蝕發生時，該二相流達到極限狀態，從而阻塞液體在喉管(6)內的流動，因而射流泵出口壓力進一步下降時，其吸入流量不再增加，而是保持在一定值上。此時，汽泡在喉管末端大量潰滅，從而產生劇烈的振動和噪聲。

為了解決射流泵的汽蝕問題，前人進行了很多研究。目前解決的方法歸納起來主要為：

①增加射流泵的淹沒深度；

②增大射流泵的面積比；

③降低射流泵的工作壓力；

④優化射流泵噴嘴與喉管入口的形狀，改善入流條件。

其中方法①會大大增加工程造價；方法②和③則會使射流泵偏離最優工況工作，降低其性能和效率；方法④改善的范圍有限。總之，上述方法可從一定程度上改善射流泵的汽蝕性能，但并未從根本上解決問題。

發明內容

本發明的目的就在于克服現有技術存在的上述缺點和不足，提供一種降低射流泵汽蝕振動和噪聲的自動補氣裝置，該裝置是通過自動補氣的方法形成氣墊來降低射流泵因汽蝕誘發的振動和噪聲。

本發明的目的是這樣實現的：

如圖2，本發明是在如圖1所示的常規射流泵的基礎上，設置了自動補氣裝置，該裝置包括壓力傳感器(9)、PLC控制器(10)、接觸器(11)、主進氣管(12)、常開閥(13)、電磁閥(14)；

主進氣管(12)設置在射流泵喉管(6)的中部，在主進氣管(12)上設置有常開閥(13)和電磁閥(14)來控制進氣與否；電磁閥(14)與220V電源相連接，其動作則由PLC控制器(10)控制；PLC控制器(10)的輸入端通過信號線與安裝在喉管(6)末端的壓力傳感器(或振動傳感器)(9)相連接；PLC控制器(10)的輸出端通過信號線與安裝在220V電路中的接觸器(11)相連接。

本發明的工作原理是：

正常工作時，主進氣管(12)上的常開閥門(13)打開。安裝在喉管(6)末端的壓力傳感器(9)感知該處負壓的大小(或振動傳感器感知該處振動強度的大小)，并將相應信號輸入PLC控制器(10)。

汽蝕發生時，喉管(6)內部特別是其末端為較大的負壓，同時射流泵產生很大的振動和噪聲。一旦壓力傳感器(9)裝設部位的負壓達到設定值，則連接壓力傳感器(9)輸入信號的PLC控制器(10)通過運算，發出信號，接通與其相連接的接觸器(11)，接觸器(11)動作后，與電磁閥(14)連接的220V電源接通，此時電磁閥(14)打開，外界空氣在負壓作用下自動地通過主進氣管(12)被吸入喉管(6)內，隨主流向下游運動，在喉管(6)末端空化泡外圍形成一層氣墊，該氣墊可大大減小空化泡潰滅時的沖擊，從而降低射流泵的噪聲和振動。