CN108591134B - 一种射流泵喷嘴进料口布料装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种射流泵喷嘴进料口布料装置，包括轴、左轴承室、右轴承室、布料圆环和手柄部分，轴的左右两端分别同轴安装左轴承室和右轴承室，在位于左轴承室和右轴承室之间的轴上安装布料圆环，轴的左侧端部连接安装手柄部分。本发明的优点是：需要加入的粉料不扬尘、不造成射流泵喷嘴内的浆料浓度局部过高、也不需要加入额外的能源动力，安全可靠。本装置可用于射流泵***增效，也可以直接用于没有射流泵***的固体粉料加料装置的辅助搅拌布料。本装置可以被广泛应用在石油、化工、医药、食品等领域的固—液混合输送。

Description

一种射流泵喷嘴进料口布料装置

技术领域

本发明涉及射流泵领域，尤其是一种射流泵喷嘴进料口布料装置。

背景技术

射流泵是化工中的重要单元操作，它是利用高速射流与被吸流体间强剪切和剧烈紊流扩散作用来传递能量和质量的流体机械和混合输送反应设备。由于其具有结构简单、工艺稳定、安装方便、工艺适应性强、生产成本低等特点使其应用范围越来越广，在某些真空情况下，射流泵可取代水环式、旋片式、往复式真空泵。本专利阐述的是固—液混合射流泵。它具有固-液混合和输送的双重功能。它的最显著特点是固体粉末的输送，如玉米淀粉等的输送。如果采用的射流泵输送具有较稳定的物理和化学性质可溶性盐类，如硫酸钠、碳酸钠、氯化钠等，会获得很高的效率。高效的射流泵***具有广阔的应用前景，它可以被广泛应用在石油、化工、医药、食品等领域的固—液混合输送。

射流泵的研究和应用已经有很长的历史，最早于16世纪，人们便发现了射流的混合现象。随着流体力学和空气动力学理论以及应用的发展，射流技术也随之得到很大的提高。射流泵作为一种可以产生巨大经济效益的通用设备，在人类经济生活中其已经显示出越来越重要的作用。多年来射流喷嘴结构作为一种基本而简便的物理输送混合方法，不消耗药剂，无二次污染，运行维护费用低，一直是国内外学者研究的热点，因此，催生出更多高效节能的射流喷嘴发明专利。这些设计成果已经在发达国家的石油、化工领域得到了应用。目前，发达国家通过大量的实验得到了大量的数据并获得了许多专利，这些专利为他们带来了巨大的经济效益。然而，射流泵***的设计必须考虑预期的效率机制，这一点在目前研究中还不够充分；既没有深入了解制约射流效率的众多因素以及射流喷射真空形成的机理，也没有掌握最佳效率点形成的条件，因此，很难设计出更为高效节能的装置。

射流泵***是以射流喷嘴喷出的高速流动的液体实现对固-液混合物输送的目标，在此过程中，射流泵喷嘴进料效率直接影响到射流泵***效率，因此，如何提高射流泵***的效率就显得至关重要。值得注意的是射流泵喷嘴进料口布料装置对***的整体效率也会有一定的影响。例如加入射流泵喷嘴内的粉料产品(如淀粉)湿度过大、天气潮湿引起粉料湿度过大，以及操作人员过量加料都会引起射流泵射流喷嘴下料口处粉料过度堆积成块，俗称“坨料”，导致粉料不能依靠自身重力自由下滑，也不能在射流泵射流喷嘴产生的射流真空下被吸入射流喷嘴内，造成射流泵***空运转，即产生射流喷嘴效率瓶颈。因此，在没有射流泵喷嘴进料口布料装置情况下，操作人员不能使用铁棍对粉料进行搅拌布料，因为当操作人员给射流泵喷嘴加料时车间内可能存在大量的粉尘，粉尘遇到明火可能引起***。因此，操作人员只能用木棍对下料口瓶颈处进行布料和疏通，这就人为地增加了劳动力成本的投入。使用木棍可能导致木屑落入料斗中，且用之不能解决包装袋上的碎纸片和纤维丝落入料斗中的问题，产品质量难以保障。因此，传统的***设计方法没有对射流泵喷嘴进料口进行布料增效，造成大量的人力和物力的投入，并存在可能的安全隐患，使得射流泵***效率降低，既不经济又不环保。

为了便于对上述内容进行理解，下面举出一个实例，对没有加装射流泵喷嘴进料口布料装置的射流泵***工作原理进行说明，如图1所示，图中：1.料斗；3.射流泵喷嘴(经济型)；A室：浆液增压室；B室：真空混合室；C室：扩张室。

通过高压液体输送泵(3—6大气压)将高压浆液射入射流喷嘴，进入其增压室A。由于增压室A的截面积逐渐减少，液体的势能减少而动能增加，这样，液体通过增压室A的出口时其喷射速度大幅度增加，形成射流效应。高速流动的液体经由混合室B，喷射成扩散状，空间占用体积增大，夹带了部分空气进入扩张室C，液体的空间体积进一步增大，然后进入与C的出口端等径的输送管道。高速流动的液体在经由增压室A到扩张室C的过程中产生真空。固体粉料(如淀粉)经由料斗1加入真空混合室B，自由滑下的粉状固体被吸入混合室，并与连续进入的高速浆液混合后进入扩张室C。混合浆液经由输送管道返回调浆罐并再次被高压液体输送泵吸入，再打入射流喷嘴，形成一个循环。

上述技术所存在的缺陷是：

粉料在进入射流泵之前能达到均匀分布，不堆积成块，流动性好。传统的***设计方法是默认固体粉末进入料斗中后流动为自由下滑流动状态，直接进入射流泵喷嘴，而没有对流动过程中粉料的分布状态进行增效，造成大量的流体动能和势能的白白浪费，也使得***效率降低。直观地表现为：加入射流泵喷嘴内的粉料产品(如淀粉)湿度过大、天气潮湿引起粉料湿度过大，以及操作人员过量加料都会引起射流泵射流喷嘴进料口处粉料过度堆积成块，俗称“坨料”，导致粉料不能依靠自身重力自由下滑，也不能在射流泵射流喷嘴产生的射流真空作用下被吸入射流喷嘴内，造成射流泵***空运转，即产生射流喷嘴效率瓶颈。甚至包装袋上的线绳、纤维丝及包装材料碎片有时可能进入射流泵射流喷嘴内，严重影响产品质量，既不经济又不环保，并存在可能的安全隐患。

事实上，图1中的射流泵喷嘴是由专利《可连续调整射流喷管位置的高效射流喷嘴》(ZL 201410539286.0)作为母机经过试验得到的经济型射流泵喷嘴子机。它是笔者经过长期实践应用和实验基础上得到的一款效率比较高的射流喷嘴，相比之下，它的效率要低于加装射流泵喷嘴进料口布料装置的射流泵喷嘴的效率。因此，上述技术存在较为明显的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于弥补现有技术的不足之处，提供一种能够改善布料效果、提高工作效率、降低能耗并保障使用安全的射流泵喷嘴进料口布料装置。

本发明的目的是通过以下技术手段实现的：

一种射流泵喷嘴进料口布料装置，其特征在于：包括轴(2-14)、左轴承室、右轴承室、布料圆环(2-9)和手柄部分，轴的左右两端分别同轴安装左轴承室和右轴承室，在位于左轴承室和右轴承室之间的轴上安装布料圆环，轴的左侧端部连接安装手柄部分。

而且，所述的右轴承室包括右轴承室外壳(2-15)、第三轴承(2-5c)、第三轴套(2-13)、螺母(2-12)、挡圈(2-10)和螺丝闷盖(2-11)，轴的右端同轴穿装在右轴承室外壳内，位于右轴承室外壳内部的轴上由左至右依次同轴套装第三轴承、第三轴套以及螺母，且第三轴承的外圈与右轴承室外壳左边靠实；挡圈(2-10)同轴安装在右轴承室外壳内部，且挡圈顶住第三轴承外圈右边；螺丝闷盖同轴安装在右轴承室外壳的右端，并拧紧顶住挡圈。

而且，所述的左轴承室包括左轴承室外壳(2-8)、第二轴承(2-5b)、第二轴套(2-6)、第一轴承(2-5a)、第一轴套(2-4)、轴用弹簧卡圈(2-3)、聚丙烯防尘挡圈(2-1)、挡圈(2-7)和透盖(2-2)，轴的左端同轴穿装在左轴承室外壳内，位于左轴承室外壳内部的轴上由右至左依次同轴套装第二轴承、第二轴套、第一轴承、第一轴套、轴用弹簧卡圈以及聚丙烯防尘挡圈；在第一轴承和第二轴承之间的左轴承室外壳内同轴安装一个挡圈，该挡圈位于第二轴套的外侧，且挡圈的左右两端分别顶紧第一轴承和第二轴承；在左轴承室外壳的最左端同轴安装一个透盖，该透盖的右端顶住第一轴承的左端面。

而且，所述的手柄部分包括摇柄(2-25)和聚丙烯套管手柄(2-23)，摇柄的上端通过螺钉(2-26)固定在轴的最左端，摇柄的下端通过螺栓连接聚丙烯套管手柄，摇柄的轴线和聚丙烯套管手柄的轴线为垂直设置。

而且，所述的摇柄的上端制出一个水平孔(2-27)，轴的最左端穿装在该水平孔内，摇柄的上端制出一个与水平孔连通的竖直孔，该竖直孔内穿装螺钉。

而且，所述的螺栓(2-20)依次穿过聚丙烯套管手柄(2-23)、左聚氯乙烯防碰撞垫片(2-24a)、摇柄(2-25)下部所制的通孔(2-28)以及右聚氯乙烯防碰撞垫片(2-24b)使摇柄与聚丙烯套管手柄连接。

而且，所述的螺栓的左端采用垫片(2-22)和螺母(2-21)紧固，螺栓的右端通过穿装在螺栓上小孔内的铁丝固定。

而且，还包括圆管模，该圆管模是由两个大小形状完全相同的半瓦圆管模(2-29)组成的一个可拆卸圆管，其直径与左轴承室外壳(2-8)和右轴承室外壳(2-15)外径相同，内径等于左轴承室外壳和右轴承室外壳之间的轴(2-14)的最大直径；在轴上焊接布料圆环之前，圆管模安装在左轴承室外壳和右轴承室外壳之间的轴上。

本发明的优点和积极效果是：

1、本装置可以充分利用当粉料倒入料斗时的流体动能和势能产生左右摆动，形成自动布料的效果，且不需要加入额外的能源动力，获取最佳的工艺适应性，以达到最大工作效率，实现了高效节能的目标。

2、本装置可以实现粉料能依靠自身重力和射流泵射流喷嘴产生的射流真空自由下滑，不会造成射流泵***空运转。

3、本装置工艺适应性强，易于操作。当出现严重“坨料”情况时，可以用手或脚左右扳动手柄进行旋转辅助布料，不必使用木棍，避免了木屑落入料斗中，从而保障了产品质量。

4、本装置可以缠绕粉料包装袋上的线绳和纤维丝，也可以截留较大块的包装材料碎片，因此，可以实现节能环保。

5、操作人员可以通过观察手柄左右摆动情况判断粉料下料是否正常，也可以判断射流真空是否达到预期真空度，因此，该装置可以实现射流泵***效率的可视化监控。

6、本装置制作成本低廉，效果好，易于应用。

7、本装置的设计考虑了防爆因素，也考虑了误操作和激情操作可能产生明火的可能性，因此本装置使用的安全可靠性非常高。

8、本装置也可以直接用于没有射流泵喷嘴情况下具有重力冲击进料特点的料斗的辅助布料，因此，具有更强的工艺适应性，可大面积推广使用。

9、本装置使用灵活性强，如果去掉手柄，再接上联轴节和防爆电机，即可实现连续自动化生产。

10、使用本装置后，粉料在进入射流泵喷嘴之前能达到均匀分布，不堆积成块，流动性好。需要加入的粉料不扬尘、不造成射流泵喷嘴内的浆料浓度局部过高、也不需要加入额外的能源动力，安全可靠。本装置可用于射流泵***增效，也可以直接用于没有射流泵***的固体粉料加料装置的辅助搅拌布料。因此，本装置可以被广泛应用在石油、化工、医药、食品等领域的固—液混合输送。

附图说明

图1是没有加装射流泵喷嘴进料口布料装置的射流泵喷嘴工作原理图；

图2是加装射流泵喷嘴进料口布料装置的射流泵喷嘴***外形装配图；

图3是射流泵喷嘴进料口布料装置与料斗装配图；

图4是图3的局部放大装配图；

图5是图4的A-A向剖视图；

图6是透盖的主视图；

图7是透盖的剖视图；

图8是摇柄的主视图；

图9是摇柄的剖视图；

图10是图8的B-B向剖视图(放大示意图)；

图11是半瓦圆管模的示意图；

图12是图11的侧视图(局部剖视)。

具体实施方式

下面结合附图详细叙述本发明的实施例，需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种射流泵喷嘴进料口布料装置，包括轴(2-14)、左轴承室、右轴承室、布料圆环(2-9)和手柄部分，轴的左右两端分别同轴安装左轴承室和右轴承室，在位于左轴承室和右轴承室之间的轴上安装布料圆环，轴的左侧端部连接安装手柄部分。以下对各部分结构及连接关系进行详细描述：

⑴.所述的右轴承室包括右轴承室外壳(2-15)、第三轴承(2-5c)、第三轴套(2-13)、螺母(2-12)、挡圈(2-10)和螺丝闷盖(2-11)，轴的右端同轴穿装在右轴承室外壳内，位于右轴承室外壳内部的轴上由左至右依次同轴套装第三轴承、第三轴套以及螺母，且第三轴承的外圈与右轴承室外壳左边靠实；挡圈同轴安装在右轴承室外壳内部，且挡圈顶住第三轴承外圈右边；螺丝闷盖同轴安装在右轴承室外壳的右端，并拧紧顶住挡圈。

⑵.所述的左轴承室包括左轴承室外壳(2-8)、第二轴承(2-5b)、第二轴套(2-6)、第一轴承(2-5a)、第一轴套(2-4)、轴用弹簧卡圈(2-3)、聚丙烯防尘挡圈(2-1)、挡圈(2-7)和透盖(2-2)，轴的左端同轴穿装在左轴承室外壳内，位于左轴承室外壳内部的轴上由右至左依次同轴套装第二轴承、第二轴套、第一轴承、第一轴套、轴用弹簧卡圈以及聚丙烯防尘挡圈；在第一轴承和第二轴承之间的左轴承室外壳内同轴安装一个挡圈，该挡圈位于第二轴套的外侧，且挡圈的左右两端分别顶紧第一轴承和第二轴承；在左轴承室外壳的最左端同轴安装一个透盖，该透盖的右端顶住第一轴承的左端面。

⑶.所述的手柄部分包括摇柄(2-25)和聚丙烯套管手柄(2-23)，摇柄的上端通过螺钉(2-26)固定在轴的最左端，其具体结构为：在摇柄的上端制出一个水平孔(2-27)，轴的最左端穿装在该水平孔内，摇柄的上端制出一个与水平孔连通的竖直孔，该竖直孔内穿装螺钉。

摇柄的下端通过螺栓连接聚丙烯套管手柄，摇柄的轴线和聚丙烯套管手柄的轴线为垂直设置。螺栓(2-20)依次穿过聚丙烯套管手柄、左聚氯乙烯防碰撞垫片(2-24a)、摇柄下部所制的通孔(2-28)以及右聚氯乙烯防碰撞垫片(2-24b)使摇柄与聚丙烯套管手柄连接。螺栓的左端采用垫片(2-22)和螺母(2-21)紧固，螺栓的右端通过穿装在螺栓上小孔内的铁丝(2-19)固定。

⑷.本装置还包括圆管模，该圆管模是由两个大小形状完全相同的半瓦圆管模(2-29)组成的一个可拆卸圆管，每个半瓦圆管模上均制出安装孔。圆管模的直径与左轴承室外壳和右轴承室外壳外径相同，内径等于左轴承室外壳和右轴承室外壳之间的轴的最大直径；在轴上焊接布料圆环之前，圆管模安装在左轴承室外壳和右轴承室外壳之间的轴上。

本射流泵喷嘴进料口布料装置的装配过程(如图5)：

⑴.右轴承室安装：将轴(2-14)穿过右轴承室外壳(2-15)；在右手边将第三轴承(2-5c)安装在轴上，加装第三轴套(2-13)，旋紧螺母及备用螺母(2-12)，将轴向左拉回，直到第三轴承的外圈与右轴承室外壳左边靠实，再将挡圈(2-10)推进右轴承室外壳内顶住轴承外圈右边。然后，拧紧螺丝闷盖(2-11)顶住挡圈。右轴承室安装结束。

⑵.左轴承室安装：将左轴承室外壳(2-8)套装在轴(2-14)上，将第二轴承(2-5b)推到左轴承室外壳右侧最里端，加装第二轴套(2-6)，安装挡圈(2-7)，将最左边的第一轴承(2-5a)安装在轴上，并将其与第二轴套(2-6)和挡圈(2-7)靠实，加装第一轴套(2-4)并用轴用弹簧卡圈(2-3)卡紧，用螺栓、螺母和垫片(2-16、2-17、2-18)将其透盖(2-2)拧紧在左轴承室外壳上，将聚丙烯防尘挡圈(2-1)安装在轴上，用螺钉(2-26)将摇柄(2-25)固定在轴上。用螺栓(2-20)依次穿过聚丙烯套管手柄(2-23)、左聚氯乙烯防碰撞垫片(2-24a)、摇柄(2-25)和右聚氯乙烯防碰撞垫片(2-24b)，再用垫片(2-22)和螺母(2-21)紧固。最后，将铁丝(2-19)穿过螺栓(2-20)上的小孔，以防止螺母(2-21)脱扣。左轴承室安装结束。

⑶.制作圆管模：所谓圆管模是一种辅助安装工具，它是由两个大小形状完全相同的半瓦圆管模(如图11和图12所示)组成的一个可拆卸圆管，其直径与左和右轴承室外壳(2-8和2-15)外径相同，内径等于左和右轴承室外壳之间的轴(2-14)的最大直径。制作完成后，将其安装在左和右轴承室外壳之间的轴上。加装圆管模的目的在于保持左和右轴承室的中心轴线与轴(2-14)的中心轴线一致，且保证射流泵喷嘴进料口布料装置焊接在料斗和法兰的组合件(4)上时不产生焊接变形，也防止该装置产生旋转卡阻现象。

⑷.焊接：将装有圆管模的射流泵喷嘴进料口布料装置点焊在料斗和法兰的组合件上后，旋转射流泵喷嘴进料口布料装置的手柄，观察其是否出现焊接卡阻和变形。如果手柄旋转正常，则将射流泵喷嘴进料口布料装置满焊在料斗上，否则，需要调整射流泵喷嘴进料口布料装置松紧度后满焊之。焊接结束后，去掉半瓦圆管模，将布料圆环(2-9)点焊在轴(2-14)上。至此，焊接结束。最后，将焊接在一起的料斗和射流泵喷嘴进料口布料装置的组合件(见图3)与射流泵喷嘴(3)安装在一起。

本射流泵喷嘴进料口布料装置的工作原理(如图3)：

⑴.将粉料倒入料斗1。

⑵.当粉料倒入料斗时，粉料在自身重力的冲击下，由于有轴承辅助使得轴的旋转灵敏度较高，因此，射流喷嘴下料口布料装置会产生旋转运动。该旋转运动受到射流喷嘴下料口布料装置的手柄自重作用影响将产生左右摆动，形成自动布料的效果，因此，该装置在一般情况下无需额外动力即可实现自动布料。

⑶.当出现严重“坨料”情况时，可以用手或脚左右扳动手柄进行旋转辅助布料。手柄带动摇柄旋转，摇柄的旋转角度最好不超过135°。摇柄很容易驱动轴旋转，轴带动相互垂直的布料圆环旋转，布料圆环对进料口粉料进行布料。

⑷.通过高压液体输送泵(3—6大气压)将高压浆液射入射流喷嘴，进入其增压室A。由于增压室A的截面积逐渐减少，液体的势能减少而动能增加，这样，液体通过增压室A的出口时其喷射速度大幅度增加，形成射流效应。高速流动的液体经由混合室B，喷射成扩散状，空间占用体积增大，夹带了部分空气进入扩张室C，液体的空间体积进一步增大，然后进入与C的出口端等径的输送管道。高速流动的液体在经由增压室A到扩张室C的过程中产生真空。固体粉料(如淀粉)经由料斗1和射流喷嘴下料口布料装置2被加入真空混合室B，自由滑下的粉状固体被吸入混合室，并与连续进入的高速浆液混合后进入扩张室C。混合浆液经由输送管道返回调浆罐并再次被高压液体输送泵吸入，再打入射流喷嘴，形成一个循环。

Claims (8)

1.一种射流泵喷嘴进料口布料装置，其特征在于：包括轴(2-14)、左轴承室、右轴承室、布料圆环(2-9)和手柄部分，轴的左右两端分别同轴安装左轴承室和右轴承室，在位于左轴承室和右轴承室之间的轴上安装布料圆环，轴的左侧端部连接安装手柄部分。

2.根据权利要求1所述的一种射流泵喷嘴进料口布料装置，其特征在于：所述的右轴承室包括右轴承室外壳(2-15)、第三轴承(2-5c)、第三轴套(2-13)、螺母(2-12)、挡圈(2-10)和螺丝闷盖(2-11)，轴的右端同轴穿装在右轴承室外壳内，位于右轴承室外壳内部的轴上由左至右依次同轴套装第三轴承、第三轴套以及螺母，且第三轴承的外圈与右轴承室外壳左边靠实；挡圈(2-10)同轴安装在右轴承室外壳内部，且挡圈顶住第三轴承外圈右边；螺丝闷盖同轴安装在右轴承室外壳的右端，并拧紧顶住挡圈。

3.根据权利要求1所述的一种射流泵喷嘴进料口布料装置，其特征在于：所述的左轴承室包括左轴承室外壳(2-8)、第二轴承(2-5b)、第二轴套(2-6)、第一轴承(2-5a)、第一轴套(2-4)、轴用弹簧卡圈(2-3)、聚丙烯防尘挡圈(2-1)、挡圈(2-7)和透盖(2-2)，轴的左端同轴穿装在左轴承室外壳内，位于左轴承室外壳内部的轴上由右至左依次同轴套装第二轴承、第二轴套、第一轴承、第一轴套、轴用弹簧卡圈以及聚丙烯防尘挡圈；在第一轴承和第二轴承之间的左轴承室外壳内同轴安装一个挡圈，该挡圈位于第二轴套的外侧，且挡圈的左右两端分别顶紧第一轴承和第二轴承；在左轴承室外壳的最左端同轴安装一个透盖，该透盖的右端顶住第一轴承的左端面。

4.根据权利要求1所述的一种射流泵喷嘴进料口布料装置，其特征在于：所述的手柄部分包括摇柄(2-25)和聚丙烯套管手柄(2-23)，摇柄的上端通过螺钉(2-26)固定在轴的最左端，摇柄的下端通过螺栓连接聚丙烯套管手柄，摇柄的轴线和聚丙烯套管手柄的轴线为垂直设置。

5.根据权利要求4所述的一种射流泵喷嘴进料口布料装置，其特征在于：所述的摇柄的上端制出一个水平孔(2-27)，轴的最左端穿装在该水平孔内，摇柄的上端制出一个与水平孔连通的竖直孔，该竖直孔内穿装螺钉。

6.根据权利要求4所述的一种射流泵喷嘴进料口布料装置，其特征在于：所述的螺栓(2-20)依次穿过聚丙烯套管手柄(2-23)、左聚氯乙烯防碰撞垫片(2-24a)、摇柄(2-25)下部所制的通孔(2-28)以及右聚氯乙烯防碰撞垫片(2-24b)使摇柄与聚丙烯套管手柄连接。

7.根据权利要求4或6所述的一种射流泵喷嘴进料口布料装置，其特征在于：所述的螺栓的左端采用垫片(2-22)和螺母(2-21)紧固，螺栓的右端通过穿装在螺栓上小孔内的铁丝固定。

8.根据权利要求1所述的一种射流泵喷嘴进料口布料装置，其特征在于：还包括圆管模，该圆管模是由两个大小形状完全相同的半瓦圆管模(2-29)组成的一个可拆卸圆管，其直径与左轴承室外壳(2-8)和右轴承室外壳(2-15)外径相同，内径等于左轴承室外壳和右轴承室外壳之间的轴(2-14)的最大直径；在轴上焊接布料圆环之前，圆管模安装在左轴承室外壳和右轴承室外壳之间的轴上。