压力空气喷射真空泵.pdf

本发明涉及一种压力空气喷射真空泵，它包括工作喷管、气流混合室、缩管、喉管以及扩压管，气流混合室与缩管又与喉管再与扩压管相互串联。工作喷管为压力空气喷管，压力空气喷管的一端安置在气流混合室内，气流混合室的外端管口与被抽气体入口连接，气流混合室的里端管口与缩管连接。本发明的压力空气喷射真空泵的最大特点是用价格低廉的压力空气作为动力，而不是采用传统的蒸汽或水环泵作动力，设备构造和各部件的配置简单、牢固，设备重量轻，占地面积小，设备运行可靠，没有机械磨损，设备常年运行维护费用和投资均较低。

1.  一种压力空气喷射真空泵，它包括工作喷管、气流混合室、缩管、喉管以及扩压管，所述气流混合室与缩管又与喉管再与扩压管相互串联，其特征在于，所述工作喷管为压力空气喷管，压力空气喷管的一端安置在气流混合室内，气流混合室的外端管口与被抽气体入口连接，气流混合室的里端管口与缩管连接。

2.  根据权利要求1所述的压力空气喷射真空泵，其特征在于，所述压力空气喷管装有喷管管体、喷嘴、喷嘴固定压块和压块固定架，喷管管体的进口端通过连接法兰安装在气流混合室的端部，喷管管体穿置于气流混合室的纵向内部，喷嘴安装在喷管管体的出口端，喷嘴固定压块安装在压块固定架上，同时喷嘴固定压块压置在喷嘴上，压块固定架与气流混合室相连接。

3.  根据权利要求2所述的压力空气喷射真空泵，其特征在于，所述喷嘴与喷嘴固定压块的连接处设有喷嘴凸起，喷嘴固定压块设有凹槽，喷嘴与喷嘴固定压块通过喷嘴凸起和压块凹槽相配合连接。

4.  根据权利要求1所述的压力空气喷射真空泵，其特征在于，所述气流混合室的外端管口同气流混合室的管身相垂直。

5.  根据权利要求1所述的压力空气喷射真空泵，其特征在于，所述气流混合室向其外端管口延伸的延伸段为斜向设置。

压力空气喷射真空泵
技术领域
本发明涉及真空泵，涉及普遍使用于各真空领域的喷射真空泵，特别涉及一种压力空气喷射真空泵。
背景技术
目前喷射真空泵主要有蒸汽喷射真空泵、水环—大气喷射真空泵，下面对这两种喷射真空泵作简单介绍。
一、蒸汽喷射真空泵：
蒸汽喷射真空泵采用微过热蒸汽作为动力，根据流体伯努利方程式，蒸汽在工作喷管即小拉瓦尔喷管的作用下，由高压力低流速转变成低压力高流速(超音速)，并从工作喷管高速喷出进入大拉瓦尔喷管，此时在高速蒸汽流束四周边界形成压力，该压力低于被抽气体压力，使被抽气体源源不断地与高速蒸汽流束边缘进行质交换混合且速度降低，蒸汽与被抽气体的混合气体进入缩管，同时流速再次提高至超音速并进入喉管，此时混合气体流速达到最高，随后混合气体进入扩压管，流速逐渐降低而压力逐渐升高至排出扩压管，从而源源不断地抽去真空系统废气，以完成蒸汽喷射真空泵工作。但是蒸汽喷射真空泵存在着下列缺点：
1、因锅炉是高温高压设备，对人类生活环境存在一定的危险性，故属特种设备，为确保锅炉安全运行，对所需水质具有特别高的要求，因此制水成本和运行成本都比较高。
2、微过热蒸汽来源需要由锅炉或余热锅炉供应，若由锅炉房供应则需要消耗大量的一次能源，且锅炉运行热效率低下，通常在60％～80％左右，同时锅炉排烟给生活环境带来污染。
3、微过热蒸汽是一种高成本、高能耗的高温气体，气体存在着高温危险，容易高温伤人，故设备需要采取保温措施，致使工程投资增加。
4、因蒸汽喷射泵使用介质为蒸汽，故喷射泵内部通常比较潮湿，被抽气体中的粉尘在潮湿环境易粘结，因而影响了喷射泵的使用性能和使用寿命。
5、因泵体排出的气体为可凝蒸汽和不凝被抽气体的混合气体，不能直接排放至大气，需设置冷凝器将可凝蒸汽冷凝分离出来，由此需要消耗一定量的冷却水和增加设备投资。
二、水环—大气喷射真空泵：
水环—大气喷射真空泵采用水环泵作为动力，利用水环泵叶轮旋转时的容积变化，使水环泵吸入段形成真空(压力低于大气压)，大气在大气压力作用下高速通过工作喷嘴即小拉瓦尔喷管，使大气由大气压低流速转变成低压力(低于大气压)高流速，从工作喷管高速喷出进入大拉瓦尔喷管，同时在高速空气流束四周边界形成压力，该压力低于被抽气体压力，使被抽气体源源不断地与高速空气流束边缘进行质交换混合且速度降低，大气与被抽气体的混合气体进入缩管，同时流速再次提高至超音速并进入喉管，此时混合气体流速达到最高，随后混合气体进入扩压管，流速逐渐降低而压力逐渐升高至排出扩压管进入水环泵，同时由水环泵排出大气，从而源源不断地抽去真空系统废气，以完成水环—大气喷射真空泵工作。但是水环—大气喷射真空泵存在着下列缺点：
1、水环—大气喷射真空泵是由动力泵即拉瓦尔喷管和容积式机械泵组成，其结构复杂，对设备运行与控制要求高，同时设备维护运行的费用较高。
2、由于水环泵容积变化和真空密封是靠水介质完成的，因水与被抽含尘气体接触，水中含有一定量的粉尘，故含粉尘的水增加了水环泵密封的磨损，增加了水环泵运行的维护成本。
3、水环一大气喷射真空泵设备实际上是由两部分泵体组成，即水环泵和大气喷射真空泵这两部分，因而使得水环—大气喷射真空泵设备的占地面积比较大。
发明内容
为了对以上两种喷射真空泵进行改进，本发明的任务是提供一种压力空气喷射真空泵，它解决了现有喷射真空泵存在的上述缺点和问题。
本发明的技术解决方案如下：
一种压力空气喷射真空泵，它包括工作喷管、气流混合室、缩管、喉管以及扩压管，所述气流混合室与缩管又与喉管再与扩压管相互串联，所述工作喷管为压力空气喷管，压力空气喷管的一端安置在气流混合室内，气流混合室的外端管口与被抽气体入口连接，气流混合室的里端管口与缩管连接。
本发明采取如下进一步的技术措施：
所述压力空气喷管装有喷管管体、喷嘴、喷嘴固定压块和压块固定架，喷管管体的进口端通过连接法兰安装在气流混合室的端部，喷管管体穿置于气流混合室的纵向内部，喷嘴安装在喷管管体的出口端，喷嘴固定压块安装在压块固定架上，同时喷嘴固定压块压置在喷嘴上，压块固定架与气流混合室相连接。
所述喷嘴与喷嘴固定压块的连接处设有喷嘴凸起，喷嘴固定压块设有凹槽，喷嘴与喷嘴固定压块通过喷嘴凸起和压块凹槽相配合连接。
所述气流混合室的外端管口同气流混合室的管身相垂直。
所述气流混合室向其外端管口延伸的延伸段为斜向设置。
本发明的压力空气喷射真空泵具有下列优点：
1、与蒸汽喷射真空泵相比，本压力空气喷射真空泵的动力源是利用取之不尽、价格低廉的压力空气，其设备运行成本低，节省了大量的蒸汽和一次能源。
2、与水环—大气喷射真空泵相比，本压力空气喷射真空泵没有水环泵设备，不存在机械运动副磨损，不存在循环水消耗，故运行费用、设备投资等均低于水环—大气喷射真空泵和蒸汽喷射真空泵。
3、设备构造简单，使用介质为常温压力空气，因此不存在机械磨损等故障，同时不受高温应力疲劳破坏，使用寿命要比蒸汽喷射真空泵和水环—大气喷射真空泵长。
4、设备重量轻，占地面积小，故设备制造成本低。
5、因压力空气含水量极低，空气含水大气露点—10℃～—40℃，故设备内部不会因空气潮湿而使含尘废气中粉尘结块进而影响真空泵使用。
6、由于压力空气为常温气体，因此本压力空气喷射真空泵不属于高温设备，不存在高温伤人的危险。
本发明的压力空气喷射真空泵的最大特点是用价格低廉的压力空气作为动力，而不是采用传统的蒸汽或水环泵作动力，设备构造和各部件的配置简单、牢固，设备运行可靠，没有机械磨损，设备常年运行维护费用和投资均较低。
附图说明
图1是本发明的一种压力空气喷射真空泵的结构示意图。
图2是图1压力空气喷射真空泵的另一个实施例的结构示意图。
图3是本发明的压力空气喷射真空泵中的压力空气喷管的结构示意图。
具体实施方式
参看图1和图2，本发明的一种压力空气喷射真空泵包括工作喷管、气流混合室2、缩管3、喉管4以及扩压管5，气流混合室2与缩管3连接，缩管3与喉管4连接，喉管4与扩压管5连接，气流混合室2与缩管3、喉管4以及扩压管5形成相互串联。
工作喷管为压力空气喷管1，压力空气喷管1的一端安置在气流混合室2内。气流混合室2的外端管口与被抽气体入口6连接，气流混合室2的里端管口与缩管3连接。
参看图3，压力空气喷管1装有喷管管体11、喷嘴12、喷嘴固定压块13和压块固定架14。喷管管体11的进口端通过连接法兰7安装在气流混合室2的端部，喷管管体11穿置于气流混合室2的纵向内部。喷嘴12安装在喷管管体11的出口端。喷嘴固定压块13安装在压块固定架14上，同时喷嘴固定压块13压置在喷嘴12上。压块固定架14与气流混合室2相连接。
如图3中所示，喷嘴12与喷嘴固定压块13的连接处设有喷嘴凸起121，喷嘴固定压块13设有凹槽131，喷嘴12与喷嘴固定压块13通过喷嘴凸起121和压块凹槽131相配合连接。
结合参看图1，气流混合室2的外端管口同气流混合室的管身相垂直。
结合参看图2，本发明的压力空气喷射真空泵显示了另一个实施例，压力空气喷管1的气流混合室2向其外端管口延伸的延伸段为斜向设置。
本发明的压力空气喷射真空泵采用压力空气作为动力，其工作过程如下：
根据流体伯努利方程式，压力空气在工作喷管即压力空气喷管的作用下，由高压力(约0.04～1.0MPa)低流速(约15m/s)转变成低压力(绝压约0.018～0.035MPa)高流速(约340m/s)，并从压力空气喷管高速喷出经过缩管进入喉管即大拉瓦尔喷管，此时在高速空气流束四周边界形成压力，绝压约为0.015～0.030MPa，该绝压低于被抽气体压力，使被抽气体源源不断地与高速空气流束边缘进行质交换混合且速度降低(约200m/s)；压力空气与被抽气体的混合气体进入缩管，同时流速再次提高至约310m/s并进入喉管，此时混合气体流速达到最高，随后混合气体进入扩压管，流速逐渐降低而压力逐渐升高，此时绝压约为0.102MPa，流速约为20m/s，直至排出扩压管，从而源源不断地抽去真空系统废气，以完成压力空气喷射真空泵工作。
当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变换、变型都将落在本发明权利要求的范围内。