CN109550604B - 一种自激阻断式脉冲射流发生装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自激阻断式脉冲射流发生装置，包括壳体和设于壳体内的转子，所述转子上设有周向分布的叶轮槽和贯穿转子两侧的过流通道，所述壳体一端设有两个注入通道，另一端设有一个流出通道，两个注入通道中的第一注入通道通向转子上周向分布的叶轮槽，第二注入通道因为转子旋转作用间歇性连通过流通道的一侧，当第二注入通道连通过流通道的一侧时，壳体另一端的流出通道刚好连通过流通道的另一侧形成脉冲射流。本发明利用装置内部的流体带动转子，从而使转子能够阻断流体的射出，达到脉冲射流的目的。

Description

一种自激阻断式脉冲射流发生装置

技术领域

本发明涉及射流技术领域，涉及一种脉冲射流发生装置，具体涉及一种自激阻断式脉冲射流发生装置。

背景技术

脉冲射流由于通过聚能骤放，压力挤出和流量调节等方式，形成具有足够高的能量，在射流的过程中不断产生具有较强能量的水锤压力，因而有优于连续射流的材料去除能力，在工业化社会具有广阔的应用前景。

脉冲射流可以根据其产生方式分为自激式脉冲射流和它激式脉冲射流。自激式脉冲射流研究机理复杂，目前的研究大多为自激振荡脉冲射流。实现脉冲射流的形式多种多样，有聚能骤放，压力挤出和流量调节等方式。机械式的脉冲射流装置结构简单，密封简易，可靠性高。

发明内容

本发明的目的在于，利用流量调节的方式，通过流体对转子叶轮槽的冲击，使转子在壳体内部以一定速度旋转。在转子旋转至某一角度时，转子的径向过流通道使壳体的注入通道和流出通道相互连通，以获得自激式脉冲射流。通过内设转子，使装置结构尽量小巧简单，便于维修。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种自激阻断式脉冲射流发生装置，其特征在于：包括壳体和设于壳体内的转子，所述转子上设有周向分布的叶轮槽和贯穿转子两侧的过流通道，所述壳体一端设有两个注入通道，另一端设有一个流出通道，两个注入通道中的第一注入通道通向转子上周向分布的叶轮槽，第二注入通道因为转子旋转作用间歇性连通过流通道的一侧，当第二注入通道连通过流通道的一侧时，壳体另一端的流出通道刚好连通过流通道的另一侧形成脉冲射流。

作为改进，所述壳体从侧面加工出安装转子的容纳腔，所述转子与容纳腔间隙配合，并通过螺堵安装在容纳腔内。

作为改进，所述转子两端加工成锥形面或限位轴，所述壳体内部和螺堵对应部分加工出能够对转子进行限位作用的锥形槽或卡槽。

作为改进，所述转子上设有一个或者多个过流通道，通过设置过流通道的数量可以调整脉冲射流频率。

作为改进，所述转子本体为回转体，转子上分为叶轮槽段和圆柱段，所述过流通道一端开设在转子的圆柱段，另一端开设在转子相对一侧叶轮槽段的叶轮槽内，所述过流通道在圆柱段的轴向位置与第二注入通道相对应。

作为改进，所述转子至少圆柱段或者叶轮槽段与容纳腔内部间隙配合，使得第二注入通道和流出通道无法直接连通。

作为改进，所述叶轮槽是在转子表面加工出的凹槽或者在转子表面焊接的凸起叶片组成。

作为改进，所述壳体形状为圆柱体形、椭圆柱体形、多边柱体形、长方体形以及正方体形中的任意一种。

作为改进，所述壳体形状为圆柱形，所述第二注入通道通在圆柱体端部偏心设置，对应转子的圆柱段，第一注入通道通相对于转子的轴心偏心设置，对应转子的叶轮槽段。

作为改进，所述螺堵与壳体相互连接的端面上设有密封圈。

本发明的有益效果是：

本发明利用流量调节的方式，通过流体对转子叶轮槽的冲击，使转子在壳体内部不停旋转。在转子旋转至某一角度时，转子的径向过流通道使壳体的注入通道和流出通道相互连通，以获得自激式脉冲射流。通过内设转子，使装置结构尽量小巧简单，避免了增加驱动力使结构更加复杂；可更换转子的设计使装置便于维修；多注入通道的设计可以通过流量的输入达到脉冲频率的变化。

附图说明

图1为本发明自激阻断式脉冲射流发生装置整体结构示意图。

图2为本发明自激阻断式脉冲射流发生装置左视图。

图3为本发明自激阻断式脉冲射流发生装置剖视图。

图4为图3中B-B剖视图。

图5为本发明壳体剖视图。

图6为图5中A-A剖视图。

图7为本发明实施例中转子结构示意图。

图8为本发明实施例中转子剖视图。

图9为图8中转子的叶轮槽部分横断面图。

图10为三个过流通道的转子结构示意图。

图11为螺堵结构示意图。

附图标记：1-壳体，2-转子，3-螺堵，4-第一注入通道，5-第二注入通道，6-流出通道，7-过流通道，8-螺纹孔，9-锥形面，10-锥形槽，11-叶轮槽，12-容纳腔，13-螺堵孔，14-限位轴。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明做进一步的说明。显而易见的是，下面描述中的附图仅仅是本发明设计的一种实施方式。

本发明为一种自激阻断式脉冲射流发生装置，如图1至图9所示，包括壳体1、转子2和螺堵3。本实施例中，壳体1为圆柱体形，所述转子2上设有周向分布的叶轮槽11和贯穿转子2两侧的过流通道7，所述壳体1一端设有两个注入通道，另一端设有一个流出通道6，两个注入通道中的第一注入通道4通向转子2周向分布的叶轮槽11，第二注入通道5因为转子2旋转作用间歇性连通过流通道7的一侧，当第二注入通道5连通过流通道7的一侧时，壳体1另一端的流出通道6刚好连通过流通道7的另一侧形成脉冲射流，当流体从第一注入通道4进入时，不停地冲击着转子2的叶轮槽11。此时流体的动能作用于叶轮槽11的壁面，对于转子2的旋转中心轴有一个旋转力矩的作用，使转子2进行旋转运动。当转子2旋转至某一个角度的时候，转子2径向分布的过流通道7就得以连通壳体1两端所设的第二注入通道5和流出通道6。即在流体的冲击作用下，转子2不停旋转，装置得以输出一定频率的脉冲射流。壳体1的两个注入通道既可以由同一管道提供流体，又可以由不同管道提供流体，通过第一注入通道4的流体压力来调节转子2的旋转速度，得到不同频率的脉冲射流。

如图2和图3所示，所述壳体1设有第一注入通道4、第二注入通道5、流出通道6、容纳腔12和螺堵孔13。所述装置截面呈圆形。第一注入通道4与第二注入通道5在壳体1端部偏心而设。壳体1中部侧面设有台阶状孔槽，为安装转子2所设的容纳腔12，并且内部底端设有圆锥状限位面以限制转子2运动位置(即只能绕着转子2轴心转动)；外部为螺堵3安装密封面，用密封圈密封。装置后端设有与管道相连接的螺纹孔8，两个注入通道的开口设于螺纹孔8内底部偏心处。一条流道通向转子2上所设的周向分布的叶轮槽11，以用流体冲击叶轮槽11使转子2做旋转运动，为第一注入通道4；一条流道通向转子2所设的径向分布的过流通道7，以使转子2在旋转至某一角度时该注入通道能够与装置后端的流出通道6相互连通，为第二注入通道5。流出通道6在设置在壳体1轴线中心处。壳体1中部钻有阶梯型孔腔。其中底部是容纳转子2的容纳腔12，转子2与孔腔间隙配合，以保证转子2能够在孔腔内轻易地旋转，而且能够使流体不易泄漏出流道。外部是安装螺堵3的螺纹孔8。壳体1 由螺堵3进行密封。螺堵3与壳体1相互连接的端面上设有密封圈。

如图7、图8和图9所示，所述转子2设有过流通道7和叶轮槽11，所述转子2本体为回转体，转子2上分为叶轮槽11段和圆柱段，本实施例中，转子2本体为圆柱体，在圆柱体两端加工出具有限位作用的锥形面9，在中部加工出一圈凹槽作为叶轮槽11，没有加工出凹槽的部分为圆柱段，过流通道7一端定位在转子2圆柱面上，在转子2的轴向位置上与壳体 1第二注入通道5相互吻合，另一端定位于与之相对侧的叶轮槽11内，在转子2轴向位置上与壳体1上的流出通道6相互吻合。加工确保第二注入通道5、过流通道7和流出通道6能够连通。加工时可以先进行过流通道7的钻孔，然后用铣刀铣出周向分布的叶轮槽11。

如图10所示，为转子2另一种实施例，转子2还是圆柱体加工而成，在其两端加工出限位轴14，对应的壳体的容纳腔和螺堵端部加工出轴孔即可(图中未画出)，该实施例中，过流通道7有三个，过流通道7数量可以变化以使出流频率发生变化，当转子转动一圈时，第二注入通道5与流出通道6连通三次，因此本发明调整脉冲射流频率的方式有两种，一种是通过调整第一注入通道4内流体压力，从而调整转子2转速来调整脉冲射流频率，另一种是通过设置过流通道7数量调整脉冲射流频率。

需要指出的是，本发明转子2本体可以是圆柱体，也可以是变截面的圆柱体，只要满足第二注入通道5内的流体无法通过转子2与壳体1内壁之间的间隙直接连通另一端的流出通道6即可，即所述转子2至少圆柱段或者叶轮槽11段与容纳腔12内部间隙配合，使得第二注入通道5和流出通道6无法直接连通。

当开有过流通道7的圆柱段与容纳腔12内壁间隙配合时，能够对第二注入通道5和流出通道6之间起到很好的隔离作用，此时叶轮槽11既可以是在转子2表面加工出的凹槽也可以在转子2表面焊接的凸起叶片组成的凹槽，甚至转子2中部可以是普通的任何现有技术中叶轮，只要第一注入通道4内的流体能够冲击转子2使得转子2转动即可。

如图11所示，所述螺堵3端部中间设有用于限位的锥形槽10，同时端部锪平以安装密封圈。

本发明为一种自激阻断式脉冲射流发生装置，可通过调节冲击转子2上叶轮槽11的流体压力来调节转子2的转速，以获得不同频率的脉冲射流。

使用时，将本发明的流出通道6一端与出口管道或者射流发生器喷嘴相连，将本发明注入通道一端与压力源流体相连，通过控制第一注入通道4内流体压力调节转子2的转速，从而使得第二注入通道5通过过流通道7与流出通道6间歇式相通形成一定频率的脉冲射流。

以上所述为本发明的一种实例，并未对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质所作的任何简单修改、等同变化与修饰，譬如转子2两侧改用不同于锥形面9限位、壳体1注入通道数量变化以及转子2上过流通道7、叶轮槽11的数量及形状的变化等，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自激阻断式脉冲射流发生装置，其特征在于：包括壳体和设于壳体内的转子，所述转子上设有周向分布的叶轮槽和贯穿转子两侧的过流通道，所述壳体一端设有两个注入通道，另一端设有一个流出通道，两个注入通道中的第一注入通道通向转子上周向分布的叶轮槽，第二注入通道因为转子旋转作用间歇性连通过流通道的一侧，当第二注入通道连通过流通道的一侧时，壳体另一端的流出通道刚好连通过流通道的另一侧形成脉冲射流；

所述转子本体为回转体，转子上分为叶轮槽段和圆柱段，所述过流通道一端开设在转子的圆柱段，另一端开设在转子相对一侧叶轮槽段的叶轮槽内，所述过流通道在圆柱段的轴向位置与第二注入通道相对应。

2.如权利要求1所述的自激阻断式脉冲射流发生装置，其特征在于：所述壳体从侧面加工出安装转子的容纳腔，所述转子与容纳腔间隙配合，并通过螺堵安装在容纳腔内。

3.如权利要求2所述的自激阻断式脉冲射流发生装置，其特征在于：所述转子两端加工成限位轴，所述壳体内部和螺堵对应部分加工出能够对转子进行限位作用的卡槽。

4.如权利要求3所述的自激阻断式脉冲射流发生装置，其特征在于：所述转子两端加工成锥形面，所述壳体内部和螺堵对应部分加工出能够对转子进行限位作用的锥形槽。

5.如权利要求1或2所述的自激阻断式脉冲射流发生装置，其特征在于：所述转子上设有一个或者多个过流通道，通过设置过流通道的数量可以调整脉冲射流频率。

6.如权利要求1所述的自激阻断式脉冲射流发生装置，其特征在于：所述转子至少圆柱段或者叶轮槽段与容纳腔内部间隙配合，使得第二注入通道和流出通道无法直接连通。

7.如权利要求1所述的自激阻断式脉冲射流发生装置，其特征在于：所述叶轮槽是在转子表面加工出的凹槽或者在转子表面焊接的凸起叶片组成。

8.如权利要求1所述的自激阻断式脉冲射流发生装置，其特征在于：所述壳体形状为圆柱体形、椭圆柱体形、多边柱体形、长方体形以及正方体形中的任意一种。

9.如权利要求8所述的自激阻断式脉冲射流发生装置，其特征在于：所述壳体形状为圆柱形，所述第二注入通道通在圆柱体端部偏心设置，对应转子的圆柱段，第一注入通道通相对于转子的轴心偏心设置，对应转子的叶轮槽段。

10.如权利要求2所述的自激阻断式脉冲射流发生装置，其特征在于：所述螺堵与壳体相互连接的端面上设有密封圈。

Images