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水利喷射器的特点及应用

日期:2019/12/25 9:04:27

1原理与用途

水喷射真空泵是一种具有抽真空、冷凝、排水等三种有效能的机械装置。它是利用一定压力的水流通过对称均布成一定侧斜度的喷出。

聚合在一个焦点上,由于喷射水流速度较高,于是周围形成负压使器室内产生真空、另外由于二次蒸汽与喷射水流直接接触,进行热交换,绝大部分的蒸汽凝结成水,少量未被冷凝的蒸汽与不凝结的气体亦由于与高速喷射的水流互相摩擦,混合与挤压,通过扩压管被排除,使器室内形成更高的真空。

水力喷射器应用极为广泛,主要用于真空与蒸发系统,进行真空抽水,真空蒸发、真空过滤、真空结晶、干燥、脱臭等工艺,是制糖、制药、化工、食品、制盐、味精、牛奶、发酵以及一些轻工、国防部门广泛需求的设备。但目前生产水力喷射器的制造厂较小,品种亦不齐全。

采用多喷咀与汽环(导向盘)等结构。以及用多级泵进水,低位安装,完善与提高了其工作性能,因此具有一定的先进性、是真空冷凝设备的一种革新。

2结构优点

水喷射真空泵由器体、器盖、喷咀、喷咀座板、导向盘、扩压管及单向阀等部件组成,喷咀用不锈钢制造,喷咀座板由优质钢加工,其余零件则系铸铁铸造,喷咀 采用多喷咀的结构形式,以便得到较大的水-汽接触面积,有利于热交换的进行,获得较好的真空效果。

喷咀座板加工精密,精度较高,以便喷射水流准确地聚集在同一的焦点。导向盘用于减慢蒸汽(或空气)的流速,使蒸气均匀地导入器室以免喷射水流偏斜,降低抽射效能。

水喷射真空泵整个装置结构紧凑精密,强度亦较高,用于真空蒸发系统中,由于能把冷凝器的冷凝作用与与真空泵的抽气作用合并在一个设备中同时 大大地简化了工艺流程,比之原来用真空泵与旧式冷凝器的装置,可以节省去真空 空泵、冷凝器、分水器等设备,并且还有下列优点:

水力喷射体积小、重量轻、结构紧凑。而效能又比较高,耗电量低于真空系统,投资省。

操作简单维修方便,不用专职人员看管

3种类

喷射式泵属于流体作用泵,是利用流体流动时能量转化以达到输送流的装置。喷射泵的工作流体可以是水蒸气、空气、水和油等。喷射式真空泵又称为射流真空泵,是利用喷嘴的高速射流来抽除容器中的气体来获得真空的,在化工生产上主要用作真空泵,在蒸发和蒸馏过程中广泛使用。

喷射式泵的工作流体可以是蒸汽,也可以是水,还可以是其他液体或气体。工作蒸汽在高压下经喷嘴以很高的速度喷出,在喷射过程中,蒸汽的静压能转变为动能,因而在吸入口处造成了一个低压区,将所输送的流体吸人。吸入的流体与蒸汽混合后进入扩大管,流速逐渐降低,压强随之升高,并从压出口排出。

1.水蒸气喷射泵

水蒸气喷射泵的工作介质为水蒸气,它是能直接对大气排气的一种射流真空泵。

其工作过程分为3个阶段:

一是绝热膨胀阶段,即工作蒸汽通过喷嘴绝热膨胀的过程,工作蒸汽将其压力能转化为速度能,并以很高的速度喷射出;

二是混合阶段,即工作蒸汽与被抽气体进行混合并使两股气流进行能量交换的过程,被抽气流的速度得到增加,而工作蒸汽将携带着被抽气体进到扩压器中;

三是压缩阶段,工作蒸汽与被抽气体一边继续进行能量交换.一边逐渐被压缩,使动能又转化为位能,当到达扩压器的喉部完成混合阶段并使两种气流达到同一速度,此后再经过扩散,使速度降低和压力进一步扩大,然后将被抽气体排出喷射器,从而完成蒸汽喷射泵的工作过程。

2.空气喷射泵

空气喷射泵与水蒸气喷射泵的工作原理相类似,但其工作介质则为压缩空气或常压空气。根据工作介质是高压空气还是常压空气,可将其分为一般空气喷射泵和大气喷射泵。

一般空气喷射泵因工作介质的耗量很大,故必须配备容量大的空气压缩机;一般空气喷射泵.大多数是以单级使用的。

大气喷射泵通常以一级或二至三级串联工作,并常安装在水环真空泵的进VI而组成高真空机组,以提高水环真空泵的极限真空度和扩大工作压力范围。

3.水喷射真空泵

当真空度要求不太高时,可采用一定压力的水作为工作介质的水喷射真空泵。水喷射的速度,通常为15~30m/s左右。它虽属于粗真空装置.但其具有产生真空和冷凝蒸汽的双重作用,所以得到广泛应用。水喷射真空泵的工作原理与蒸汽喷射泵相类似,其效率通常在30%以下。

4应用

喷射式真空泵结构简单,制造容易,没有运动部件,不易发生故障,维修工作量小。能输高温的、腐蚀性的以及含有固体颗粒的流体。但其效率较低,一般在25%~30%左右。在石油化工生产中,喷射泵不仅用来代替机械式真空泵,而且还广泛用于混合器、冷却器、吸收器等。

喷射泵是被广泛应用于输送,压缩混合气体和蒸汽、液体和固体的设备,气体或液体常被作为动力介质。喷射泵用于产生真空是另一个非常重要的应用。

喷射泵适用于高温、高压、高真空领域,如真空蒸发、真空干燥、真空制冷、真空蒸馏,还可提升液、碱或含有磨料的悬浮液,也适用于强辐射的特殊环境。

喷射泵在产生真空方面的应用:

因为喷射泵的多样性,其已被广泛应用于各个领域,例如,化学反应器、排气系统、水处理设备、混合槽、储存槽、废水处理设备、加热系统、加热供气系统、电厂、游泳池、鲑厂的供水等。以及不同工业领域中真空的形成。

用水蒸汽作为动力介质的喷射泵形成真空是一个重要应用领域。其输送的高速喷射相当于声速的几倍,因此喷射泵也能够轻而易举地在真空中处理大容量的物质。

因为单级喷射泵只能克服极其有限的压缩比,当抽吸压力低时,几个喷射泵必须串联安装。多级水蒸汽喷射真空泵的抽吸压力可以达到低至0.01mbar。为了冷凝大部分的动力水蒸汽并使下一级的抽吸量减少到最小,一般在两个喷射泵中间安置一个冷凝器。根据应用场合,采用直接接触冷凝器或表面冷凝器。

在喷射泵中主要以水蒸汽作为动力介质。在绝大部分工业中,水蒸汽作为基本的能量被大量地生产,因此非常容易获得。在动力水蒸汽的冷凝过程中,或多或少会产生废水。虽然量很小,而且即使把废水的排放费用考虑进去,水蒸汽喷射泵仍是最经济的真空泵,但对真空喷射泵来说总是有一定的负面影响。

因此作为一种选择,产品蒸汽被愈来愈多地应用于喷射泵的操作。例如,溶剂蒸汽、氯苯、甲苯、丁二醇、乙烯、乙二醇、呋喃。

在这种情况下,动力蒸汽冷凝后再次蒸发被利用作为动力介质。由于有机蒸汽的蒸发温度低,在大多数情况下,这种操作方式比采用水蒸汽运行更有利于节省能源。

采用产品蒸汽作为动力介质的喷射泵的另一重要操作范围是在工艺物料中不允许混入水。为了获得最佳的效率,采用产品蒸汽作为动力介质的喷射泵仍需详细的研究。

喷射泵的优点:就结构和功能而言,这种喷射泵同采用水蒸汽作为动力介质的真空喷射泵并无大的差别,而且有着相同的优点:结构简单;操作安全可靠,无需保养;使用寿命长,耐磨损;适当选材可具耐腐蚀性;所有材料均可制造。另外,由于冷凝液循环使用,无排放污染。

喷射真空泵应用于各种工业领域,如下是几个重要的应用领域。

在化工方面GEA喷射泵公司已经开发了组合泵,并已普遍应用。这种泵的显着特点是外形紧凑及双设计构造。两个平行的泵既能相互独立交替操作,也能?同时操作,因此就可能在不停车的情况下进行维修。

在化学工业中,如果不锈钢不能满足耐腐要求,可使用陶瓷/石墨的真空喷射泵来脱除腐蚀性气体和水蒸汽。喷射泵用陶瓷制成,表面冷凝器由石墨制成。?表面冷凝器由一紧凑的冷凝器组合而成。这种结构有着尺寸小,所需空间少及现场组装简单的优点。

在炼油厂,水蒸汽真空喷射泵同液环泵组合用于炼油厂的减压精馏塔系统。这两种泵的组合保持很低的蒸汽、水和电的消耗。由于能输送所产生的大量气体?(在104~106m3/h范围内),GEA喷射泵公司的水蒸汽真空喷射泵对此用途是非常合适的。同时,运行安全可靠,并不易发生故障。

同样,涉及大体积流的情况是在炼钢脱气的真空产生中。为了生产一定品质的钢,一些生钢的处理过程需在真空下进行。这种真空泵必须有两个作用。一是?迅速抽空操作容器,以达到所需的压力。这意味着真空喷射泵的初始揣吸量必须很大(几千kg/h)。二是保持低压的同时脱除大量惰性气体(大约相当于0.6mbar下,几百kg/h)。

另外,真空喷射泵还用以可食用油脱臭、化学合成物的聚合物的生产、海水脱盐、油脱水、食品、饮料和烟草的调理、纺纱浴的抽吸及其它许多应用领域。

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