本發(fā)明屬于制冷、制熱技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種模塊化噴射器。

背景技術(shù)：

噴射器利用了流體流速增加時壓力降低、流速降低時壓力升高的特性進行工作。噴射器入口處的高溫、高壓的主流流經(jīng)主噴嘴，流速升高，壓力降低，在吸氣腔內(nèi)產(chǎn)生低壓區(qū)，吸入被引射流體。被引射流體經(jīng)引射噴嘴提速后，與主流在等截面混合段內(nèi)充分混合。最終混合后的流體流經(jīng)擴壓段，速度降低，壓力升高。在整個過程中，噴射器利用了入口高溫高壓流體的勢能，使得被引射的低壓流體壓力升高。

噴射器在制冷、制熱技術(shù)中有較為廣泛的應(yīng)用。其中，將噴射器用在蒸汽壓縮系統(tǒng)中替代節(jié)流閥，可有效利用常規(guī)制冷循環(huán)中制冷劑的節(jié)流損失，使壓縮機吸氣壓力提升，從而減少壓縮機功耗，提升系統(tǒng)性能。該技術(shù)理論上可大幅度提升系統(tǒng)COP，尤其對于R744、R410A等高工作壓力的工質(zhì)，具有較高的應(yīng)用潛力。

噴射器的尺寸是否合理對制冷系統(tǒng)的性能好壞具有決定性的影響。系統(tǒng)工況改變時，噴射器各部分尺寸也需要變化，使系統(tǒng)性能達(dá)到最佳值。然而噴射器內(nèi)部流體流動機理復(fù)雜，涉及超聲速流動、相變、激波生成、兩相流體混合等眾多復(fù)雜流動現(xiàn)象，針對噴射器內(nèi)部流動現(xiàn)象的理論研究仍不完善。目前，噴射器的結(jié)構(gòu)設(shè)計較為困難，理論計算的結(jié)果與實際情況誤差較大，仍需要進行大量實驗測試以確定最終合理的噴射器幾何參數(shù)。為此，采用便于更改噴射器結(jié)構(gòu)的設(shè)計，對于噴射器系統(tǒng)的實驗測試與實際應(yīng)用具有重要意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種模塊化噴射器，為改變噴射器主要尺寸提供便利，以節(jié)省噴射器系統(tǒng)實驗測試及實際應(yīng)用的成本，并提高變工況下噴射器系統(tǒng)的性能。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種模塊化噴射器，包括模塊化主噴嘴、吸氣段、模塊化混合段和調(diào)節(jié)機構(gòu)；調(diào)節(jié)機構(gòu)、吸氣段和模塊化混合段依次連接；調(diào)節(jié)機構(gòu)包括調(diào)節(jié)針和入口段；模塊化主噴嘴設(shè)置在吸氣段中；模塊化主噴嘴的入口端連接在入口段上，出口端靠近模塊化混合段的入口；調(diào)節(jié)針包括主體部和從主體部向前延伸的針，調(diào)節(jié)針的主體部部分外周設(shè)有外螺紋；入口段為空心管狀，入口段內(nèi)壁設(shè)置有內(nèi)螺紋，與調(diào)節(jié)針外周設(shè)置的外螺紋配合連接；模塊化主噴嘴內(nèi)部中空，與入口段的內(nèi)腔連通；調(diào)節(jié)針的針穿過入口段延伸至模塊化主噴嘴中，用于調(diào)節(jié)模塊化主噴嘴的喉部尺寸。

進一步的，模塊化主噴嘴和入口段之間設(shè)置有聚四氟乙烯密封墊。

進一步的，模塊化混合段的出口連接有模塊化擴壓端；吸氣段、模塊化混合段和模塊化擴壓段之間的接觸面設(shè)置聚四氟乙烯密封墊圈。

進一步的，模塊化主噴嘴與吸氣段內(nèi)壁之間設(shè)有若干O型密封圈。

進一步的，調(diào)節(jié)機構(gòu)還包括定位段和調(diào)節(jié)螺母；吸氣段固定在定位段與模塊化混合段之間，調(diào)節(jié)螺母設(shè)置于定位段中，入口段外側(cè)設(shè)置有外螺紋，與設(shè)置于定位段中的調(diào)節(jié)螺母配合連接。

進一步的，入口段上用于限制模塊化主噴嘴與模塊化混合段之間最小距離的鍵。

進一步的，調(diào)節(jié)針的主體部和入口段內(nèi)壁之間設(shè)有若干O型密封圈。

進一步的，入口段的側(cè)壁上開設(shè)有氣體入口；吸氣段上位于模塊化主噴嘴出口旁側(cè)設(shè)有吸氣腔。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明通過將噴射器的重要結(jié)構(gòu)分段模塊化設(shè)計，使得噴射器的結(jié)構(gòu)改變更加便捷，在噴射器系統(tǒng)實驗測試的階段，通過不同模塊化部件之間的相互配合，可輕易實現(xiàn)大量噴射器尺寸的組合，可縮短實驗所需的加工周期，為實驗提供便利。并且各模塊化部件的設(shè)計均遵循了互換性強、加工簡單、節(jié)省用料的原則，在實驗測試確定合適的噴射器尺寸后，在批量生產(chǎn)階段，采用本設(shè)計也可節(jié)約加工的時間成本與金錢成本。

本發(fā)明中所設(shè)計的調(diào)節(jié)機構(gòu)可在噴射器工作時對關(guān)鍵部位尺寸進行調(diào)節(jié)，使得噴射器的尺寸適應(yīng)工況的改變，提升噴射器在制冷系統(tǒng)變工況下的性能。

附圖說明

圖1是噴射器結(jié)構(gòu)簡圖；

圖2是本發(fā)明的模塊化噴射器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2所示噴射器的剖視圖。

其中：1、模塊化主噴嘴；2、吸氣段；3、模塊化混合段；4、模塊化擴壓段；5、調(diào)節(jié)針；6、入口段；7、定位段；8、調(diào)節(jié)螺母；9、鍵。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明。

請參閱圖1所示，現(xiàn)有噴射器主要包含主噴嘴10、吸氣腔20、吸氣噴嘴30、混合段40及擴壓段50，共5個主要部分。噴射器入口處的高溫、高壓的主流流經(jīng)主噴嘴，流速升高，壓力降低，在吸氣腔內(nèi)產(chǎn)生低壓區(qū)，吸入被引射流體。被引射流體經(jīng)引射噴嘴提速后，與主流在等截面混合段內(nèi)充分混合。最終混合后的流體流經(jīng)擴壓段，速度降低，壓力升高。

請參閱圖2和圖3所示的，本發(fā)明一種模塊化噴射器，包括模塊化主噴嘴1、吸氣段2、模塊化混合段3、模塊化擴壓段4和調(diào)節(jié)機構(gòu)；調(diào)節(jié)機構(gòu)、吸氣段2、模塊化混合段3和模塊化擴壓段4依次通過螺栓固定連接；調(diào)節(jié)機構(gòu)包括調(diào)節(jié)針5、入口段6、定位段7、調(diào)節(jié)螺母8和鍵9；調(diào)節(jié)針5包括主體部和從主體部向前延伸至模塊化主噴嘴1中的針，調(diào)節(jié)針5的主體部部分外周設(shè)有外螺紋；入口段6為空心管狀，入口段內(nèi)壁設(shè)置有內(nèi)螺紋，與調(diào)節(jié)針5外周設(shè)置的外螺紋配合連接；調(diào)節(jié)針5的主體部部分漏在入口段6外部，能夠旋轉(zhuǎn)用于調(diào)節(jié)針在主噴嘴1中的位置；調(diào)節(jié)針5的主體部與入口段6的內(nèi)壁之間設(shè)有多層O型密封圈，防止漏氣。入口段6外側(cè)設(shè)置有外螺紋，與設(shè)置于定位段7中的調(diào)節(jié)螺母8配合，轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺母8即可實現(xiàn)入口段6的軸向移動；入口段6外側(cè)還設(shè)置有用來安裝鍵9的鍵槽；鍵槽中安裝鍵9用于在調(diào)節(jié)螺母8轉(zhuǎn)動時使入口段6直線運動，而不能轉(zhuǎn)動。吸氣段2內(nèi)部設(shè)置有模塊化主噴嘴1；模塊化主噴嘴1的一端通過螺栓固定連接在入口段6上。

模塊化主噴嘴1和入口段6之間設(shè)置有聚四氟乙烯密封墊；定位段3、吸氣段2、模塊化混合段3和模塊化擴壓段4的接觸面設(shè)置聚四氟乙烯密封墊圈。

模塊化主噴嘴1上設(shè)置有便于O型密封圈圈套的凹槽，凹槽中設(shè)有O型密封圈，防止模塊化主噴嘴1與吸氣段2之間漏氣。

加工不同尺寸的模塊化主噴嘴1、模塊化混合段3及模塊化擴壓段4，可實現(xiàn)以下噴射器關(guān)鍵尺寸的變化：模塊化主噴嘴1喉部直徑、模塊化主噴嘴1縮放角度，等截面模塊化混合段3直徑、長度，以及模塊化擴壓段4的擴張角度；

利用所設(shè)計的調(diào)節(jié)機構(gòu)，可在制冷系統(tǒng)運行中更改噴射器尺寸。旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)針，可更改模塊化主噴嘴1的喉部直徑；旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母，可改變模塊化主噴嘴1出口至模塊化混合段3入口的距離。

噴射器入口處的高溫、高壓的主流流經(jīng)模塊化主噴嘴1，流速升高，壓力降低，在吸氣段2內(nèi)產(chǎn)生低壓區(qū)，吸入被引射流體。被引射流體經(jīng)引射噴嘴提速后，與主流在模塊化混合段3內(nèi)充分混合。最終混合后的流體流經(jīng)模塊化擴壓段4，速度降低，壓力升高。

通過查閱文獻(xiàn)與大量實驗測試，發(fā)現(xiàn)模塊化主噴嘴1的喉部直徑和縮放角度、模塊化混合段3的直徑和長度、模塊化主噴嘴1主噴嘴出口至模塊化混合段3入口距離以及擴壓段角度這幾個形狀參數(shù)對噴射器的性能影響較大，而吸氣段2、吸氣噴嘴的結(jié)構(gòu)對性能影響不大，因此對模塊化主噴嘴1、混模塊化混合段3及模塊化擴壓段4三部分專門采用了模塊化設(shè)計，吸氣段2則采用了定幾何尺寸設(shè)計。實驗時，僅需加工不同尺寸的模塊化主噴嘴1、模塊化混合段3與模塊化擴壓4段進行測試，以使系統(tǒng)性能達(dá)到最佳值。

轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)針5及調(diào)節(jié)螺母8，即可在噴射器工作時改變模塊化主噴嘴1的喉部直徑和模塊化主噴嘴1出口至混合段模塊化4入口距離，以在變工況下使系統(tǒng)COP達(dá)到最大值。