CN113374741B - 一种径向射流引射装置 - Google Patents

Abstract

一种径向射流引射装置，属于航空航天设备技术领域。径向射流引射装置包括：壳体、喷射体和管接头，喷射体设置在壳体内，且喷射体外壁与壳体内壁形成第一腔体；管接头设置在喷射体上，与第一腔体连通，并用于将低压气体送入第一腔体；壳体内设有第一壁面和第二壁面，第一壁面和第二壁面之间形成缝隙，第二壁面向缝隙延伸凸出有多个凸块，多个凸块将缝隙间隔形成多条扩压通道，第一腔体与扩压通道连通，喷射体用于将工作气体导入扩压通道中；壳体上设有缝隙调整件，用于调整缝隙的大小。引射装置采用缝隙射流，而且可以根据引射流量的变化来调节扩压通道面积，这样可以有效地减小引射装置的尺寸，不仅使系统结构更加紧凑，而且有助于提高引射效率。

Description

一种径向射流引射装置

技术领域

本发明涉及一种径向射流引射装置,属于航空航天设备技术领域。

背景技术

空气引射器是一种高压工作气流和低压引射气流混合增压的流体机械，同时具有抽真空的作用，不同结构的引射器，在航空航天、军事国防和国民工业等领域得到广泛应用。目前用于高速风洞的引射器，主要有单喷管中心引射，环形引射和多喷管引射；单喷管引射器，由于喷管射流集中在中心，噪声大，充分混合需要距离长，多应用于小尺寸引射器上；环形引射器，引射喷管出口气流在流体通道的四周，射流噪声小，口径大的引射器增压比不高，在中小型风洞上应用较多；多喷管引射器，在一个混合室内，安装多个喷管，增加气流的混合面积，能解决大口径风洞的排气效率低的问题，常应用于增压比不高的场合。风洞上应用引射器，基本结构形式属于细长体构型，随口径的增大，两股气流在混合室出口达到混合均匀，混合室和扩压段的长度相应变大，才能在扩压段实现高效率的扩压；对于共用一个混合室引射器，引射气流通道的孔径较大时，横向掺混距离或面积增大，其引射混合、扩压管道内流场及其复杂，引射器设计不当，一些不明现象存在相互作用和干扰，大大降低引射器效率，造成动力能源的浪费，而现有的结构无法调节。

由此看出，现有的引射装置需要解决引射系统的优化，提高引射效率，减少轴线上的长度尺寸，便于加工制造等问题。

发明内容

因此，本发明实施例要解决的技术问题在于克服现有技术中的尺寸设计不合理，引射效率低的缺陷，从而提供一种结构紧凑易于调节, 能适应不同流量要求，便于加工制造的径向射流引射装置，包括：壳体、喷射体和管接头，所述喷射体设置在所述壳体内，且所述喷射体外壁与所述壳体内壁形成第一腔体；所述管接头设置在所述喷射体上，与所述第一腔体连通，并用于将低压气体送入所述第一腔体；所述壳体内设有第一壁面和第二壁面，所述第一壁面和所述第二壁面之间形成缝隙，所述第二壁面向所述缝隙延伸凸出有多个凸块，多个所述凸块将所述缝隙间隔形成多条扩压通道，所述第一腔体与所述扩压通道连通，所述喷射体用于将工作气体导入所述扩压通道中；所述壳体上设有缝隙调整件，用于调整所述缝隙的大小。

优选地，所述壳体包括相对设置的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体的第一壁面和所述第二壳体的第二壁面之间形成所述缝隙，所述第二壁面朝向所述第一壁面凸出有多个凸块，多个所述凸块将所述缝隙间隔形成多条扩压通道。

优选地，所述第一壁面向所述第一壳体本体内凹陷形成有多个凹槽，所述凹槽与所述凸块形状和位置相对应，所述凸块插入所述凹槽中，并可在所述凹槽内滑动。

优选地，所述凸块在所述壳体上呈辐射状分布，每个所述凸块包括由内向外依次对称延伸的第一锥形段、第二锥形段、第三锥形段，所述第一锥形段侧壁偏离对称轴向外延伸，所述第二锥形段侧壁偏离对称轴的角度大于所述第一锥形段侧壁偏离对称轴的角度，所述第三锥形段侧壁在所述第二锥形段侧壁延伸方向的基础上向靠近所述对称轴的方向延伸，所述对称轴穿过所述壳体中心；且

相邻的两个凸块的第一锥形段的两个侧壁形成间距逐渐变大的第一锥形夹缝，所述第一锥形夹缝形成所述扩压通道的混合室；

相邻的两个凸块的第二锥形段的两个侧壁平行形成等间距夹缝，所述等间距夹缝形成所述扩压通道的喉道等值段；

相邻的两个凸块的第三锥形段的两个侧壁形成间距逐渐变大的第二锥形夹缝，所述第二锥形夹缝形成所述扩压通道的扩压段；

所述凹槽包括与所述凸块形状和位置相对应的第一锥形槽、第二锥形槽、第三锥形槽。

优选地，所述第一壳体和所述第二壳体均为盘形体，所述凹槽和所述凸块沿所述盘形体周向均匀布置，且所述第一锥形段、所述第二锥形段、所述第三锥形段在所述盘形体径向方向上由中心向边缘排布。

优选地，所述第一壳体内设有第一喷射体，所述第二壳体内设有第二喷射体，所述第一喷射体和所述第二喷射体同轴相对设置；

所述第一喷射体为回转体，且一端具有喇叭状开口的端面，另一端为转接法兰用于将所述第一喷射体固定在所述第一壳体上；所述第二喷射体为回转体，且一端具有喇叭状开口的端面，另一端为转接法兰用于将所述第二喷射体固定在所述第二壳体上。

优选地，所述第一壳体中心设有第一安装套筒，所述第一喷射体嵌入所述第一安装套筒内，并与所述第一壳体固定连接；

所述第二壳体中心设有第二安装套筒，所述第二喷射体嵌入所述第二安装套筒内，并与所述第二壳体固定连接。

优选地，所述缝隙调整件为调节螺钉，设置在所述第一壳体和所述第二壳体上，用于调整所述第一壳体和所述第二壳体之间的空隙。

优选地，所述第一壳体和所述第二壳体的盘状体边缘均对称设有轴向贯穿的螺纹通孔，且所述第一壳体的螺纹通孔旋转方向与所述壳体的螺纹通孔旋转方向相反；

所述调节螺钉依次穿过所述第一壳体的螺纹通孔和所述第二壳体的螺纹通孔，与两者螺纹连接。

优选地， 所述管接头设置有至少两个，分别固定在所述第一喷射体和所述第二喷射体上。

本发明实施例的技术方案，具有如下优点：

1.本发明实施例提供的径向射流引射装置，采用缝隙射流，利用壳体壁面的间距和凸块结构形成缝隙式扩压通道，而且可以根据引射流量的变化来调节扩压通道面积。可以有效地减小引射装置的尺寸，不仅使系统结构更加紧凑，而且有助于提高引射效率。

2. 本发明实施例提供的径向射流引射装置，利用多个型线设计的凸块将两个壳体之间的缝隙间隔隔断成多条扩压通道，不仅易于有助于提高效率，而且使得扩压均匀平稳。

3.本发明实施例提供的径向射流引射装置，第一壳体和第二壳体的螺纹通孔旋向相反，利用调节螺钉调节间距时，操作时不仅方便快捷，而且节省空间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中径向射流引射装置的一个具体示例的结构剖视示意图；

图2为本发明实施例中第一壳体的一个具体示例的结构前视剖视示意图；

图3为本发明实施例中第一壳体的一个具体示例的结构俯视剖视示意图；

图4为本发明实施例中第二壳体的一个具体示例的结构前视剖视示意图；

图5为本发明实施例中第二壳体的一个具体示例的结构俯视剖视示意图；

图6为本发明实施例中第一喷射体的一个具体示例的结构剖视示意图；

图7为本发明实施例中第一喷射体的一个具体示例的结构剖视示意图；

图8为本发明实施例中凸块的一个具体示例的结构俯视示意图；

图9为本发明实施例中凸块的一个具体示例的结构前视示意图；

图10为本发明实施例中凸块的一个具体示例的结构右视示意图；

图11为本发明实施例中扩压通道的一个具体示例的结构示意图；

图12为本发明实施例中管接头的一个具体示例的结构示意图；

图13为本发明实施例中调节螺钉的一个具体示例的结构示意图；

附图标记：

1-第一壳体，11-凹槽，111-混合室，112-喉道等值段，113-扩压段，12-第一安装套筒，2-第二壳体， 21-凸块 ，201-第一锥形段， 202-第二锥形段，203-第三锥形段，22-第二安装套筒，3-第一喷射体，4-第二喷射体，5-管接头，6-调节螺钉，100-第一腔体。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，本文所用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并非旨在限制本发明。除非上下文明确指出，否则如本文中所使用的单数形式“一”、“一个”和“该”等意图也包括复数形式。使用“包括”和/或“包含”等术语时，是意图说明存在该特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件，而不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件、和/或其他组合的存在或增加。术语“和/或”包括一个或多个相关列出项目的任何和所有组合。术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例

本发明实施例提供一种径向射流引射装置，如图1-13所示，包括：壳体、喷射体和管接头5，喷射体设置在壳体内，且喷射体外壁与壳体内壁形成第一腔体100；管接头5设置在喷射体上，与第一腔体100连通，并用于将低压气体送入第一腔体100；壳体内设有第一壁面和第二壁面，第一壁面和第二壁面之间形成缝隙，第二壁面向缝隙延伸凸出有多个凸块21，多个凸块21将缝隙间隔形成多条扩压通道，第一腔体100与扩压通道连通，喷射体用于将工作气体导入扩压通道中；壳体上设有缝隙调整件，用于调整缝隙的大小。

本发明实施例中，如图1所示，使用时，工作气体通过喷射体射入扩压通道，并在扩压通道形成超声速射流，吸入第一腔体100内的低压气体，混合的气流在多条扩压通道中减速增压，以较小的压力损失，排出引射器。具体地，壳体内设有间距可调的第一壁面和第二壁面，第二壁面向缝隙延伸凸出有多个凸块21，这样多个凸块21就将缝隙隔开，且在每两个凸块21侧壁之间形成扩压通道，当引射流量发生变化时，可以通过缝隙调整件调整缝隙的大小，从而改变扩压通道的大小，以适应引射流量的变化。引射装置采用缝隙射流方式，利用壳体壁面的间距和凸块21结构形成多条缝隙式扩压通道，可以有效地减小引射装置的尺寸，使系统结构更加紧凑，引射效率更高。

优选地，如图1-5所示，壳体包括相对设置的第一壳体1和第二壳体2，第一壳体1的第一壁面和第二壳体2的第二壁面之间形成缝隙，第二壁面朝向第一壁面凸出有多个凸块21，多个凸块21将缝隙间隔形成多条扩压通道。

本发明实施例中，第一壳体1和第二壳体2形成覆盖扩压通道的缝隙，形成缝隙的两个壁面分别为第一壁面和第二壁面，且第二壁面朝向第一壁面凸出有多个凸块21，这样相比在一个壳体内的设置两个壁面的结构，不仅易于加工制造，而且当装置出现问题时便于调整更换。

优选地，如图1-5所示，第一壁面向第一壳体1本体内凹陷形成有多个凹槽11，凹槽11与凸块21形状和位置相对应，凸块21插入凹槽11中，并可在凹槽11内滑动。

本发明实施例中，第一壳体1和第二壳体2通过凸块21插入凹槽11中的结构彼此嵌合，当气流流过两者之间的缝隙时，这样的连接结构更加牢固和稳定；进一步地，凹槽11与凸块21形状和位置相对应，且凸块21可在凹槽11内滑动，这样在缝隙调整件调整第一壳体1和第二壳体2之间的缝隙时，第一壳体1和第二壳体2相对不易跑偏。

优选地，如图1-5和图8-11所示，凸块21在壳体上呈辐射状分布，每个凸块21包括由内向外依次对称延伸的第一锥形段201、第二锥形段202、第三锥形段203，第一锥形段201侧壁偏离对称轴向外延伸，第二锥形段202侧壁偏离对称轴的角度大于第一锥形段201侧壁偏离对称轴的角度，第三锥形段203侧壁在第二锥形段202侧壁延伸方向的基础上向靠近对称轴的方向延伸，对称轴穿过壳体中心；

且相邻的两个凸块21的第一锥形段201的两个侧壁形成间距逐渐变大的第一锥形夹缝，第一锥形夹缝形成扩压通道的混合室111；

相邻的两个凸块21的第二锥形段202的两个侧壁平行形成等间距夹缝，等间距夹缝形成扩压通道的喉道等值段112，

相邻的两个凸块21的第三锥形段203的两个侧壁形成间距逐渐变大的第二锥形夹缝，第二锥形夹缝形成扩压通道的扩压段113；

凹槽11包括与凸块21形状和位置相对应的第一锥形槽、第二锥形槽、第三锥形槽。

本发明实施例中，相邻的两个凸块21之间形成扩压通道，且凸块21为型线设计，这样不仅压力损失小，而且可以形成多个混合室111、喉道等值段112和扩压段113，进一步地，两个凸块21之间的夹缝距离先变大再不变最后变大，以满足扩压通道的混合室111、喉道等值段112、扩压段113的不同要求。需要说明的是，引射装置的面积比ε，为等值段通道面积/径向射流入口的最小面积，其中，等值段通道面积由凸块21的设计尺寸确定，且6≤ε≤10。

优选地，如图1-5和图8-10所示，第一壳体1和第二壳体2均为盘形体，凹槽11和凸块21沿盘形体周向均匀布置，且第一锥形段201、第二锥形段202、第三锥形段203在盘形体径向方向上由中心向边缘排布。

本发明实施例中，凸块21和凹槽11的数量分别设置为12个， 凹槽11和凸块21沿盘形体周向均匀布置，且形成12条扩压通道，以使扩压通道布局均匀，这样使扩压过程更加均匀、平稳，而且当气流流过壳体缝隙时，壳体受力均匀，不易损坏。

优选地，如图1和图6-7所示，第一壳体1内设有第一喷射体3，第二壳体2内设有第二喷射体4，第一喷射体3和第二喷射体4同轴相对设置；

第一喷射体3为回转体，且一端具有喇叭状开口的端面，另一端为转接法兰用于将第一喷射体3固定在第一壳体1上；第二喷射体4为回转体，且一端具有喇叭状开口的端面，另一端为转接法兰用于将第二喷射体4固定在第二壳体2上。

优选地，如图1-5所示，第一壳体1中心设有第一安装套筒12，第一喷射体3嵌入第一安装套筒12内，并与第一壳体1固定连接；

第二壳体2中心设有第二安装套筒，第二喷射体4嵌入第二安装套筒内，并与第二壳体2固定连接。

本发明实施例中，第一喷射体3和第二喷射体4均为回转体形状的零件，易于加工制造，进一步地，第一喷射体3和第二喷射体4均具有喇叭状开口的端面，使第一喷射体3和第二喷射体4在端面出口处形成环形超声速射流。

如图1所示，第一喷射体3嵌入第一安装套筒12内，第一安装套筒12一端具有台阶面，台阶面用于承载第一喷射体3的转接法兰，固定螺栓穿过转接法兰和台阶面上的螺纹孔将第一喷射体3固定到第一壳体1上；同样的，第二安装套筒一端具有台阶面，台阶面用于承载第二喷射体4的转接法兰，固定螺栓穿过转接法兰和台阶面上的螺纹孔将第二喷射体4固定到第二壳体2上。需要说明的是，喷射体的内径，可以按照设计的流量要求选择，具体地，喷射体直径尺寸最大处的截面积/喷射体直径尺寸最小处的截面积之比确定了气流膨胀对应的速度值，该速度值表述为喷射气流Ma，其中1.5≤Ma≤4。

优选地，如图1和图13所示，缝隙调整件为调节螺钉6，设置在第一壳体1和第二壳体2上，用于调整第一壳体1和第二壳体2之间的空隙。

优选地，第一壳体1和第二壳体2的盘状体边缘均对称设有轴向贯穿的螺纹通孔，且第一壳体1的螺纹通孔旋转方向与壳体的螺纹通孔旋转方向相反；

调节螺钉6依次穿过第一壳体1的螺纹通孔和第二壳体2的螺纹通孔，与两者螺纹连接。

本发明实施例中，调节螺钉6和螺纹通孔的数量分别为12个，第一壳体1和第二壳体2的螺纹通孔对称设置，且第一壳体1的螺纹通孔旋转方向与第二壳体2的螺纹通孔旋转方向相反，举例来说，当第一壳体1的螺纹通孔为左旋时，第二壳体2的螺纹通孔螺纹为右旋，这样一方面可以有效防止松固，另一方面当拧动调节螺钉6来调整两个壳体之间的间距时，螺纹连接的配合使得调节螺钉6的旋转运动变为两个壳体沿轴向的移动，且两者在轴向的移动方向相反，举例说明，假设在顺时针拧动时，第一壳体1和第二壳体2之间间距变大，逆时针拧动时，两者之间间距变小，这样使用调节螺钉6来调整两个壳体之间的间距时更加简单易操作。

优选地，如图1和图12所示，管接头5设置有至少两个，分别固定在第一喷射体3和第二喷射体4上。

本发明实施例中，管接头5与第一喷射体3和第二喷射体4的固定方式相同，以管接头5与第一喷射体3的固定为例说明，如图所示，管接头5固定在第一喷射体3的转接法兰上，转接法兰上设有安装螺纹孔，用于安装转接头。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种径向射流引射装置，其特征在于，包括：壳体、喷射体和管接头（5），所述喷射体设置在所述壳体内，且所述喷射体外壁与所述壳体内壁形成第一腔体（100）；所述管接头（5）设置在所述喷射体上，与所述第一腔体（100）连通，并用于将低压气体送入所述第一腔体（100）；所述壳体内设有第一壁面和第二壁面，所述第一壁面和所述第二壁面之间形成缝隙，所述第二壁面向所述缝隙延伸凸出有多个凸块（21），多个所述凸块（21）将所述缝隙间隔形成多条扩压通道，所述第一腔体（100）与所述扩压通道连通，所述喷射体用于将工作气体导入所述扩压通道中；所述壳体上设有缝隙调整件，用于调整所述缝隙的大小。

2.根据权利要求1所述的径向射流引射装置，其特征在于，所述壳体包括相对设置的第一壳体（1）和第二壳体（2），所述第一壳体（1）的第一壁面和所述第二壳体（2）的第二壁面之间形成所述缝隙，所述第二壁面朝向所述第一壁面凸出有多个凸块（21），多个所述凸块（21）将所述缝隙间隔形成多条扩压通道。

3.根据权利要求2所述的径向射流引射装置，其特征在于，所述第一壁面向所述第一壳体（1）本体内凹陷形成有多个凹槽（11），所述凹槽（11）与所述凸块（21）形状和位置相对应，所述凸块（21）插入所述凹槽（11）中，并可在所述凹槽（11）内滑动。

4.根据权利要求3所述的径向射流引射装置，其特征在于，所述凸块（21）在所述壳体上呈辐射状分布，每个所述凸块（21）包括由内向外依次对称延伸的第一锥形段（201）、第二锥形段（202）、第三锥形段（203），所述第一锥形段（201）侧壁偏离对称轴向外延伸，所述第二锥形段（202）侧壁偏离对称轴的角度大于所述第一锥形段（201）侧壁偏离对称轴的角度，所述第三锥形段（203）侧壁在所述第二锥形段（202）侧壁延伸方向的基础上向靠近所述对称轴的方向延伸，所述对称轴穿过所述壳体中心；且

相邻的两个凸块（21）的第一锥形段（201）的两个侧壁形成间距逐渐变大的第一锥形夹缝，所述第一锥形夹缝形成所述扩压通道的混合室（111）；

相邻的两个凸块（21）的第二锥形段（202）的两个侧壁平行形成等间距夹缝，所述等间距夹缝形成所述扩压通道的喉道等值段（112）；

相邻的两个凸块（21）的第三锥形段（203）的两个侧壁形成间距逐渐变大的第二锥形夹缝，所述第二锥形夹缝形成所述扩压通道的扩压段（113）；

所述凹槽（11）包括与所述凸块（21）形状和位置相对应的第一锥形槽、第二锥形槽、第三锥形槽。

5.根据权利要求4所述的径向射流引射装置，其特征在于，所述第一壳体（1）和所述第二壳体（2）均为盘形体，所述凹槽（11）和所述凸块（21）沿所述盘形体周向均匀布置，且所述第一锥形段（201）、所述第二锥形段（202）、所述第三锥形段（203）在所述盘形体径向方向上由中心向边缘排布。

6.根据权利要求5所述的径向射流引射装置，其特征在于，所述第一壳体（1）内设有第一喷射体（3），所述第二壳体（2）内设有第二喷射体（4），所述第一喷射体（3）和所述第二喷射体（4）同轴相对设置；

所述第一喷射体（3）为回转体，且一端具有喇叭状开口的端面，另一端为转接法兰用于将所述第一喷射体（3）固定在所述第一壳体（1）上；所述第二喷射体（4）为回转体，且一端具有喇叭状开口的端面，另一端为转接法兰用于将所述第二喷射体（4）固定在所述第二壳体（2）上。

7.根据权利要求6所述的径向射流引射装置，其特征在于，

所述第一壳体（1）中心设有第一安装套筒（12），所述第一喷射体（3）嵌入所述第一安装套筒（12）内，并与所述第一壳体（1）固定连接；

所述第二壳体（2）中心设有第二安装套筒，所述第二喷射体（4）嵌入所述第二安装套筒内，并与所述第二壳体（2）固定连接。

8.根据权利要求2所述的径向射流引射装置，其特征在于，所述缝隙调整件为调节螺钉（6），设置在所述第一壳体（1）和所述第二壳体（2）上，用于调整所述第一壳体（1）和所述第二壳体（2）之间的空隙。

9.根据权利要求8所述的径向射流引射装置，其特征在于，所述第一壳体（1）和所述第二壳体（2）的盘状体边缘均对称设有轴向贯穿的螺纹通孔，且所述第一壳体（1）的螺纹通孔旋转方向与所述壳体的螺纹通孔旋转方向相反；

所述调节螺钉（6）依次穿过所述第一壳体（1）的螺纹通孔和所述第二壳体（2）的螺纹通孔，与两者螺纹连接。

10.根据权利要求7所述的径向射流引射装置，其特征在于， 所述管接头（5）设置有至少两个，分别固定在所述第一喷射体（3）和所述第二喷射体（4）上。

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