CN110500325A - 一种采用环形旋流喷射的气流引射器 - Google Patents

一种采用环形旋流喷射的气流引射器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及采用环形旋流喷射的气流引射器，有效解决高压回收气流快速自流与高效被引射到常压状态的问题。被引射气流进口管套装在混合气流扩散管中心上部内，第一直管段上端伸出第二直管段的中心上部，被引射气流进口管的下端置于第二渐缩段、第二缩放段连接部位的中心，并伸入第二缩放段上部，第二直管段与被引射气流进口管外壁间构成引射气流环形通道，第一缩放段构成先收缩后扩大的被引射气流缩放喷嘴，第二直管段外壁上旋切装有引射气流进口管，第二渐缩段外壁和第一缩放段内壁间构成缩放环形喷嘴，混合气流扩散管和被引射气流进口管的中心腔体沿轴向构成混合气流扩散通道，第一直管段内在靠近第一渐缩段上口处装有被引射气流旋流导流片。

Description

一种采用环形旋流喷射的气流引射器
技术领域
本发明涉及一种放散气体的回收装置，特别是一种采用环形旋流喷射的气流引射器。
背景技术
在工业设备及***的运行过程中，常常有工艺过程的残余气体的放散，对其如何无害化处理与如何再回收加以有效利用都属于工艺过程中需要考虑的环保与节能的重要问题。尤其是一些高温或高压且对环境有害的污染气体或可燃气体的排放(或放散)废气的回收，更是有必要采用一定的技术措施积极加以处置。例如，高炉的上料***中用于气态平衡的高压放散煤气，从节能与环保的角度上考虑，是一定要加以回收利用的。在这样的回收***中一般是将高压煤气经除尘后回收到低压的煤气管网中，这种回收除有时间限制外，运行具有间歇性的特征。为此，人们采用了放散（回收）高压煤气的自流进入管网与其后的高压煤气喷射引射（抽吸）进入管网的分段处理方法，在此方法实施过程中高压煤气引射装置的性能好坏就直接影响到高压煤气回收工艺实现的优劣。鉴于，放散（回收）的煤气压力都在0.15MPa表压以上，因而其出流流速会达到音速（临界流速），而引射器的主动气流——高压煤气也有接近0.12MPa的煤气表压力，也能使喷射流速达到临界流速乃至超音速。因此，引射装置做到被引射气体音速甚至超音速的自流以及引射气流的超音速流动引射，就是提高引射装置性能的有效途径。为此，提出一种能够让被引射的回收气流在自流动时实现音速或超音速流动，而在被引射气流引射时为提高引射效果采用环形引射方式并使引射气流以音速甚至超音速喷射的引射器，从而实现回收气流的快速自流与高效被引射到常压状态，但至今未见有公开报导。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种采用环形旋流喷射的气流引射器，可有效解决高压回收气流快速自流与高效被引射到常压状态的问题。
本发明解决的技术方案是，一种采用环形旋流喷射的气流引射器，包括引射气流进口管、被引射气流进口管和混合气流扩散管，该气流引射器是由被引射气流进口管套装在混合气流扩散管中心上部内构成的套筒管状缩放结构，所述的被引射气流进口管是由第一直管段、第一渐缩段、第一缩放段连接构成的一体结构，所述的混合气流扩散管是由第二直管段、第二渐缩段、第二缩放段连接构成的一体结构，第一直管段上端伸出第二直管段的中心上部，被引射气流进口管的下端置于第二渐缩段、第二缩放段连接部位的中心，并伸入第二缩放段上部的缩口内，第二直管段与被引射气流进口管外壁间构成引射气流环形通道，被引射气流进口管下部的第一缩放段构成先收缩后扩大的被引射气流缩放喷嘴，第二直管段外壁上旋切装有与引射气流环形通道相连通的引射气流进口管，第二渐缩段外壁和第一缩放段内壁间构成先收缩后扩大的缩放环形喷嘴，缩放环形喷嘴下口与混合气流扩散管的小直径段上口连通，混合气流扩散管和被引射气流进口管的中心腔体沿轴向构成混合气流扩散通道，第一直管段内在靠近第一渐缩段上口处装有被引射气流旋流导流片，第二直管段的上端口为混合气流出口，第二直管段的下端内壁与第一渐缩段外壁间装有固定支撑，将被引射气流进口管的下部与第二直管段下部固定在一起。
本发明由于采用缩放形状的喷口结构（拉法尔喷嘴结构）以及大接触面积的环形旋流的高速喷射引流结构，环形高速气流引射，甚至是超音速引射，在高压放散煤气回收***中就能完成高压煤气自流音速乃至超音速的快速流动，以及被高压煤气超音速环形喷射而快速引流，使得高压放散煤气能很快地被回收与很快地降低到环境压力，节能环保，有显著的经济和社会效益。
附图说明
图1为本发明结构的剖面主视图。
图2为本发明结构的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
如图1、图2所示，本发明一种采用环形旋流喷射的气流引射器，包括引射气流进口管1、被引射气流进口管4和混合气流扩散管6，该气流引射器是由被引射气流进口管4套装在混合气流扩散管6中心上部内构成的套筒管状缩放结构，所述的被引射气流进口管4是由第一直管段4-1、第一渐缩段4-2、第一缩放段4-3连接构成的一体结构，所述的混合气流扩散管6是由第二直管段6-1、第二渐缩段6-2、第二缩放段6-3连接构成的一体结构，第一直管段4-1上端伸出第二直管段6-1的中心上部，被引射气流进口管4的下端置于第二渐缩段6-2、第二缩放段6-3连接部位的中心，并伸入第二缩放段6-3上部的缩口内，第二直管段6-1与被引射气流进口管4外壁间构成引射气流环形通道2，被引射气流进口管4下部的第一缩放段4-3构成先收缩后扩大的被引射气流缩放喷嘴5，第二直管段6-1外壁上旋切装有与引射气流环形通道2相连通的引射气流进口管1，第二渐缩段6-2外壁和第一缩放段4-3内壁间构成先收缩后扩大的缩放环形喷嘴3，缩放环形喷嘴3下口与混合气流扩散管6的小直径段上口连通，混合气流扩散管6和被引射气流进口管4的中心腔体沿轴向构成混合气流扩散通道，第一直管段4-1内在靠近第一渐缩段4-2上口处装有被引射气流旋流导流片8，第二直管段6-1的上端口为混合气流出口7，第二直管段6-1的下端内壁与第一渐缩段4-2外壁间装有固定支撑9，将被引射气流进口管4的下部与第二直管段6-1下部固定在一起。
所述的被引射气流进口管4和混合气流扩散管6均是由结构钢或不锈钢制成的套筒管状缩放结构，其内壁上有耐高温且具有保温性能的耐火材料层。
所述的引射气流进口管1与第二直管段6-1外壁的旋切角（偏心度）为30°-60°，使从引射气流进口管1进入气流形成回旋流动。
所述的混合气流扩散管6上部第二渐缩段6-2的内壁与被引射气流缩放喷嘴5的外壁之间构成先收缩后扩大的缩放环形喷嘴3，也就是说，混合气流扩散管6上部的第二渐缩段6-2本身是就是先收缩后扩大的结构，当渐缩段与被引射气流缩放喷嘴5的外壁套接后，形成先收缩后扩大的缩放环形喷嘴3。
所述的混合气流扩散管6是逐步扩大的锥形结构，其小直径段与缩放环形喷嘴3连通，大直径段连接到回收气流管网中。
所述的被引射气流旋流导流片8呈旋转或固定装在被引射气流进口管4的第一直管段4-1与第一渐缩段4-2连接前部中心，对称周向布置，使旋流流动均匀且方向与引射气流的旋流方向一致。
所述的被引射气流进口管4、混合气流扩散管6的中心在同一直线上。
由上述结构可以看出，本发明气流引射器的基本结构是由引射气流进口管1、引射气流环形通道2、缩放环形喷嘴3、被引射气流进口管4、被引射气流缩放喷嘴5、混合气流扩散通道6、混合气流出口7、被引射气流旋流导流片8构成，该气流引射器为套筒管状缩放结构，其套筒直段结构部分的中心管为被引射气流进口管4与被引射气流缩放喷嘴5连接构成，被引射气流缩放喷嘴5为先收缩后扩大，而其外筒壁为锥筒状，套筒直段结构部分的外管壁上有引射气流进口管1旋切接入，外管与中心管之间的空间为引射气流环形通道2，外管前部的收缩段的内壁与被引射气流缩放喷嘴5的外筒壁之间构成先收缩后扩大的缩放环形喷嘴3，其前部与混合气流扩散通道6的小直径段连接，其大直径段为混合气流出口7，在中心管的直段与收缩段连接前设置有被引射气流旋流导流片8 。
所述的气流引射器为套筒状收缩结构由结构钢或不锈钢制成，对于使用到高温环境时其内可设置耐高温且具有保温性能的耐火材料。
所述的引射气流进口管1旋切接入，也就是按一定偏心度连接到引射气流环形通道2的外壁面上，使从引射气流进口管1进入气流形成一定回旋流动。
所述的外管前部的收缩段的内壁与被引射气流缩放喷嘴5的外筒壁之间构成先收缩后扩大的缩放环形喷嘴3，实际上是外管前部的收缩段本身是就是先收缩后扩大的结构，当其与被引射气流缩放喷嘴5的外筒壁套接后就形成先收缩后扩大的缩放环形喷嘴3。
所述的混合气流扩散通道6是逐步扩大的锥形结构，其小直径段与缩放环形喷嘴3连通，而大直径段则连接到回收气流管网中。
所述的被引射气流旋流导流片8设置中心管的直段与收缩段连接前，为中心对称周向布置的叶片，使旋流流动的方向与引射气流的旋流方向一致。
本发明使用时，待回收的高压煤气从被引射气流进口管4进入后，经被引射气流旋流导流片8到达到被引射气流缩放喷嘴5在高压差的作用下先达到临界流速(当地音速)之后在逐步扩大段形成超音速流动，再进入混合气流扩散通道6达到回收煤气管网，这一过程会一直进行到接近煤气管网压力为止；但实际上当压力达到一定程度时，高压引射煤气流就会从引射气流进口管1进入，通过引射气流环形通道2形成回旋气流，再进入缩放环形喷嘴3形成稳定的超音速流动，以强大的引射力量牵引着被引射回收煤气一起进入混合气流扩散通道6，并经过混合气流出口7进入煤气回收管网；这一过程一直进行到待回收煤气达到常压状态为止。
本发明以气流高速喷射形式带动其周围气体与之一起流动，从而实现对一种气体的回收，特别适用于高效且迅速回收高压放散气体，在回收过程中，既能充分利用其自身（高压力）能量更快地完成自流喷射的煤气回收，还能在环形超音速喷射的强力引射作用下使待回收的煤气迅速完成从高压到常压流动回收；通过两个回收过程的相互配合与分别作用，就会收到比一般引射装置好得多的技术效果，很好完成其节能与环保的功能。在使用过程中显示，该引射器的引射效果比中心引射结构的引射器效果高出一倍以上，其快速回收的速率也能提高一倍以上，因结合自流动区间的缩放型喷嘴结构以超音速回收气流，其回收周期更短，有显著的经济和社会效益。

Claims (7)

1.一种采用环形旋流喷射的气流引射器，包括引射气流进口管（1）、被引射气流进口管（4）和混合气流扩散管（6），其特征在于，该气流引射器是由被引射气流进口管（4）套装在混合气流扩散管（6）中心上部内构成的套筒管状缩放结构，所述的被引射气流进口管（4）是由第一直管段（4-1）、第一渐缩段（4-2）、第一缩放段（4-3）连接构成的一体结构，所述的混合气流扩散管（6）是由第二直管段（6-1）、第二渐缩段（6-2）、第二缩放段（6-3）连接构成的一体结构，第一直管段（4-1）上端伸出第二直管段（6-1）的中心上部，被引射气流进口管（4）的下端置于第二渐缩段（6-2）、第二缩放段（6-3）连接部位的中心，并伸入第二缩放段（6-3）上部的缩口内，第二直管段（6-1）与被引射气流进口管（4）外壁间构成引射气流环形通道（2），被引射气流进口管（4）下部的第一缩放段（4-3）构成先收缩后扩大的被引射气流缩放喷嘴（5），第二直管段（6-1）外壁上旋切装有与引射气流环形通道（2）相连通的引射气流进口管（1），第二渐缩段（6-2）外壁和第一缩放段（4-3）内壁间构成先收缩后扩大的缩放环形喷嘴（3），缩放环形喷嘴（3）下口与混合气流扩散管（6）的小直径段上口连通，混合气流扩散管（6）和被引射气流进口管（4）的中心腔体沿轴向构成混合气流扩散通道，第一直管段（4-1）内在靠近第一渐缩段（4-2）上口处装有被引射气流旋流导流片（8），第二直管段（6-1）的上端口为混合气流出口（7），第二直管段（6-1）的下端内壁与第一渐缩段（4-2）外壁间装有固定支撑（9），将被引射气流进口管（4）的下部与第二直管段（6-1）下部固定在一起。
2.根据权利要求1所述的采用环形旋流喷射的气流引射器，其特征在于，所述的被引射气流进口管（4）和混合气流扩散管（6）均是由结构钢或不锈钢制成的套筒管状缩放结构，其内壁上有耐高温且具有保温性能的耐火材料层。
3.根据权利要求1所述的采用环形旋流喷射的气流引射器，其特征在于，所述的引射气流进口管（1）与第二直管段（6-1）外壁的旋切角为30°-60°，使从引射气流进口管（1）进入气流形成回旋流动。
4.根据权利要求1所述的采用环形旋流喷射的气流引射器，其特征在于，所述的混合气流扩散管（6）上部第二渐缩段（6-2）的内壁与被引射气流缩放喷嘴（5）的外壁之间构成先收缩后扩大的缩放环形喷嘴（3）。
5.根据权利要求1所述的采用环形旋流喷射的气流引射器，其特征在于，所述的混合气流扩散管（6）是逐步扩大的锥形结构，其小直径段与缩放环形喷嘴（3）连通，大直径段连接到回收气流管网中。
6.根据权利要求1所述的采用环形旋流喷射的气流引射器，其特征在于，所述的被引射气流旋流导流片（8）呈旋转或固定装在被引射气流进口管（4）的第一直管段（4-1）与第一渐缩段（4-2）连接前部中心，对称周向布置，使旋流流动均匀且方向与引射气流的旋流方向一致。
7.根据权利要求1所述的采用环形旋流喷射的气流引射器，其特征在于，所述的被引射气流进口管（4）、混合气流扩散管（6）的中心在同一直线上。
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