[實用新型]可調多流型蒸汽噴射熱泵

無效

• 申請號: 200920104066.X
• 申請日: 2009-08-06
• 公開（公告）號: CN201461559U
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 鄭學明;尚會建
• 申請（專利權）人: 河北科技大學
• 主分類號: F04F5/16
• 分類號: F04F5/16
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 董金國

技術領域

本實用新型涉及一種蒸汽噴射熱泵，特別是用于提高蒸汽品位的可調多流型蒸汽噴射熱泵，屬于化工設備技術領域。

背景技術

在工業生產特別是化工生產領域，蒸汽噴射熱泵是較常用的設備，其工作原理是利用高品位蒸汽熱源作為工作蒸汽，低品位蒸汽熱源作為引射蒸汽，工作蒸汽在噴嘴中加速形成高速射流，產生局部低壓而吸入引射蒸汽，經混合、減速增壓后，從噴射器排出品位介于高品位蒸汽熱源和低品位蒸汽熱源之間的背壓蒸汽熱源，實現低品位蒸汽熱源的二次利用，達到節能的目的。蒸汽噴射熱泵因其結構簡單可靠、運轉費用低廉而在工業過程得到廣泛應用，如真空系統、制冷循環、蒸發、精餾、結晶等單元過程。影響蒸汽噴射熱泵工作性能的主要因素有兩方面：一是操作工況；二是結構參數。前者包括工作蒸汽壓強、引射蒸汽壓強及背壓蒸汽壓強等，后者包括噴嘴結構、噴嘴出口距混合室入口距離、擴散管長度、擴散管錐度、噴嘴面積比等參數。熱泵的機械效率一般通過引射系數反映，引射系數是指單位質量工作蒸汽能引入引射蒸汽的質量數。CN2459088公開了一種針對獲得高真空的氣體壓縮設備。具有汽室與它連通的氣動噴嘴，與被抽介質連通的混合室，設有兩個及以上的噴嘴一擴壓管支路并聯進行蒸汽噴射；CN218809公開了一種具有可旋轉噴嘴葉輪的蒸汽熱泵，在工作時噴嘴葉輪旋轉噴射形成噴射場，強烈的卷吸被抽氣體，使工作效率比老式噴射泵顯著提高；CN2700569公開了一種用于汽輪機的可調式多噴嘴蒸汽壓力匹配器，其特征是在殼體內設有2個以上噴射器，每個噴射器是由噴嘴及其對應混合室、擴壓段構成，每個噴嘴上設有調節閥調節噴嘴流量。以往技術由于在混合室內高品位蒸汽與低品位蒸汽直接接觸，兩者能級差別很大，直接接觸造成較大機械碰撞，造成機械能損失，因此熱泵效率較低，其引射系數一般在0.2～1.2之間。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種能量損失少、引射系數高的可調多流型蒸汽噴射熱泵。

本實用新型采用的技術方案是這樣的：一種可調多流型蒸汽噴射熱泵，結構中包括泵體，位于泵體中心的錐筒形中心噴嘴外端設有工作蒸汽進口，在錐筒形中心噴嘴的外側同軸套裝固定有一個及以上數量的底端封閉的錐筒形環繞噴嘴，兩相臨環繞噴嘴的內、外筒壁之間構成蒸汽腔，環繞噴嘴的噴嘴口為環形噴嘴口，中心噴嘴的中心噴嘴口與環繞在中心噴嘴外側的環繞噴嘴的環形噴嘴口呈階梯排列，且中心噴嘴的中心噴嘴口在最頂端。各環繞噴嘴分別設有工作蒸汽進口，泵體側壁上設有引射蒸汽進口，泵體前部，即中心噴嘴、環繞噴嘴的噴嘴口外側腔體為蒸汽混合室，蒸汽混合室的外端與帶有錐度的擴散管的小口端相接并連通。

所述的可調多流型蒸汽噴射熱泵，其特點是中心噴嘴外側同軸套裝固定有2～3個環繞噴嘴.

所述的可調多流型蒸汽噴射熱泵，其特點是所說的中心噴嘴、環繞噴嘴的噴嘴口截面為圓形、橢圓形或矩形。

為了便于安裝制作，所述的可調多流型蒸汽噴射熱泵，泵體由桶形殼體和錐筒形泵口構成，桶形殼體和錐筒形泵口間為法蘭連接。

本實用新型所說的可調多流型蒸汽噴射熱泵將工作蒸汽分成同心的多股進料，在混合室中央形成由中心向外的速度逐步降低的蒸汽錐，使工作蒸汽最外層的速度與引射蒸汽速度之間差值減小，從而降低沖擊損失，提高了工作蒸汽的能量利用率。其工作原理可描述如下：由中心噴嘴口噴出的工作蒸汽和環繞噴嘴口噴出的蒸汽，工作時由于各股工作蒸汽流量可獨立調節，動量大小分別可控，且有可調的速度梯度，從而有效地減低了噴嘴前沿的流動沖擊損失，降低了流體阻力，形成一個由里向外氣速由高到低的工作蒸汽錐，在該氣椎的作用下，蒸汽混合室內形成低壓區，吸入引射蒸汽，在蒸汽混合室內引射蒸汽被加速，與工作蒸汽完成動量交換和混合，經擴散管減速增壓，回收能量后由出口送出符合要求的蒸汽汽源。

本實用新型中，所說的中心噴嘴噴嘴口截面根據實際使用需要可為圓形、橢圓形或矩形；環繞噴嘴噴嘴口截面和中心噴嘴截面相適應，即根據實際使用需要同樣可為圓形、橢圓形或矩形。中心噴嘴與環繞噴嘴以及各環繞噴嘴間位置安裝時可采用旋轉螺紋連接調節定位。

本實用新型中，所說的工作蒸汽進口為多個，每個工作蒸汽進口可有獨立蒸汽熱源，獨立控制，也可以使用同一個蒸汽熱源，不獨立控制。

由于中心噴嘴和環繞噴嘴間以及各環繞噴嘴間裝有可供調節位置的螺紋組件或法蘭和墊片組件，相對位置可通過旋轉螺紋調整或采用更換法蘭墊片厚度調整。通過對各股工作蒸汽的壓強的調節、各個環繞噴嘴的相對位置的調節或噴嘴在混合室的位置的調節，可保證蒸汽熱泵在最優狀況下工作。