CN102135122A - 变频射流振荡器 - Google Patents

Abstract

变频射流振荡器，涉及一种变频射流振荡器，用于控制射流在不同管路中的高频切换。本发明单膜双腔激振器的上端面与振荡射流元件的下表面平行贴合，振荡射流元件的上表面与盖板的下表面平行贴合；盖板的上表面上设置进口通道；振荡射流元件上的第一出口通道和第二出口通道之间设置振荡射流元件凹劈；单膜双腔激振器内布置有与上端面垂直的振动膜，振动膜将单膜双腔激振器分割为第一腔体、第二腔体，第一腔体上布置第一腔体出口，第二腔体上布置第二腔体出口，第一腔体出口、第二腔体出口分别与振荡射流元件的第一控制端口、第二控制端口相连。本发明通过改变激振器的激励频率，可实现对射流振荡器工作频率的主动调控，且调控后工作频率稳定可靠。

Description

变频射流振荡器

技术领域

本发明涉及一种变频射流振荡器，用于控制射流在不同管路中的高频切换。

背景技术

射流振荡器以流体为工作介质, 利用主射流在特定形状的腔室内的附壁效应进行工作，在振荡器内部不依赖任何机械活动部件即可实现射流的振荡切换，与机械或电子元器件等其他执行机构相比, 射流振荡器具有成本低、可靠性好等优点，广泛应用于机械制造、钻探器械、石油化工等方面。但是目前得到成熟应用的射流振荡器，主射流振荡切换的频率由射流元件自身结构和反馈回路结构决定，在使用中工作频率不够稳定，而且不能根据实际工况进行调节。

发明内容

本发明目的在于：通过改变激振器的激励频率，可实现对射流振荡器工作频率的主动调控，且调控后工作频率稳定可靠的变频射流振荡器。

一种变频射流振荡器，包括自上而下依次布置的盖板、振荡射流元件和单膜双腔激振器，单膜双腔激振器的上端面与振荡射流元件的下表面平行贴合，振荡射流元件的上表面与盖板的下表面平行贴合；盖板的上表面上设置进口通道；振荡射流元件内部分别布置第一控制端口、第二控制端口、第一出口通道、第二出口通道、第二控制通道、第一控制通道，第一控制端口与第一出口通道通过第一控制通道相连，第二控制端口与第二出口通道通过第二控制通道相连，第一出口通道和第二出口通道之间设置振荡射流元件凹劈；单膜双腔激振器内布置有与上端面垂直的振动膜，振动膜将单膜双腔激振器分割为第一腔体、第二腔体，第一腔体上布置第一腔体出口，第二腔体上布置第二腔体出口，第一腔体出口、第二腔体出口分别与振荡射流元件的第一控制端口、第二控制端口相连。

本发明的进口通道与盖板的上表面垂直。

本发明的振荡射流元件第一控制通道和第二控制通道的位差大于零。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比具有如下优点：本发明主要由盖板、振荡射流元件及单膜双腔激振器等构成，射流由进口管道进入振荡射流元件腔室，由振荡射流元件第一出口通道或振荡射流元件第二出口通道射出腔室。单膜双腔激振器上的第一腔体出口与振荡射流元件上的第一控制端口相通，单膜双腔激振器上的第二腔体出口与振荡射流元件上的第二控制端口相通。在驱动信号控制下，单膜双腔激振器出口产生周期性控制流，当射流由第一出口通道射出腔室时，单膜双腔激振器在第二控制端口产生正控制流，对射流起推的作用；在第一控制端口产生负控制流，对射流起吸的作用，射流在控制流作用下偏向第二出口通道。当射流由第二出口通道射出腔室时，第二控制端口产生负的控制流，第一控制端口产生正的控制流，射流又在控制流作用下偏向第二出口通道，如此实现对射流振荡切换的控制。射流振荡切换的频率与单膜双腔激振器驱动频率相一致，通过改变驱动频率大小，可以对射流振荡器工作频率进行调节。

本发明的有益效果为：（1）不同于传统射流振荡器自反馈工作的方式，利用单膜双腔激振器对射流振荡器的振荡切换进行控制，可根据实际工况对工作频率进行主动调节；（2）射流振荡切换的工作频率与单膜双腔激振器驱动频率相一致，不随射流流量变化而改变，工作频率稳定可靠。

附图说明

图1为本发明分解结构的主视图。

图2为图1的A-A向剖视图。

图3为图1的B-B向剖视图。

图4为图1的C-C向剖视图。

图5为图1的D-D向剖视图。

图中具体标号为：1为盖板，2为振荡射流元件，3为单膜双腔激振器，4为进口管道，5为盖板上表面，6为盖板下表面，7为振荡射流元件上表面，8为振荡射流元件下表面，9为第一控制端口，10为第一腔体出口，11为单膜双腔激振器上表面，12为第一腔体，13为第二控制端口，14为第二腔体出口，15为第二腔体，16为振动膜，17为第一控制通道，18为第二控制通道，19为第一出口通道，20为振荡射流元件凹劈，21为第二出口通道，a为振荡射流元件控制道位差。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：

如图1、图2、图3、图4、图5所示一种变频射流振荡器，包括自上而下依次布置的盖板1、振荡射流元件2和单膜双腔激振器3，单膜双腔激振器3的上端面11与振荡射流元件2的下表面8平行贴合，振荡射流元件2的上表面7与盖板3的下表面6平行贴合；盖板1的上表面5上设置进口通道4；振荡射流元件2内部分别布置第一控制端口9、第二控制端口13、第一出口通道21、第二出口通道19、第二控制通道17、第一控制通道18，第一控制端口9与第一出口通道21通过第一控制通道18相连，第二控制端口13与第二出口通道19通过第二控制通道17相连，第一出口通道21和第二出口通道19之间设置振荡射流元件凹劈20；单膜双腔激振器3内布置有与上端面11垂直的振动膜16，振动膜16将单膜双腔激振器3分割为第一腔体12、第二腔体15，第一腔体12上布置第一腔体出口10，第二腔体15上布置第二腔体出口14，第一腔体出口10、第二腔体出口14分别与振荡射流元件2的第一控制端口9、第二控制端口13相连。

如图1所示，本发明的进口通道4与盖板3的上表面5垂直。

如图4所示，本发明的振荡射流元件第一控制通道17和第二控制通道18的位差大于零。

本发明采用垂直进口的方式，射流由进口管道4进入振荡射流元件2腔室，盖板3对腔室上表面起密封作用。振荡射流元件2腔室结构参阅图3中C-C截面剖视图：整个腔室沿水平中心线对称，第一控制端口9、第二控制端口13分列于射流喉口两侧，第一出口通道21、第二出口通道19由振荡射流元件凹劈20隔开。实验证明，振荡射流元件采用凹劈20结构，控制道沿射流运动方向留有位差a（a>0），且适当增加控制道位差a，有利于提高振荡射流元件的振荡切换性能。

本发明的单膜双腔激振器3是变频射流振荡器的核心控制器件，由第一腔体12、第二腔体15和振动膜16构成。第一腔体12上表面开有第一腔体出口10，第二腔体15上表面开有第二腔体出口14，如图5中D-D截面剖视图。振动膜16是单膜双腔激振器3的振动部件，可以是扬声器振动膜，也可以是其他在电信号控制下发生周期性振动的装置。当振动膜16在外界驱动信号激励器下发生周期性谐振，从而引起第一腔体12与第二腔体15内的体积变化，在腔体出口处产生控制流。设振动膜由第一腔体向第二腔体方向运动为正行程（反之为负），则在振动膜正行程运动中，第一腔体12内的体积减小，第一腔体出口10处于吸入状态，产生负控制流，通过第一控制端口9对射流起吸的作用；而第二腔体15体积增大，第二腔体出口14处于喷发状态，产生正控制流，通过第二控制端口13对射流起推的作用，可将贴附于第一出口通道19的射流切换至第二出口通道21射出腔室，实现对射流振荡切换的控制。射流振荡切换的频率与单膜双腔激振器驱动频率相一致，可控状态下不随射流流量的变化而发生改变；且根据实际应用需要，通过改变振动器激振频率的大小，实现对射流振荡器工作频率的主动调节。

Claims (3)

1.一种变频射流振荡器，其特征在于包括自上而下依次布置的盖板（1）、振荡射流元件（2）和单膜双腔激振器（3），单膜双腔激振器（3）的上端面（11）与振荡射流元件（2）的下表面（8）平行贴合，振荡射流元件（2）的上表面（7）与盖板（3）的下表面（6）平行贴合；盖板（1）的上表面（5）上设置进口通道（4）；振荡射流元件（2）内部分别布置第一控制端口（9）、第二控制端口（13）、第一出口通道（21）、第二出口通道（19）、第二控制通道（17）、第一控制通道（18），第一控制端口（9）与第一出口通道（21）通过第一控制通道（18）相连，第二控制端口（13）与第二出口通道（19）通过第二控制通道（17）相连，第一出口通道（21）和第二出口通道（19）之间设置振荡射流元件凹劈（19）；单膜双腔激振器（3）内布置有与上端面（11）垂直的振动膜（16），振动膜（16）将单膜双腔激振器（3）分割为第一腔体（12）、第二腔体（15），第一腔体（12）上布置第一腔体出口（10），第二腔体（15）上布置第二腔体出口（14），第一腔体出口（10）、第二腔体出口（14）分别与振荡射流元件（2）的第一控制端口（9）、第二控制端口（13）相连。

2.根据权利要求1所述的变频射流振荡器，其特征在于上述进口通道（4）与盖板（3）的上表面（5）垂直。

3.根据权利要求1所述的变频射流振荡器，其特征在于上述振荡射流元件第一控制通道（17）和第二控制通道（18）的位差大于零。

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