【康沃真空網(wǎng)】水噴射真空泵
1、原理與用途
水噴射真空泵是一種具有抽真空、冷凝、排水等三種有效能的機(jī)械裝置。它是利用一定壓力的水流通過(guò)對(duì)稱均布成一定側(cè)斜度的噴出。
聚合在一個(gè)焦點(diǎn)上，由于噴射水流速度較高，于是周圍形成負(fù)壓使器室內(nèi)產(chǎn)生真空、另外由于二次蒸汽與噴射水流直接接觸，進(jìn)行熱交換，絕大部分的蒸汽凝結(jié)成水，少量未被冷凝的蒸汽與不凝結(jié)的氣體亦由于與高速噴射的水流互相摩擦，混合與擠壓，通過(guò)擴(kuò)壓管被排除，使器室內(nèi)形成更高的真空。
水力噴射器應(yīng)用極為廣泛，主要用于真空與蒸發(fā)系統(tǒng)，進(jìn)行真空抽水，真空蒸發(fā)、真空過(guò)濾、真空結(jié)晶、干燥、脫臭等工藝，是制糖、制藥、化工、食品、制鹽、味精、牛奶、發(fā)酵以及一些輕工、國(guó)防部門(mén)廣泛需求的設(shè)備。但目前生產(chǎn)水力噴射器的制造廠較小，品種亦不齊全。
采用多噴咀與汽環(huán)(導(dǎo)向盤(pán))等結(jié)構(gòu)。以及用多級(jí)泵進(jìn)水，低位安裝，完善與提高了其工作性能，因此具有一定的先進(jìn)性、是真空冷凝設(shè)備的一種革新。
2、結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)
水噴射真空泵由器體、器蓋、噴咀、噴咀座板、導(dǎo)向盤(pán)、擴(kuò)壓管及單向閥等部件組成，噴咀用不銹鋼制造，噴咀座板由優(yōu)質(zhì)鋼加工，其余零件則系鑄鐵鑄造，噴咀 采用多噴咀的結(jié)構(gòu)形式，以便得到較大的水-汽接觸面積，有利于熱交換的進(jìn)行，獲得較好的真空效果。
噴咀座板加工精密，精度較高，以便噴射水流準(zhǔn)確地聚集在同一的焦點(diǎn)。導(dǎo)向盤(pán)用于減慢蒸汽(或空氣)的流速，使蒸氣均勻地導(dǎo)入器室以免噴射水流偏斜，降低抽射效能。
水噴射真空泵整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)緊湊精密，強(qiáng)度亦較高，用于真空蒸發(fā)系統(tǒng)中，由于能把冷凝器的冷凝作用與與真空泵的抽氣作用合并在一個(gè)設(shè)備中同時(shí) 大大地簡(jiǎn)化了工藝流程，比之原來(lái)用真空泵與舊式冷凝器的裝置，可以節(jié)省去真空 空泵、冷凝器、分水器等設(shè)備，并且還有下列優(yōu)點(diǎn)：
水力噴射體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。而效能又比較高，耗電量低于真空系統(tǒng)，投資省。
操作簡(jiǎn)單維修方便，不用專職人員看管
3、種類
噴射式泵屬于流體作用泵，是利用流體流動(dòng)時(shí)能量轉(zhuǎn)化以達(dá)到輸送流的裝置。噴射泵的工作流體可以是水蒸氣、空氣、水和油等。噴射式真空泵又稱為射流真空泵，是利用噴嘴的高速射流來(lái)抽除容器中的氣體來(lái)獲得真空的，在化工生產(chǎn)上主要用作真空泵，在蒸發(fā)和蒸餾過(guò)程中廣泛使用。
噴射式泵的工作流體可以是蒸汽，也可以是水，還可以是其他液體或氣體。工作蒸汽在高壓下經(jīng)噴嘴以很高的速度噴出，在噴射過(guò)程中，蒸汽的靜壓能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，因而在吸入口處造成了一個(gè)低壓區(qū)，將所輸送的流體吸人。吸入的流體與蒸汽混合后進(jìn)入擴(kuò)大管，流速逐漸降低，壓強(qiáng)隨之升高，并從壓出口排出。
1）水蒸氣噴射泵
水蒸氣噴射泵的工作介質(zhì)為水蒸氣，它是能直接對(duì)大氣排氣的一種射流真空泵。
其工作過(guò)程分為3個(gè)階段：
一是絕熱膨脹階段，即工作蒸汽通過(guò)噴嘴絕熱膨脹的過(guò)程，工作蒸汽將其壓力能轉(zhuǎn)化為速度能，并以很高的速度噴射出；
二是混合階段，即工作蒸汽與被抽氣體進(jìn)行混合并使兩股氣流進(jìn)行能量交換的過(guò)程，被抽氣流的速度得到增加，而工作蒸汽將攜帶著被抽氣體進(jìn)到擴(kuò)壓器中；
三是壓縮階段，工作蒸汽與被抽氣體一邊繼續(xù)進(jìn)行能量交換．一邊逐漸被壓縮，使動(dòng)能又轉(zhuǎn)化為位能，當(dāng)?shù)竭_(dá)擴(kuò)壓器的喉部完成混合階段并使兩種氣流達(dá)到同一速度，此后再經(jīng)過(guò)擴(kuò)散，使速度降低和壓力進(jìn)一步擴(kuò)大，然后將被抽氣體排出噴射器，從而完成蒸汽噴射泵的工作過(guò)程。
2）空氣噴射泵
空氣噴射泵與水蒸氣噴射泵的工作原理相類似，但其工作介質(zhì)則為壓縮空氣或常壓空氣。根據(jù)工作介質(zhì)是高壓空氣還是常壓空氣，可將其分為一般空氣噴射泵和大氣噴射泵。
一般空氣噴射泵因工作介質(zhì)的耗量很大，故必須配備容量大的空氣壓縮機(jī)；一般空氣噴射泵．大多數(shù)是以單級(jí)使用的。
大氣噴射泵通常以一級(jí)或二至三級(jí)串聯(lián)工作，并常安裝在水環(huán)真空泵的進(jìn)VI而組成高真空機(jī)組，以提高水環(huán)真空泵的極限真空度和擴(kuò)大工作壓力范圍。
3）水噴射真空泵
當(dāng)真空度要求不太高時(shí)，可采用一定壓力的水作為工作介質(zhì)的水噴射真空泵。水噴射的速度，通常為15～30m／s左右。它雖屬于粗真空裝置．但其具有產(chǎn)生真空和冷凝蒸汽的雙重作用，所以得到廣泛應(yīng)用。水噴射真空泵的工作原理與蒸汽噴射泵相類似，其效率通常在30％以下。
4、應(yīng)用
噴射式真空泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，不易發(fā)生故障，維修工作量小。能輸高溫的、腐蝕性的以及含有固體顆粒的流體。但其效率較低，一般在25％～30％左右。在石油化工生產(chǎn)中，噴射泵不僅用來(lái)代替機(jī)械式真空泵，而且還廣泛用于混合器、冷卻器、吸收器等。
噴射泵是被廣泛應(yīng)用于輸送，壓縮混合氣體和蒸汽、液體和固體的設(shè)備，氣體或液體常被作為動(dòng)力介質(zhì)。噴射泵用于產(chǎn)生真空是另一個(gè)非常重要的應(yīng)用。
噴射泵適用于高溫、高壓、高真空領(lǐng)域，如真空蒸發(fā)、真空干燥、真空制冷、真空蒸餾，還可提升液、堿或含有磨料的懸浮液，也適用于強(qiáng)輻射的特殊環(huán)境。
噴射泵在產(chǎn)生真空方面的應(yīng)用：
因?yàn)閲娚浔玫亩鄻有?，其已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，例如，化學(xué)反應(yīng)器、排氣系統(tǒng)、水處理設(shè)備、混合槽、儲(chǔ)存槽、廢水處理設(shè)備、加熱系統(tǒng)、加熱供氣系統(tǒng)、電廠、游泳池、鮭廠的供水等。以及不同工業(yè)領(lǐng)域中真空的形成。
用水蒸汽作為動(dòng)力介質(zhì)的噴射泵形成真空是一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域。其輸送的高速噴射相當(dāng)于聲速的幾倍，因此噴射泵也能夠輕而易舉地在真空中處理大容量的物質(zhì)。
因?yàn)閱渭?jí)噴射泵只能克服極其有限的壓縮比，當(dāng)抽吸壓力低時(shí)，幾個(gè)噴射泵必須串聯(lián)安裝。多級(jí)水蒸汽噴射真空泵的抽吸壓力可以達(dá)到低至0.01mbar。為了冷凝大部分的動(dòng)力水蒸汽并使下一級(jí)的抽吸量減少到最小，一般在兩個(gè)噴射泵中間安置一個(gè)冷凝器。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合，采用直接接觸冷凝器或表面冷凝器。
在噴射泵中主要以水蒸汽作為動(dòng)力介質(zhì)。在絕大部分工業(yè)中，水蒸汽作為基本的能量被大量地生產(chǎn)，因此非常容易獲得。在動(dòng)力水蒸汽的冷凝過(guò)程中，或多或少會(huì)產(chǎn)生廢水。雖然量很小，而且即使把廢水的排放費(fèi)用考慮進(jìn)去，水蒸汽噴射泵仍是最經(jīng)濟(jì)的真空泵，但對(duì)真空噴射泵來(lái)說(shuō)總是有一定的負(fù)面影響。
因此作為一種選擇，產(chǎn)品蒸汽被愈來(lái)愈多地應(yīng)用于噴射泵的操作。例如，溶劑蒸汽、氯苯、甲苯、丁二醇、乙烯、乙二醇、呋喃。
在這種情況下，動(dòng)力蒸汽冷凝后再次蒸發(fā)被利用作為動(dòng)力介質(zhì)。由于有機(jī)蒸汽的蒸發(fā)溫度低，在大多數(shù)情況下，這種操作方式比采用水蒸汽運(yùn)行更有利于節(jié)省能源。
采用產(chǎn)品蒸汽作為動(dòng)力介質(zhì)的噴射泵的另一重要操作范圍是在工藝物料中不允許混入水。為了獲得最佳的效率，采用產(chǎn)品蒸汽作為動(dòng)力介質(zhì)的噴射泵仍需詳細(xì)的研究。
噴射泵的優(yōu)點(diǎn)：就結(jié)構(gòu)和功能而言，這種噴射泵同采用水蒸汽作為動(dòng)力介質(zhì)的真空噴射泵并無(wú)大的差別，而且有著相同的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；操作安全可靠，無(wú)需保養(yǎng)；使用壽命長(zhǎng)，耐磨損；適當(dāng)選材可具耐腐蝕性；所有材料均可制造。另外，由于冷凝液循環(huán)使用，無(wú)排放污染。
噴射真空泵應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域，如下是幾個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域。
在化工方面GEA噴射泵公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)了組合泵，并已普遍應(yīng)用。這種泵的顯著特點(diǎn)是外形緊湊及雙設(shè)計(jì)構(gòu)造。兩個(gè)平行的泵既能相互獨(dú)立交替操作，也能?同時(shí)操作，因此就可能在不停車的情況下進(jìn)行維修。
在化學(xué)工業(yè)中，如果不銹鋼不能滿足耐腐要求，可使用陶瓷/石墨的真空噴射泵來(lái)脫除腐蝕性氣體和水蒸汽。噴射泵用陶瓷制成，表面冷凝器由石墨制成。?表面冷凝器由一緊湊的冷凝器組合而成。這種結(jié)構(gòu)有著尺寸小，所需空間少及現(xiàn)場(chǎng)組裝簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。
在煉油廠，水蒸汽真空噴射泵同液環(huán)泵組合用于煉油廠的減壓精餾塔系統(tǒng)。這兩種泵的組合保持很低的蒸汽、水和電的消耗。由于能輸送所產(chǎn)生的大量氣體?（在104～106m3/h范圍內(nèi)），GEA噴射泵公司的水蒸汽真空噴射泵對(duì)此用途是非常合適的。同時(shí)，運(yùn)行安全可靠，并不易發(fā)生故障。
同樣，涉及大體積流的情況是在煉鋼脫氣的真空產(chǎn)生中。為了生產(chǎn)一定品質(zhì)的鋼，一些生鋼的處理過(guò)程需在真空下進(jìn)行。這種真空泵必須有兩個(gè)作用。一是?迅速抽空操作容器，以達(dá)到所需的壓力。這意味著真空噴射泵的初始揣吸量必須很大（幾千kg/h）。二是保持低壓的同時(shí)脫除大量惰性氣體（大約相當(dāng)于0.6mbar下，幾百kg/h）。
另外，真空噴射泵還用以可食用油脫臭、化學(xué)合成物的聚合物的生產(chǎn)、海水脫鹽、油脫水、食品、飲料和煙草的調(diào)理、紡紗浴的抽吸及其它許多應(yīng)用領(lǐng)域。
