一種可自動調節的噴射器的制作方法

本發明涉及噴射器技術領域，特別是涉及一種可自動調節的噴射器。

背景技術：

目前，噴射器是一種應用廣泛的流體機械，他利用工作流體的射流來實現能量的轉換。噴射器以其結構簡單、造價低廉以及操作和維修方便的特點，廣泛應用于抽除氣體、廢熱回收和混合加熱等領域。

噴射器依靠流體間的相互碰撞來傳遞能量，其內部的混合過程非常復雜，因此對于噴射器的研究多采用經驗公式。近些年，使用CFD軟件來模擬噴射器內部流體流動的仿真實驗越來越受到重視。但由于實驗的難度較大，因此人們對噴射器內部流體的流動了解也相對較少。

由于上述原因，所以目前噴射器的設計一般是針對固定工況，一旦偏離固定工況，噴射器的穩定性急速下降；由于噴射器的結構是固定的，導致其參數調節的范圍極窄，所以噴射器的效率會發生大幅度的下降，甚至導致無法繼續使用。例如，在海水淡化裝置中，由于系統負荷的變化，需要較大幅度的改變噴射器的出口流量；另外，在實際工業生產中，外部一次流流體的壓力、工質等參數發生變化時，特別是一次流壓力這一參數發生較大幅度的變化將導致噴射器性能發生大幅度的下跌，這就提出了如何較寬范圍內實現噴射器的可調節的性能，以滿足多種工況的需求。

本申請所要解決的技術問題：目前設計好的噴射器只能用于固定工況，一旦一次流壓力發生變化時，噴射器的噴射效率將發生大幅度的下滑，甚至導致噴射器無法使用。為解決這一難題，本申請將設計一種新型的噴嘴位置可調的噴射器(Auto-tuning NXP ejector)及喉嘴比可調的噴射器(Auto-tuning AR ejector)，以解決噴射器在一次流壓力發生較大變化時效率下降嚴重的問題。

技術實現要素：

為了解決現有技術的不足，本發明提供了一種可自動調節的噴射器，所述噴射器包括依次沿軸線連接的一次流入口、混合室和擴散室，所述混合室下方設置有二次流入口，所述二次流入口通入混合室內，噴嘴橫穿過一次流入口進入混合室，且噴嘴的圓形喉部與混合室錐形出口處于同一軸線；

所述一次流入口后且噴嘴之前設置有伸縮器，所述伸縮器與一次流入口、混合室和擴散室依次沿軸線連接，所述伸縮器用于控制噴嘴的運動。

進一步的，所述伸縮器包括波紋管或者其它可根據噴射器內壓力發生變化而長度發生變化的器材，所述波紋管外部套以彈簧，所述彈簧用于調節伸縮器的彈性系數，使之可以根據一次流大小而伸縮到合適的位置。

進一步的，所述伸縮器用于控制噴嘴的運動實現噴嘴位置可調。

進一步的，所述伸縮器用于控制噴嘴的運動實現噴嘴喉嘴比可調。

進一步的，在實現噴嘴位置可調時，所述伸縮器的波紋管為兩個，分別設置在噴嘴的入口端的上下兩側，當噴射器一次流壓力增大時，伸縮器外圍所受壓力增大，形如波紋管的伸縮器發生形變，將伸長，噴射器噴嘴出口位置NXP減小；當噴射器一次流壓力減小時，形如波紋管的伸縮器發生形變，將縮短，噴射器NXP增大；

給伸縮器設置合適的彈性系數，使得無論一次流壓力發生何種變化，噴射器的噴嘴都能處于一個最優的位置，即噴射器的NXP始終保持對應于該一次流壓力的最優值，從而使得噴射器的引射系數保持一個較高的值。

進一步的，所述伸縮器的每個波紋管相對應的位置再增加一層波紋管，在噴嘴的入口端的上下兩側分別形成一個由兩層波紋管形成的密閉的空間，當一次流壓力增大時，形如波紋管的伸縮器發生形變，將伸長，噴射器NXP減小；當噴射器一次流壓力減小時，形如波紋管的伸縮器發生形變，將縮短，噴射器NXP增大。

進一步的，所述伸縮器引入背壓或者二次流壓力為反饋，使得噴射器NXP的調節更加精準。

進一步的，所述伸縮器用于控制噴嘴的運動實現噴嘴喉嘴比可調時，所述伸縮器的波紋管設置在噴嘴的入口端的內側，伸縮器入口端連接一次流入口端，伸縮器出口端連接噴針，所述噴針與伸縮器連接在一起，噴著隨著伸縮器運動而運動。

進一步的，所述噴針通過噴針支架與噴嘴相連，所述噴針支架的作用是固定噴針只能左右移動，不能夠上下擺動，并且噴針支架不影響一次流的流動。

進一步的，所述噴針的頂端是一個圓錐體，隨著噴針向右移動，噴針阻塞噴組喉部的面積越大，導致噴嘴越小，從而改變了喉嘴比。

進一步的，所述伸縮器的波紋管為兩個，分別與噴針相連。

進一步的，所述伸縮器的波紋管為兩組，每組包括形成的密閉的空間兩個波紋管，兩組波紋管分別與噴針相連。

進一步的，當噴射器一次流壓力增大時，伸縮器所受壓力增大，形如波紋管的伸縮器發生形變將伸長，噴針前移，減小噴射器噴嘴喉部的面積，從而噴嘴喉嘴比AR增大；反之，AR減小；

給伸縮器設置合適的彈性系數，使得無論一次流壓力發生何種變化，噴射器的AR始終保持對應于該一次流壓力的最優值，從而使得噴射器的引射系數保持一個較高的值。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明可在簡單的通過一次流大小的變換自動調節噴射器NXP或者AR的大小，改善噴射器的性能，使噴射器在處于不同的工況下都具有良好的性能。

本發明這種控制裝置安全可靠，結構簡單，成本低廉。

本發明所提出的Auto-tuningejector的設計方案達到了噴射器自適應控制的目的，可使噴射器一次流流量在一定范圍內發生變化時，自動調節噴射器NXP和AR，使之時刻處于性能最優的狀態。

附圖說明

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。

圖1為傳統噴射器結構圖；

圖2為實施例子1噴嘴位置可調的噴射器(Auto-tuningNXPejector)；

圖3為實施例子2噴嘴位置可調的噴射器(Auto-tuningNXPejector)；

圖4為喉嘴比可調的噴射器(Auto-tuningARejector)；

圖5為伸縮器的受力分析圖；

其中，1.一次流入口，2.吸入室，3.噴嘴喉部，4.噴嘴出口，5.等壓混合段，6.二次流入口，7.等面積混合段，8.擴散室，9.第一伸縮器，10.導管，11.第二伸縮器，12.第三伸縮器，13.噴針，14，噴針支架。

具體實施方式

應該指出，以下詳細說明都是例示性的，旨在對本申請提供進一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術和科學術語具有與本申請所屬技術領域的普通技術人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式也意圖包括復數形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用術語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

傳統噴射器結構如圖1所示，噴射器工作原理：一般來說，噴射器由噴嘴(包括噴嘴喉部3與噴嘴出口4)、吸入室2、混合室(包括等面積混合段7和等壓混合段5)以及擴散室8四部分組成。其工作原理為一次流蒸汽即動力蒸汽通過一次流入口1進入噴嘴進行絕熱膨脹，經過噴嘴喉部3在噴嘴出口4處形成超音速流體，在超音速流體流經吸入室2時由于高速形成的低壓將帶動噴射器運動，而二次流體通過二次流入口6進入吸入室2沿噴射器軸向運動，在混合室等壓混合段5及等面積混合段7內兩股流體相混合，并且形成的混合流體降到音速以下，在擴散室8內，混合流體的速度進一步降低，壓力升高達到排除流體所需參數。引射流體與一次流體質量流量的比值成為引射系數，其為衡量噴射器性能優劣的主要指標。

正如背景技術所介紹的，現有技術中存在噴射器一般是針對固定工況不可調節的不足，為了解決如上的技術問題，本申請提出了一種可調式噴射器。這個可調式噴射器方案中包括噴嘴位置可調和喉嘴比可調兩種形式。這兩種形式可以單獨使用，也可以放一起使用。本發明采用波紋管側面受力可使波紋管發生伸縮形變的原理。使波紋管形變，從而控制噴射器噴嘴的位置或者噴射器的喉嘴比。本專利申請的可調節噴射器是在普通的噴射器的基礎上增加調節部件，實現兩種調節方式。

一種可自動調節的噴射器，所述噴射器包括一次流入口1、噴嘴(包括噴嘴喉部和噴嘴出口)、吸入室2、二次流入口6、混合室(包括等壓混合段5和等面積混合段7)、擴散室8、噴針支架14、控制噴嘴或者噴針左右移動的伸縮器(下稱伸縮器)構成。所述一次流入口1、混合室和擴散室8依次沿軸線連接，二次流入口6置于混合室下方，通入混合室內，所述噴嘴橫穿過一次流入口1進入混合室，且噴嘴圓形喉部與混合室錐形出口處于同一軸線。所述伸縮器置于一次流入口1后，處于噴嘴之前，以達到控制噴嘴或者噴針運動的目的。所述伸縮器與一次流入口、混合室和擴散室依次沿軸線鏈接。

伸縮器按以下方案構成：選取波紋管或者其它可根據管內壓力發生變化而長度發生變化的器材，在其外部套以彈簧，調節伸縮器的彈性系數，使之可以根據一次流大小而伸縮到合適的位置。

本申請的一種典型的實施方式中，提供了噴嘴位置可調的噴射器，如圖2所示，在實現噴嘴位置可調時，第一伸縮器9的波紋管為兩個，分別設置在噴嘴的入口端的上下兩側。

當噴射器一次流壓力增大時，伸縮器外圍所受壓力增大，即圖5中F增大，形如波紋管的伸縮器發生形變，將伸長，噴射器NXP減小；當噴射器一次流壓力減小時，形如波紋管的伸縮器發生形變，將縮短，噴射器NXP增大。給伸縮器設置合適的彈性系數，就可以使得無論一次流壓力發生何種變化，噴射器的噴嘴都能處于一個最優的位置，即噴射器的NXP始終保持對應于該一次流壓力的最優值，從而使得噴射器的引射系數保持一個較高的值。

如圖3所示，該結構的噴射器與圖2所示噴射器的區別是：第二伸縮器11為在圖2中伸縮器的波紋管中再加一層波紋管，形成一個密閉的空間。該兩層波紋管至于導管10內，圖中所示的引入的壓力可以是二次流壓力、背壓或者是某一恒定壓力。當一次流壓力增大時，形如波紋管的伸縮器發生形變，將伸長，噴射器NXP減小；當噴射器一次流壓力減小時，形如波紋管的伸縮器發生形變，將縮短，噴射器NXP增大。這個結構的噴射器相比于圖2所示的噴射器的優勢是，可以引入背壓或者二次流壓力為反饋，使得NXP的調節更加精準。

本申請的另一種實施例中，喉嘴比可調的噴射器，如圖4所示，第三伸縮器12的波紋管為兩組，每組包括形成的密閉的空間兩個波紋管，兩組波紋管分別與噴針相連。

當噴射器一次流壓力增大時，伸縮器所受壓力增大，形如波紋管的伸縮器發生形變將伸長，噴針前移，減小噴射器噴嘴喉部的面積，從而AR增大；反之，AR減小。給伸縮器設置合適的彈性系數，就可以使得無論一次流壓力發生何種變化，噴射器的AR始終保持對應于該一次流壓力的最優值，從而使得噴射器的引射系數保持一個較高的值。噴針支架的作用是固定噴針只能左右移動，不能夠上下擺動，并且噴針支架14不影響一次流的流動。

噴針13與伸縮器連接在一起。噴著隨著伸縮器運動而運動。

噴針的頂端是一個圓錐體，隨著噴針向右移動，噴針阻塞噴組喉部的面積越大，導致噴嘴越小，從而改變了喉嘴比。

以上所述僅為本申請的優選實施例而已，并不用于限制本申請，對于本領域的技術人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本申請的保護范圍之內。