[实用新型]一种腔室高度径高比恒定的涡流二极管泵

说明书

技术领域

本实用新型属于后处理流通输送技术领域，具体涉及一种腔室高度径高比恒定的涡流二极管泵。

背景技术

乏燃料后处理厂工艺料液输送方式主要采用计量泵、蒸汽喷射泵和空气升液器。在使用过程中也发现了这些输送设备具有一定的局限性。计量泵不具备免维修功能，检修频次高。蒸汽喷射泵则会因使用的蒸汽使得输送装置温度升高影响其输液量，严重时会导致不上料，且蒸汽的冷凝液会稀释料液原有浓度。空气升液器使用时，空气与料液直接充分接触，需要高效的空气净化系统与之匹配，需要较高的浸没度，输送高度有限，排堵能力不强。利用射流技术的RFD和涡流二极管泵，均具有流量大、扬程高、不稀释或加热液体、气体不与液体充分接触、可以处理泥浆类放射性流体的特点。一般来说，涡流二极管泵能输送更大的固体颗粒，操作效率较高，而RFD更容易做到大流量和高扬程，且加工和安装费用相对低。这两种新型泵在国外某些核设施上得到了广泛应用，如英国的塞拉菲尔德厂址及美国废物处理厂；目前，由于受商业保护因素影响，国外可查询到的研究资料也屈指可数，致使我国研究和应用还处于起步阶段。

中核四○四有限公司动力堆乏燃料后处理中间实验厂(简称中试厂)根据生产现场需要，开展了涡流二极管泵的应用研究，以便解决中放蒸发系统高盐分料液输送易堵塞管道、铀尾端高浓度铀料液用计量泵输送频繁不上料等特殊流体输送问题。

涡流二极管泵作为涡流二极管泵系统的核心器件，其整体结构较为简单，由一个扁平圆柱形腔体及切向管、轴向管组成；在流体输送过程中，流体经由涡流二极管泵、从正反两个方向流动会产生显著差异的流动阻力。其中，正向流动时，即流体从轴向管进入涡腔，在受到类似两个90度弯头的阻力后，从切向管流出，压力降相对较小，即流体总能量损失较小；反向流动时，即流体从切向管进入涡腔，在腔壁的约束下形成一种约束薄圆柱涡流，并先后经历外围的自由涡流阶段和中心附近的强制涡流阶段(自由涡流阶段，沿半径向中心方向，流体切向速度逐渐增大、静压力逐渐降低；强制涡流阶段，沿半径向中心方向，切向速度和静压力同时减小，流体总能量也随之降至最低)，在此过程中能量损失较大(即反向流动阻力较大)。根据正反向流动阻力差异较大的特性，使涡流二极管泵的流体输送具有相应的优越性。但现有的涡流二极管泵流体输送流量及效率均较低。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种腔室高度径高比恒定的涡流二极管泵，能够提高流体输送流量和效率。

本实用新型的技术方案如下：一种腔室高度径高比恒定的涡流二极管泵，该涡流二极管泵包括涡流腔、轴向管以及切向管，其中，其中，扁平圆柱筒结构的涡流腔在轴线方向上通过渐缩锥段与轴向管相连通，涡流腔在圆柱筒结构的切线方向上通过渐缩锥段与切向管相连接；涡流腔内部在切线方向上圆形的直径与轴线方向上的高度比恒定；轴向管、切向管以及渐缩锥段的尺寸与涡流腔的尺寸相匹配。

所述的涡流腔内部在轴线上的高度恒定在15mm～25mm。

所述的涡流腔内部在切线方向上圆形的直径与轴线方向上的高度比恒定在4～6之间。

所述的涡流腔内部在切线方向上圆形的直径与轴线方向上的高度比为5。

所述的涡流腔内壁为圆弧型无死区。

本实用新型的显著效果在于：本实用新型所述的一种腔室高度径高比恒定的涡流二极管泵在扬高10m、进气压力0.4MPa条件下，腔径100mm的涡流二极管泵的流体输送流量由最初的900L/h提高至1335.7L/h、效率由28％提高至54.7％；在含有固体颗粒的料液输送试验中，输送流量约900L/h、固体颗粒的回收率达到95％以上，且泵内未存留、沉积固体颗粒，克服了其它机械泵、空气升液器、蒸汽喷射泵的局限性，具有输送含有固体颗粒料液的强大优势。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种腔室高度径高比恒定的涡流二极管泵结构示意图；

图2为图1中轴向剖视图；

图3为图1中切向剖视图；

图中：1、渐缩锥段；2、轴向管；3、涡流腔；4、切向管。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1～3所示，一种腔室高度径高比恒定的涡流二极管泵，包括涡流腔3、轴向管2以及切向管4，其中，扁平圆柱筒结构的涡流腔3在轴线方向上通过渐缩锥段1与轴向管2相连通，涡流腔3在圆柱筒结构的切线方向上通过渐缩锥段与切向管4相连接；涡流腔3内部在轴线上的高度恒定在15mm～25mm，在切线方向上圆形的直径与轴线方向上的高度比(即径高比)恒定在4～6之间，例如，径高比可以为5，并保证涡流腔3内壁为圆弧型无死区；轴向管2、切向管4以及渐缩锥段的尺寸与涡流腔的尺寸相匹配，以实现涡流二极管泵最优的输送效果。