一种射流泵的制作方法

本发明涉及流体输运和升压领域，特别涉及一种射流泵。

背景技术：

射流泵是一种利用工作流体和喷嘴形成高速低压射流装置，其主要利用剪切作用以及局部低压带动被引流体流动，起到输运被引流体和升压效果，并具有一定的混合作用。射流泵具有结构简单、无运动部件、容易密封、工作可靠、便于维护等优点，在矿业、农业、水利、石化能源、安全工程、海洋工程、船舶工业以及环保等领域等均有应用。

现有的射流泵由于工作流体在其喷嘴处被剧烈加速，易形成局部低压区，并且由于工作流体和被引流体之间的强剪切作用，容易在射流泵内形成空化，从而影响射流泵效率、对射流泵造成破坏以及产生振动和噪声。对于一些空间有限的应用场合，如矿井、海洋工程以及船舶工业，由于空间限制，射流泵中被引流体从入口到混合管流动方向在有限空间内发生剧烈变化，并且由于工作流体入口导管的阻流作用，被引流体局部流动混乱，脉动大，使得射流泵工作效率进一步下降，同时大幅增大了汽蚀风险，影响引射性能。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明提供一种射流泵，以降低被引流体在进入混合管时的湍流脉动，提高受限空间下射流泵引射能力和抗汽蚀性能。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提供一种射流泵，所述射流泵为液-液射流泵，所述射流泵包括：引射流体导管、工作流体导管、混合管和蜂窝整流结构；所述引射流体导管与所述混合管相互连通；所述蜂窝整流结构呈网状，固定在所述引射流体导管内靠近所述混合管的一端；所述工作流体导管依次穿过所述引射流体导管和所述蜂窝整流结构，所述工作流体导管的出口端设置在所述混合管内。

进一步地，所述蜂窝整流结构包括：多个蜂窝孔，沿所述引射流体导管弯曲外侧设置的所述蜂窝孔数量多于沿所述引射流体导管弯曲内侧设置的所述蜂窝孔数量。

进一步地，各所述蜂窝孔垂直于引射方向的截面均为多边形。

进一步地，还包括：喷嘴，所述喷嘴与所述工作流体导管的出口端连通；其中，所述喷嘴包括：渐缩段和平直段，所述渐缩段的直径沿引射方向逐渐减小，所述渐缩段的一端与所述工作流体导管的出口端连通，所述渐缩段的另一端与所述平直段连通，所述平直段的长度为3mm～5mm。

进一步地，还包括：喷嘴，所述喷嘴与所述工作流体导管的出口端连通；其中，所述工作流体导管的出口端直径沿引射方向逐渐减小。

进一步地，还包括：喉管，所述喉管与所述混合管导管连通，用于导出所述混合管中的流体；扩压管，所述扩压管通过所述喉管与所述混合管连通，用于将所述喉管射出的流体增压。

进一步地，所述蜂窝整流结构的孔隙率不小于0.9。

进一步地，所述蜂窝整流结构通过螺纹或者法兰固定在所述引射流体导管内，所述工作流体导管通过螺纹与所述蜂窝整流结构连接并固定。

进一步地，所述混合管的直径沿引射方向逐渐减小。

进一步地，所述引射流体导管与第一液体源相连，所述工作流体导管与第二液体源相连，所述第一液体源的工作压力小于所述第二液体源的工作压力。

(三)有益效果

本发明提供一种射流泵，通过在引射流体导管内设置蜂窝整流结构，并通过蜂窝整流结构将被引流体从引射流体导管导入混合管，该射流泵包括：引射流体导管、工作流体导管、混合管和蜂窝整流结构；引射流体导管与混合管相互连通；蜂窝整流结构呈网状，固定在引射流体导管内靠近混合管的一端；工作流体导管依次穿过引射流体导管和蜂窝整流结构，工作流体导管的出口端设置在所述混合管内。本发明提供的射流泵能够在受限空间内降低被引流体在进入混合管时的湍流脉动，减小流体方向改变时在弯管处的流动分离现象和涡流副尺寸，提高被引流体均匀度，从而提高受限空间下射流泵引射能力和抗汽蚀性能。

附图说明

图1是本发明优选实施例中提供的射流泵的结构示意图；

图2是本发明优选实施例中提供的蜂窝整流结构的结构示意图；

图3是本发明优选实施例中提供的蜂窝孔的结构示意图；

其中，1：引射流体导管；2：工作流体导管；3：蜂窝整流结构；4：混合管；5：喉管；6：扩压管；7：喷嘴；31：蜂窝孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种射流泵，该射流泵为液-液射流泵，利用工作流体输送被引流体，如图1所示，该射流泵包括：引射流体导管1、工作流体导管2、混合管4和蜂窝整流结构3。引射流体导管1与混合管4通过螺纹或焊接的方式相互连通，蜂窝整流结构3呈网状，将引射流体导管1与混合管4分隔开，并将被引流体分成多股，蜂窝整流结构3固定在引射流体导管1内靠近混合管4的一端。被引流体依次通过引射流体导管1和蜂窝整流结构3才能进入到混合管4中。工作流体导管2依次穿过引射流体导管1和蜂窝整流结构3，并由蜂窝整流结构3固定，且工作流体导管2的出口端设置在混合管4。

其中，引射流体导管1与第一液体源相连，工作流体导管2与第二液体源相连，为保证被引流体能通过工作流体完成输送，第一液体源的工作压力应小于第二液体源的工作压力。

本实施例中，受限于空间，蜂窝整流结构3固定在工作流体导管2的出口端。混合管4的长度为引射流体导管1直径的2倍以内，具体长度根据工况和具体应用场合进行优化设计得到。

为增加流过混合管4后流体的流速，混合管4的直径沿引射方向逐渐减小。引射流体导管1可采用dn600管径以内的导管，工作流体导管2可采用dn200管径以内的导管，引射流体导管1与低压液体源联通，工作流体导管2与高压液体源联通。工作流体导管2入口流速在2m/s以内。

对于海洋石化能源开采利用、海洋工程、船舶工程等空间受限的场合，射流泵安装空间受到限制，采用中心射流或者环形射流泵，引射流体或者工作流体在有限空间的管路内方向发生剧烈变化，容易在弯管处形成涡流副以及发生流动分离，并且由于中间工作流体导管的绕流作用，脉动明显，若直接进入混合管4将导致射流泵引射能力明显下降，效率降低，同时增加汽蚀风险。在流体进入混合管4前设置蜂窝整流结构3能有效降低脉动，提升引射能力，降低汽蚀风险。

本实施例中，该射流泵具体的工作流程如下：被引流体从引射流体导管1导入，流经蜂窝整流结构3进入混合管4，进而提高引射流体流动均匀度，被引流体在较短距离流动方向发生显著变化。进入混合管4的被引流体与流经工作流体导管2的工作流体混合，由于工作流体的压力较高流速较快，在剪切和局部低压作用下，达到给被引流体升压的目的，在混合管4内形成高速高压流体，进而使被引流体在工作流体的驱动下完成输送。

本发明实施例提供一种射流泵，通过在引射流体导管1内设置蜂窝整流结构3，并通过蜂窝整流结构3将被引流体从引射流体导管1导入混合管4，本实施例能够在受限空间内降低被引流体在进入混合管4时的湍流脉动，减小流体方向改变时在弯管处的流动分离现象和涡流副尺寸，提高被引流体均匀度，从而提高受限空间下射流泵引射能力和抗汽蚀性能。

基于上述实施例，在一个优选的实施例中，如图1和图2所示，该蜂窝整流结构包括：多个蜂窝孔31。各蜂窝孔31相互紧挨，沿引射流体导管1弯曲外侧设置的蜂窝孔31数量多于沿引射流体导管1弯曲内侧设置的蜂窝孔31数量。蜂窝孔31的方向可根据流体工况设置，使流经引射流体导管1的被引流体分成多股流体，进而降低被引流体进入混合管时的脉动及不均匀性。

其中，蜂窝孔31垂直于引射方向的截面均呈多边形，例如六边形或者四边形。蜂窝整流结构3通过螺纹或者法兰固定在引射流体导管1内，工作流体导管2通过螺纹与蜂窝整流结构3连接并固定。此外，蜂窝孔31垂直于引射方向的截面也可为其它形状，例如圆形或三角形，在此不做限制。

若引射流体导管1为弯曲导管，工作流体导管2、蜂窝整流结构3和引射流体导管1的出口端相互同轴设置。蜂窝整流结构3可根据射流泵工况来确定的结构参数和布置位置，例如，本实施例中，沿引射流体导管1弯曲外侧设置的蜂窝孔31长度大于沿引射流体导管1弯曲内侧设置的蜂窝孔31长度，进而保被引流体进入混合管4时维持较低的脉动以及较高的流量均匀度，同时抑制弯管处的流动分离、减小涡流副尺寸。

如图2和图3所示，该蜂窝整流结构3的孔隙率推荐不小于0.9，以便于被引流体的通过，本实施例中，蜂窝孔31垂直于引射方向的截面为正六边形，蜂窝孔31的特征长度优选为l≥20mm，厚度优选为h≤1mm。

本发明实施例提供的射流泵，由于增加了蜂窝整流结构3，阻力有所增加，同时蜂窝整流结构3减小了弯管处涡流副尺寸，减小了弯管处湍流脉动，使得弯管处涡流耗散减小，一定程度上有减小阻力的作用。

基于上述实施例，在一个优选的实施例中，如图1所示，为提升工作流体导管2内液体流速，该射流泵还包括：喷嘴7，喷嘴7与工作流体导管2的出口端连通。为进一步提升流速，本实施例中，工作流体导管2的出口端直径沿引射方向逐渐减小。

其中，喷嘴7采用渐缩形式，为减少流动分离，可采用光滑曲线过渡形式。具体地，喷嘴7包括：渐缩段和平直段，渐缩段的直径沿引射方向逐渐减小，渐缩段的一端与工作流体导管1的出口端连通，渐缩段的另一端与平直段连通，所述平直段的长度为3mm～5mm，且该平直段的长度要小于混合管4的长度，以增加工作流体射流稳定性，面积比并无特殊要求，可根据工况进行调整，本实施例中喷嘴7的面积比优选为60。

基于上述实施例，在一个优选的实施例中，如图1所示，该射流泵还包括：喉管5，喉管5与混合管4连通，用于导出混合管4中的流体；扩压管6，扩压管6通过喉管5与混合管4连通，用于将喉5管射出的流体增压。为兼顾引射能力与抗汽蚀能力，喉管5直径不宜过小，约为引射流体导管1直径的0.5倍以上，为节约射流泵空间，喉管5长度以及扩散管6长度根据工况和具体应用场合进行优化设计得到。

其中，引射流体导管1、工作流体导管2、喷嘴7、喉管5以及扩压管6等主要材料为铸铁、不锈钢等材料，为增加使用寿命，蜂窝整流结构3可选用钛合金。

本实施例中，该射流泵具体的工作流程如下：被引流体从引射流体导管1导入，流经蜂窝整流结构3进入混合管4，进而提高引射流体流动均匀度，被引流体在较短距离流动方向发生显著变化。进入混合管4的被引流体与流经工作流体导管2及喷嘴7的工作流体混合，由于工作流体的压力较高流速较快，在剪切和局部低压作用下，达到给被引流体升压的目的，在混合管4内形成高速高压流体，高速高压流体在依次经过喉管5和扩压管6进行稳流增压，流出射流泵，进而使被引流体在工作流体的驱动下完成输送。

综上所述，本发明实施例提供一种射流泵，通过在引射流体导管1内设置蜂窝整流结构3，并通过蜂窝整流结构3将被引流体从引射流体导管1导入混合管4，该射流泵包括：引射流体导管1、工作流体导管2、混合管4和蜂窝整流结构3；蜂窝整流结构3设置在引射流体导管1内，引射流体导管1与混合管4相互连通；工作流体导管依次穿过引射流体导管1和蜂窝整流结构3，且工作流体导管2的出口端设置在混合管内4。本实施例能够在受限空间内降低被引流体在进入混合管4时的湍流脉动，减小流体方向改变时在弯管处的流动分离现象和涡流副尺寸，提高被引流体均匀度，从而提高受限空间下射流泵引射能力和抗汽蚀性能。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。