[发明专利]一种离心脉冲射流泵

说明书

本发明公开了一种离心脉冲射流泵，包括吸入室、混合室和喉管，吸入室内安装有叶轮分配器、方形导叶和叶轮，叶轮分配器一侧开口，该开口与方形导叶的入口相连接，方形导叶的出口与叶轮的入口相对应，叶轮上安装多个叶片，相邻叶片之间形成喷嘴，叶轮通过叶轮轴与电机连接，由电机驱动叶轮高速旋转，将工作水经叶轮分配器、方形导叶和叶轮从喷嘴中形成非连续射流进入混合室内。本发明的离心脉冲射流泵综合了离心泵和脉冲射流泵的结构和优势，取消了二者中间转换、过渡环节，具有效率高、工作可靠、结构紧凑、操作简便、汽蚀性能良好、噪声低及成本低廉等优点。

技术领域

本发明涉及一种射流泵，尤其涉及一种离心脉冲射流泵。

背景技术

射流泵是一种利用射流的剪切和紊流扩散作用进行传质传能的流体机械和混合反应设备，没有转动部件，具有结构简单、工作可靠、造价低、运行和维护成本低，特别适合于污水、有毒、放射和易燃易爆等场合。射流泵的工作原理决定其效率较低，研究表明采用脉冲流体作为其工作动力能够有效提高射流泵效率，这种形式的射流泵称作脉冲射流泵。由于脉冲射流具有较大的惯性力，相当于提高了射流泵的工作压力，进而提高了抽水能力；脉冲射流泵吸水的方式有两种：一是流体之间的粘性作用；二是脉冲射流是不连续的，前后射流流束之间的间隙起到了一般容积式泵抽水的作用。因此，脉冲射流泵具有较好的抽水性能。

当前，产生脉冲射流的主要形式是它激式和往复式。一、它激式脉冲射流是通过其他动力装置将射流周期性阻断，从而使流体间断的射出，如专利CN102906371A公开了一种脉冲水射流设备，其包括向喷嘴输送水的高压水泵和布置在喷嘴处或喷嘴附近的中断装置，该中断装置定期中断通过喷嘴的水流，由此产生脉冲水射流，但其在高速射流工况下，射流对中断装置的破坏很严重，且由于射流打在中断装置上做的是无用功，因而它激式脉冲射流的能量利用率很低；二、往复装置产生的脉冲射流的流量较小，要产生大流量脉冲射流时需要庞大的往复装置，如专利CN105478272A公开了一种无泵式高压脉冲水射流发生装置，其利用氧气和氢气的混合气体爆炸产生的能量推动活塞运动进而将腔室内的水挤压出去，活塞的往复运动产生脉冲射流，从而不需要提供高压泵就能产生有效的脉冲水射流，但其易出故障且维护成本很高，不利于推广应用。

现有的射流泵工作时，需要将压力较高的工作水通过喷嘴转化为高速射流，而较高压力的工作水通常由离心泵来提供。申请人经不断地创新、研究发现，如果直接将离心泵内的高速旋转叶轮作为射流泵的喷嘴来使用，将能够取消离心泵和射流泵之间的转换、过渡环节，并产生脉冲射流效果，从而大幅提升工作效率。

此外，专利CN103967810B公开了一种离心式真空泵，其属于液气脉冲射流泵，主要用于凝气设备工作过程中抽气，其由于气体的密度小，抽吸一定质量的气体的体积较大，因此为保证气体流速在合理范围内，其吸入室尺寸较大，由于气体体积大，为了能够充分混合气体和液体，扩散段的收缩段设计为成角度较小、长度较长的渐缩形式；同时，由于气液总的体积流量较大，扩散段的平直段管径也选取较大值，以减小阻力损失；该离心式真空泵以脉冲液体抽吸气汽混合物时，其中蒸汽遇到工作水会凝结，只剩下不凝结气体，并以气泡形式存在于气液混合物中，而不凝结气泡不会突然溃灭或消失，因此不会产生汽蚀问题。在实际使用过程中，发明人曾创造性的将该离心式真空泵用作液液脉冲射流泵，但当被抽吸液体进入吸入室的速度过高导致压力较低时，会蒸发形成蒸汽泡，由于蒸汽密度远远低于液体，同质量的蒸汽泡将占据几千倍甚至几万倍同质量液体的体积，蒸汽泡不仅占据吸入室的空间导致抽吸流量小，还会在后续的流动中因为压力升高而急剧溃灭消失，造成严重汽蚀，严重影响泵的性能和安全运行。