多级多喷管蒸汽引射装置技术领域
本发明属于引射领域。更具体地说，本发明涉及一种多级多喷管蒸汽引射装置。
背景技术
在新型液体火箭发动机研制的过程中，确定其高空工作特性，评价其可靠性和寿
命是发动机地面试车的重要任务之一。火箭发动机工作时的环境压强非常低，温度也很低。
在地面试车时，只有建立相应高度下的低压真空环境才能真实模拟火箭发动机的高空工作
特性。并且火箭发动机工作时要喷出大量的高速、高温甚至是腐蚀性的燃气，要维持试验舱
中的动态真空环境，模拟试验设备必须接装大排气量的抽气系统，同时解决高速、高温和大
质量流量带来的一系列技术问题，因此使得地面真空设备存在许多设计上的困难，以及使
用寿命短等问题。随着液体火箭发动地面试车模拟实验需求的不断提高，对引射系统的引
射能力要求也越来越高。因此，蒸汽引射方案也正受到越来越多的关注与采用。
蒸汽引射装置采用高温高压水蒸气作为引射气源，其基本原理是：利用加热装置
(如锅炉等)将水加热到高温、高压状态，通过蒸汽发生装置产生大量的水蒸汽作为引射气
源。采用高温蒸汽，可以降低蒸汽在引射器内的凝结，使蒸汽消耗量不增加而引射能力却大
大提高。
与一般流体输送机械不同，蒸汽喷射装置具有以下优点：具有结构简单、没有运动
部件、运转费用低廉、操作维修方便等优点，并且对被抽介质无严格要求，对于有毒性、易燃
易爆、腐蚀性强乃至可凝性气体等几乎都适用，加之抽气量较大，工作压力范围宽，运行平
稳可靠，而且具有显著的节能效果。它不需要直接消耗机械能，因此蒸汽引射装置广泛应用
在石油化工、制冷、能源、航空航天等多个领域。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
针对现有技术的不足，本发明提供一种多级多喷管蒸汽引射装置，提高了引射装
置的引射效率，使得抽吸能力更强，节约了蒸汽耗量。
本发明提供一种多级多喷管蒸汽引射装置，其包括：
多个相互串联的单级多喷管蒸汽引射装置；
中间级冷凝器，其设置在相邻的两个单级多喷管蒸汽引射装置之间，减少了下一
级引射装置的抽吸负荷，降低工作蒸汽的耗量。
优选的是，所述的多级多喷管蒸汽引射装置中，每个所述单级多喷管蒸汽引射装
置包括：
吸入室，其具有一用于连接引射气源的引射流体入口，还具有一与被引射流体或
者所述中间级冷凝器的出口连接的被引射流体入口；
引射喷管组，其设置在所述吸入室的内部并与所述引射流体入口连通，所述引射
喷管组用于使得引射流体加速，多喷管引射大大增加了两股流体的接触表面积，促使引射
流体与被引射流体的快速均匀混合。
混合段，其用于将通过所述引射喷管组的加速后的引射流体和被引射流体进行混
合成为具有较高压力的混合流体；
与所述混合段连通的扩压段，其出口连接至所述中间级冷凝器的入口或外界，所
述混合流体经过所述扩压段后进入所述中间级冷凝器，之后从所述中间级冷凝器进入下一
个所述单级多喷管蒸汽引射装置的被引射流体入口。
优选的是，所述的多级多喷管蒸汽引射装置中，
所述吸入室内所述引射流体入口的下方设置有一封板；
所述引射喷管组包括多个引射喷管，且所述多个引射喷管设置在所述封板的下
方；
所述封板上开设有与所述引射喷管的入口一一对应的相连通的通孔，将引射流体
分流至所述引射喷管。
优选的是，所述的多级多喷管蒸汽引射装置中，所述多个喷管在所述吸入室内呈
环形均匀分布。
优选的是，所述的多级多喷管蒸汽引射装置中，所述单级多喷管蒸汽引射装置和
所述中间级冷凝器之间采用连接管路连接。
本发明与现有技术相比有益效果为：
本发明采用多级多喷管蒸汽引射装置，提高了引射效率，提高了引射装置的抽吸
性能；
本发明在多级蒸汽引射装置间布置了中间级高效冷凝器，减少了下一级引射装置
的抽吸负荷，降低工作蒸汽的耗量，并可以缩小引射装置结构本体尺寸；
本发明多级多喷管蒸汽引射装置可以较快地达到混合效果，可以在工作蒸汽压力
有所波动时维持稳定的工作，在实际工作中工况适应性强；
本发明多级多喷管蒸汽引射装置可以缩短混合室的长度，节约设备材料与安装空
间，降低设备运行噪声。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本
发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明提供的多级多喷管蒸汽引射装置的一个实施例的结构示意图；
图2为本发明提供的多级多喷管蒸汽引射装置的一个实施例中的单级多喷管蒸汽
引射装置的结构示意图；
图3为图2的A-A剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文
字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多
个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1所示，本发明提供一种多级多喷管蒸汽引射装置，其包括：
多个相互串联的单级多喷管蒸汽引射装置6；
中间级冷凝器5，其设置在相邻的两个单级多喷管蒸汽引射装置6之间，减少了下
一级引射装置的抽吸负荷，降低工作蒸汽的耗量。
如图2所示，所述的多级多喷管蒸汽引射装置中，每个所述单级多喷管蒸汽引射装
置6包括：
吸入室1，其具有一用于连接引射气源的引射流体入口，还具有一与被引射流体或
者所述中间级冷凝器5的出口连接的被引射流体入口；
引射喷管组2，其设置在所述吸入室1的内部并与所述引射流体入口连通，所述引
射喷管组2用于使得引射流体加速，多喷管引射大大增加了两股流体的接触表面积，促使引
射流体与被引射流体的快速均匀混合。；
混合段3，其用于将通过所述引射喷管组2的加速后的引射流体和被引射流体进行
混合成为具有较高压力的混合流体；
与所述混合段3连通的扩压段4，其出口连接至所述中间级冷凝器5的入口或外界，
所述混合流体经过所述扩压段4后进入所述中间级冷凝器5，之后从所述中间级冷凝器5进
入下一个所述单级多喷管蒸汽引射装置6的被引射流体入口。
所述的多级多喷管蒸汽引射装置中，
所述吸入室1内所述引射流体入口的下方设置有一封板；
所述引射喷管组2包括多个引射喷管，且所述多个引射喷管设置在所述封板的下
方；
所述封板上开设有与所述引射喷管的入口一一对应的相连通的通孔，将引射流体
分流至所述引射喷管。
所述的多级多喷管蒸汽引射装置中，所述多个喷管在所述吸入室内呈环形均匀分
布，引射流体经过多喷管组加速喷射后，分为多个点逐渐进行动量、能量的扩散，比传统单
喷管蒸汽引射装置可以更快地达到均匀混合，从而可以缩短混合段的长度。
所述的多级多喷管蒸汽引射装置中，所述单级多喷管蒸汽引射装置和所述中间级
冷凝器之间采用连接管路连接。
多级多喷管蒸汽引射装置是利用一定压力的饱和或过热蒸汽通过引射喷管组膨
胀加速以很高的速度进入蒸汽引射装置的吸入室，并在喷管出口附近产生低于被引射流体
的压力，被引射流体在压差作用下被吸至吸入室，被引射流体与引射流体在混合段内进行
充分混合，在混合的过程中进行动量与能量的交换，相比于单喷管蒸汽引射装置，多引射喷
管组可以大大增加了引射流体与被引射流体的接触面积，从而促使引射流体与被引射流体
快速完成均匀混合的过程，在混合室出口处混合流体的速度渐趋均匀，混合后的流体通过
扩散段，速度下降，压力升高，直至达到下一级吸入室压力后排入下一级蒸汽引射装置。
冷凝器前面的蒸汽引射装置排出的混合流体进入中间级冷凝器后，可凝性汽体被
冷却成液体，减轻了下一级蒸汽引射装置的抽吸负荷，同时降低气体温度，提高了整套装置
的工作能力。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列
运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地
实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限
于特定的细节和这里示出与描述的图例。