CN1316039A - 流体振荡器、插入其内的插入体及其制造方法 - Google Patents

流体振荡器、插入其内的插入体及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种流体振荡器(21),它相对于一个纵向对称面(P)对称,并且包括一个外壳(25),该外壳限定了一个振荡腔(27)并具有一个入口和一个出口(45),流体穿过所述入口和出口流动,这些开口沿一个“纵向”第一方向(A)沿平面(P)对齐,所述入口呈一个槽(57,93)的形式,其在与所述平面(P)横切延伸的一个第二方向(B)上变窄,并且沿平行于所述平面(P)的一个第三方向(C)延伸并和所述纵向第一方向(A)垂直正交,所述振荡器的特征在于,所述槽(57,93)在一个插入体(55,91)内设置,该插入体从所述外壳(25)内可拆除。

Description

流体振荡器、插入其内的插入体 及其制造方法
本发明涉及一种流体振荡器，它相对于一个纵向对称面P对称，并且包括一个外壳，该外壳限定了一个振荡腔并具有一个入口和一个出口，流体穿过所述入口和出口流动，这些开口沿一个“纵向”沿平面P对齐，所述入口呈一个槽的形式，其在与所述平面P横切的方向上变窄，并且沿包含在所述平面P内的方向和垂直于所述纵向的方向延伸。
流体振荡器是公知的，图1表示一个实施例的俯视图。
振荡器1相对于对称纵向平面P对称，并且包括一个限定了一个振荡腔5的外壳3，一个障碍物7容纳在所述腔体内。
外壳3具有一个沿平面P对齐的入口9和一个出口11，流体沿图中箭头所指方向穿过所述入口和出口。
入口9呈一个具有横向尺寸或“宽度”l的槽的形式，该宽度尺寸与其称为“高度”h的垂直方向尺寸相比较小，该高度在垂直于图1所示平面的平面内(见图2)。
通常，宽度l等于约所述高度h的1/5。
这种槽用于将流体转换成在垂直于平面P的平面内振荡的射流，即在平行于图1所示平面的平面内振荡。
为了得到振荡器良好的计量学性能，必须使得流体喷射流振荡处于控制状态，尤其是在制造所述流体振荡器的过程中精确确定槽9的尺寸。
例如，图1所示的件由铝制成，通过模制和脱模操作制造所述件。
然而，不可能仅仅通过模制和脱模操作就直接使得所述件具有所需的尺寸。
这样，刚脱模的件随后被加工，以便获得所需的尺寸精度，尤其是槽9的尺寸精度。
当脱模时特别对于件中槽9的加工如图3的正视图所示。
在该图中，虚线所示的槽9的侧部分13和15限定了脱模后得到的传统锥形轮廓。
所述加工操作在于通过刀具这样的工具17消除所述虚线部分13和15，如图所示将所述刀具从上面插入该槽中(如图3所示)，或者穿过开到振荡腔5内的开口插入该槽中。
然而，由于所述槽沿其高度方向h延伸，并具有窄的宽度l，刀具17必须纤细(例如，直径为16mm，以便加工19mm的宽度l)，结果其机械强度不足。
由于刀具纤细，当使用时它会经受机械振荡，因而所述槽内部的表面状态在其整个高度上不完全处于控制状态，特别在槽的底部，即靠近图3中标记号为19的部分。
此外，由于刀具纤细，使用过程中具有被损坏的危险。为了避免这种危险，推荐降低加工速度，但这增加了加工操作持续时间，也就增加了成本。
这种措施难于在工业生产中被接受。
进一步，在加工过程中，当刀具通过其上游部分(图1中标记号21表示)沿与该图中箭头相反的方向行进而离开槽时，直接来自脱模的该部分的公差没有很好地被控制。
由于在这一区域的流体流状况必须被充分控制，所以这种情况会是有害的。
本发明的目的就是用来克服至少一个上述提到的问题。
这样，本发明提供了一种流体振荡器，它相对于一个纵向对称面P对称，并且包括一个外壳，该外壳限定了一个振荡腔并具有一个入口和一个出口，流体穿过所述入口和出口流动，这些开口沿一个“纵向”第一方向A沿平面P对齐，所述入口呈一个槽的形式，其在与所述平面P横切延伸的第二方向B上变窄，并且沿平行于所述平面P和垂直于所述纵向第一方向A的一个第三方向C方向延伸，所述振荡器的特征在于，所述槽在一个插入体内提供，该插入体从所述外壳内可拆除。
这样，所述可拆除的插入体和流体振荡器外壳可分别制造：所述可拆除的插入体，特别是所述槽精密制造，而外壳普通制造即可。
在模制和脱模的过程中，足以在所述外壳内提供一个大尺寸空腔，在该位置设置所述槽，然后以普通近似的方式用比现有技术中采用的刀具尺寸更大的刀具来加工限定所述空腔外壳的壁。
这样就缩短了加工所述外壳的时间，避免了损坏刀具的危险。
更精确地，所述可拆除的插入体有两个沿第三方向C延伸的侧壁，并且它们沿第二方向B间隔开，以便在它们之间沿第二方向限定所述槽的尺寸，并且也称之为其宽度l。
所述可拆除的插入体可有两个与第三方向C正交的端部件，并且它们位于所述侧壁的两个相对端，以便在所述端部件之间限定槽沿第三方向的尺寸，也称之为其高度h。
按照本发明的特征，所述可拆除插入体被插入到在外壳内提供的具有横向尺寸d的一个空腔内，该尺寸d稍微大于所述插入体的尺寸。
有利地，所述可拆除插入体具有一个在其周边区域形成并包含在由所述第二和第三方向限定的横切面内的槽，所述周边槽用于容纳一个密封件，该密封件特别与限定所述空腔外壳的壁共同配合。
在本发明的另一个实施例中，所述可拆除插入体的侧壁通过它们至少一部分进入所述外壳的相应壁内部，而且这些侧壁沿“纵向”第一方向也延伸到所述部分之外，以便伸入所述振荡腔内部。
这样，伸入振荡腔内的壁用于保护在槽内形成的所述流体喷射流不受外界的影响，这种外界影响能够扰乱所述喷射流的振荡。
有利地，为了容纳一个适合于修改来自槽上游的流体流速度剖面的件，在所述槽的上游，每一个端部件上各自形成一个部位。
本发明还提供了一个如上所述的包含在一个流体振荡器内的插入体，该插入体包括两个侧壁，它们沿方向C延伸，并且以这样一种方式沿垂直于方向C的方向B间隔开，即，沿方向B在该侧壁之间限定一个槽。
所述插入体可具有两个与第三方向C正交的端部件，并且它们以这样一种方式位于所述侧壁的两个相对端，即，在所述端部件之间限定槽沿第三方向C的尺寸。
有利地，槽在所述插入体的周边区域内形成，并且包含在由第一和第二方向限定的一个平面内，所述槽用于容纳一个密封件。
所述侧壁沿与方向B和C限定的平面正交的方向A延伸，并且当所述插入体插入振荡腔时，伸入流体振荡器的振荡腔。
本发明还提供了一种制造流体振荡器的方法，所述流体振荡器关于纵向对称平面P对称，并且包括一个外壳，该外壳限定了一个振荡腔并具有一个入口和一个出口，流体穿过所述入口和出口流动，这些开口沿一个“纵向”第一方向沿平面P对齐，所述入口呈一个槽的形式，其在与所述平面P横切延伸的第二方向上变窄，并且沿平行于所述平面P的一个第三方向和垂直于所述纵向第一方向A的方向延伸，所述方法的特征在于，在制造所述外壳时，该方法包括在其中形成一个横向尺寸大于所述槽横向尺寸的空腔，并在于分别制造一个插入体，并在其中形成所述槽，将所述插入体插入所述空腔内。
更精确地，本发明的方法在于通过模制和脱模的操作过程制造所述流体振荡器外壳，然后加工所述脱模外壳。
本发明方法的特征还在于通过模制和脱模的操作过程制造所述插入体。
本发明其它的特征和优点通过下面结合附图的描述将变的更加清楚，所给出的描述仅仅是通过非限定实施例进行的，其中：
图1是现有技术流体振荡器的平面示意图；
图2是图1所示流体振荡器放大比例的局部透视图，图中仅看到其槽的外观；
图3是图2所示槽的放大比例的局部正视图；
图4是流体振荡器中心块的内部和其中形成一个槽的插入体55以及障碍物29的透视图，所述插入体和障碍物与所述中心块分开；
图5是图4所示的插入体55放大比例的透视图；
图6是插入体55由平行于图4中方向A和B所限定平面的平面截取的剖视图；
图7表示制造插入体55时，在模子内的图6所示平面内插入体55的截面图；
图8是图5所示插入体55的另一个实施例的透视图；
图9是图8中插入体91由平行于图4中方向A和B限定平面的平面截取的剖面图；
图10是从后面看到的图8中插入体91放大比例透视图；
图11是图8到图10中插入插入体91的件117的透视图。
如图4所示，整体标记号为21的流体振荡器呈中心块23的形式，其用于形成盖的顶壁已被拆卸。
流体振荡器的中心块对称于纵向对称平面P(图4)。
所述中心块包括一个外壳25，其限定了一个振荡腔27。
一个障碍物29设计成被放置在振荡腔内所述箭头标注的位置上。中心块也具有两个倾斜成V形的通道31和33，并且每一个通道在其一端提供有一个相应的孔35和37，它们穿过所述中心块的底壁38而形成。
在流体流穿过所述孔35和37并且沿着后面的通道31和33而进入所述振荡腔27。
通道31和33开到腔体39，所述腔体39特别由外壳25的侧壁41和43限定。
从振荡腔27的一个“下游端”27a，所述侧壁41和43相互平行并平行于平面P延伸，然后离开所述平面P，以便使所述腔体具有一个膨胀凸出形状，然后，它们向着平面P靠拢，并垂直于该平面延伸，直到它们达到振荡腔的一个“上游”相对端27b。
所述两端27a和27b沿包含于平面P的一个“纵向”第一方向A排列。
在振荡腔27的所述端27a，侧壁41和43平行于平面P，在该两个侧壁之间限定了一个出口45，通过该出口流体从振荡腔27流出。
在振荡腔27的所述端27b，侧壁41和43相互之间沿一个横切平面P的第二方向B间隔开，这样限定了空腔39的宽度d。
之后，侧壁41和43平行于平面P沿上游方向延伸成两个壁47和49的形式，以便限定空腔39的一部分纵向尺寸，然后该两个侧壁离开所述平面P沿相对于方向A和B的方向倾斜，以便形成确定了所述通道31和33的相应侧壁51和53。
所述侧壁41和43具有“高度”尺寸h，其与垂直于第一和第二方向A和B的第三方向C对准，例如，所述h=91.3mm。
在制造流体振荡器中心块23的过程中，例如通过模制和脱模铝，就得到所述的侧壁41和43以及它们的延伸部分47、49和51、53，具有图3中虚线所示的传统的脱模斜度。
然后用刀具加工中心块，以便去除在其侧壁的脱模斜度，并得到所需尺寸。
如图1所示，假定空腔39的宽度大大大于到流体振荡器的入口孔9的宽度，能够使用一个比现有技术更坚固的刀具来完成这一切削操作，例如，切削刀的直径为25mm。
这样就避免了破坏刀具的危险，与现有技术相比，所需的加工操作时间长度大大缩短。
此外，可在没有困难的情况下能够在其整个高度上加工所述侧壁。
也应当注意到这种加工操作能够以相当“近似”的方式实现，因为加工邻近空腔39的侧壁后所获得的尺寸不是面向流体流的最终尺寸，如下面解释的那样。
结果，如果近似加工足够的话，加工所需时间可被进一步缩短。
如在图4和图5的透视图中所示，插入体55用于插入侧壁41和43的延伸部分47和49之间的空腔39内，空腔宽度d稍稍大于所述插入体的宽度。
在由方向A和B所限定平面截取的剖视图6中也示出所述插入体，该插入体插入所述壁部分47和49之间的一个位置。例如，插入体55的宽度可为60mm，同时所述尺寸d例如等于61mm。
插入体55有两个侧壁，它们沿第三方向C延伸，并且第二方向B间隔开，以便在它们之间限定一个窄槽57。
该槽构成了沿第一方向A与出口45对齐的所述入口，其使得所述流体流被转化成一个穿入所述振荡腔27的喷射流。
如图6所示，插入体55的每一个侧壁具有一个与所述外壳的对应侧壁41和43对齐的相应部分59或61，并且在这两个相应部分之间限定了槽57的宽度l，所述宽度例如等于19mm。
插入体55的侧壁也包括各自相互平行的部分63和65，它们同时平行于平面P，并且限定了槽57的纵向尺寸或长度，和从平面P以相对于方向A和B倾斜的方式向外张开的所述两部分67和69，以便遇到通道31和33的壁51和53。
插入体55具有两个端部件71和73，它们呈平板的形式垂直于第三方向C延伸，并且置于插入体的所述侧壁的两个相对端，以便限定该两个端部件之间的槽57的高度，该高度与尺寸h相符合。
如图5所示，每一个端部件具有小的厚度或高度，中心块23的底壁38与空腔39相比时有一个浅的回升(图4)，回升高度对应于端部件71的厚度。
以类似的方式，对应于端部件73厚度的一个回升高度被设置在中心块23的盖上(未示出)。
此外，插入体55在其外围区域有一个槽75，该槽包含在横切平面P延伸的一个平面内(图4)。
所述槽用于容纳一个密封衬垫77(图6所示)，在将插入体55插入到空腔39之前将该衬垫安装在所述槽内。
图6表示所述衬垫77与外壳25的侧壁部分47和49共同协作，以便保证所述流体流经过槽57流动，而不会渗入所述部分47、49和插入体55之间的振荡腔。
衬垫77也与中心块的底壁38和中心块的盖以图中未示出的方式共同作用。
插入体55由塑料制成，例如采用图7所示的这种塑料注射成型模通过模塑和脱模制成，在图7中能够在平行于图6平面的平面内看到所述插入体截面图。
所述模包括两个模腔板79和81，其中一个即板81限定了槽57的内部形状，并具有两条用于给所述模的内部空腔区域供应液体材料的通道83和85，在该空腔内液体凝固形成所述插入体55。
所述模也具有两个模滑块87和89，其限定了包括周边槽75的插入体55的外部形状。
当模塑完成时，滑块87和89以及模腔板79和81沿箭头所示方向移开，以这种方式脱模后的插入体55构成最终插入体。
控制插入体55的制造公差和其表面状态是特别重要的，这是由于流体振荡器的计量学性能依赖于一经穿过所述插入体(恒定截面，相对于所述障碍物聚集喷射)时形成的流体喷射质量，这种喷射质量直接取决于所述制造公差和所述部分63、65、67、69、71和73的内部表面状态。
通过实施例的方式，所述注塑成型方法能够达到插入体55尺寸1/10毫米级的精度，然而，在制造铝中心块时仅需要约5/10毫米的精度。
同与外壳分离开的插入体55有关的其它优点在于插入体55的制造方法是可重复的，结果能够获得可重复制造的高质量插入体，由此对流体振荡器的计量学质量有正面的影响。
插入体55可从外壳25和中心块23中抽取的事实使得不仅能够简化保养，而且能够用一个具有不同槽宽度l的插入体替换该插入体55，这样使其适合于不同的流速范围。
例如，对于250立方米每小时(m3/h)的流速，具有上述限定尺寸的插入体55引起13毫巴(mbars)的头损失，对于同样的头损失，通过相应地增加所述宽度l(增加约10％)，能够将流速增加到300m3/h。
本发明也具备其它优点：使得插入体55和外壳25(即中心块27)的制造操作过程分开，制造过程中对插入体55意外的损坏不会损害整个流体振荡器的生产制造。
图8到图11表示本发明的另一个实施例，其中增加了两个额外的单独特征。在该实施例中，相对于图4到图7未改变的件用相同的标记号表示。
如在图8到图11中所示，包含在图4所示的流体振荡器中心块腔体39内的可拆除插入体具有两个侧壁，它们沿第三方向C延伸，并且沿第二方向B间隔开，以便在它们之间限定一个窄槽93。
插入体91的侧壁是由许多部分构成的：部分59、61、67和69与插入体55中的部分相同它们具有相同的标记号，还包括两个相互平行的部分95和97，它们限定了合适的槽93，并且从所述包含部分59、61和所述外壳25的壁41和43的横切面伸出。
延伸到中心块23的振荡腔27内部的这两个侧壁部分95和97形成了一个保护所述流体喷射流防备由在一侧的部分59、95限定的区域内和另一侧的部分61、97限定的区域内出现的高压紊流的屏障，这有助于过分偏移所述射流。
在由本申请人1997年10月17日申请的法国专利申请No.97/13145中描述了一种提供有延伸进所述流体振荡腔的两个侧壁部分的流体振荡器。
与描述的插入体55类似的方式，插入体91也具有两个设置在其两端的相同的端部件99和101。每一个端部件99和101具有一个相应的设置在槽93上游的部位103和105，它们相对于相应端部件的其余部分向该端部件内部凹进。
沿垂直方向一个设置在另一个之上的所述两个部位除了靠近壁67和69的部分外各自呈矩形，靠近壁67和69的部分与这些壁的外形一致，并且沿方向A延伸形成一个在各自端部件内的槽107。
每一部位具有一个中心部分109、111，它们与所述部位的其余部分由两个间隙106、108和110、112隔开，这些间隙沿方向A，并且用于限定各自的舌状物。
舌状物109和111具有各自的孔113和115，它们沿垂直方向相互对齐。在透视图11中所示的件117呈一平板119的形式，并具有许多基本为矩形的部分121a到121f，它们在所述板119的中间与其余部分局部切割开。
板119在支撑中间部分的端部具有两个平面部分123、125，并且所述矩形部分121a到121f相对于平面部分123、125延伸的平面以特定的角度延伸。
所述板119延伸出一个支撑127，该支撑呈具有三角形截面的正三棱形，其两个端面对着所述端板129、130并提供有相应的立柱131。
端板129和130在轮廓上与所述部位103和105互补。
件117用于在部位103和105通过板129、130和与孔113、115配合的所述立柱131的导引插入到所述插入体91中，以便固定所述件117。
为了使得件117能够安装在插入体91中，保证舌状物109、111具有一个回弹力角度是很重要的。
一旦件117已被安装在插入体91内，它就借助部分121a到121f来修改来自槽93上游流体的流速剖面，所述部分121a到121f的作用主要在所述流速剖面的中心部分。
当来自上游的流体流不被充分控制时需要这样的件。
所述件同样可被很好地与插入体55配合。

Claims (14)

1．一种流体振荡器(21)，它相对于一个纵向对称面(P)对称，并且包括一个外壳(25)，该外壳限定了一个振荡腔(27)并具有一个入口和一个出口(45)，流体穿过所述入口和出口流动，这些开口沿一个“纵向”第一方向(A)沿平面(P)对齐，所述入口呈一个槽(57,93)的形式，其在与所述平面(P)横切延伸的一个第二方向(B)上变窄，并且沿平行于所述平面(P)的一个第三方向(C)延伸并和所述纵向第一方向(A)垂直正交，所述振荡器的特征在于，所述槽(57,93)在一个插入体(55,91)内设置，该插入体从所述外壳(25)内可拆除。
2．一种如权利要求1所述的流体振荡器，其特征在于，所述可拆除的插入体(55,91)有两个沿第三方向(C)延伸的侧壁(63,65；95,97)，并且它们沿第二方向(B)间隔开，以便在它们之间沿所述第二方向限定所述槽(57；93)的尺寸，并且也称之为其宽度1。
3．一种如权利要求2所述的流体振荡器，其特征在于，所述可拆除的插入体(55,91)可有两个与第三方向(C)正交的端部件(71,73；99,101)，并且它们位于所述侧壁的两个相对端，以便在所述端部件之间限定槽(57；93)沿第三方向(C)的尺寸，也称之为其高度h。
4．一种如权利要求1到3任何之一所述的流体振荡器，其特征在于，所述可拆除的插入体(55,91)被插入到在外壳(25)内提供的一个空腔(39)内，该空腔具有稍大于所述插入体尺寸的横向尺寸d。
5．一种如权利要求4所述的流体振荡器，其特征在于，所述可拆除插入体(55；91)具有一个在其周边区域形成并包含在由所述第二方向(B)和第三方向(C)限定的横切面内的槽(75)，所述周边槽用于容纳一个密封件(77)，该密封件特别与限定所述空腔(39)外壳(25)的壁共同配合。
6．一种按照权利要求2或4所述的流体振荡器，其特征在于，所述可拆除插入体(91)的侧壁(95,97)通过它们至少一部分进入所述外壳(25)的相应壁内部，而且这些侧壁沿“纵向”第一方向延伸出所述部分，以便伸入所述振荡腔(27)内部。
7．一种按照权利要求3所述的流体振荡器，其特征在于，为了容纳一个适合于修改来自所述槽(93)上游的流体流速剖面的件(117)，在所述槽的上游，每一个端部件(99,101)上各自形成一个部位(103,105)。
8．一种包含在如权利要求1到7任何之一所述的流体振荡器(21)中的插入体(55；91)，其特征在于，该插入体包括两个侧壁(63,65；95,97)，它们沿方向(C)延伸，并且以这样一种方式沿垂直于方向(C)的方向(B)间隔开，即，沿方向(B)在所述这些侧壁之间限定一个槽(57；93)。
9．一种按照权利要求8所述的插入体，其特征在于，所述插入体具有两个与方向(C)正交的端部件(71,73；99,101)，并且它们以这样一种方式位于所述侧壁的两个相对端，即，在所述端部件之间限定槽(57；93)沿所述方向(C)的尺寸。
10．一种按照权利要求8或9所述的插入体，其特征在于，槽(75)在所述插入体的周边区域内形成，并且包含在由方向(B)和方向(C)限定的一个平面内，所述槽用于容纳一个密封件(77)。
11．一种按照权利要求8到10任何之一所述的插入体，其特征在于，所述侧壁(95,97)沿与方向(B)和(C)限定的平面正交的方向(A)延伸，并且当所述插入体插入振荡腔时，所述侧壁伸入流体振荡器的振荡腔(27)。
12．一种制造流体振荡器(21)的方法，所述流体振荡器关于纵向对称平面(P)对称，并且包括一个外壳(25)，该外壳限定了一个振荡腔(27)并具有一个入口和一个出口(45)，流体穿过所述入口和出口流动，这些开口沿一个“纵向”第一方向(A)沿所述平面(P)对齐，所述入口呈一个槽(57；93)的形式制成，其在与所述平面(P)横切延伸的第二方向(B)上变窄，并且沿平行于所述平面(P)的一个第三方向(C)和垂直于所述纵向第一方向(A)的方向延伸，所述方法的特征在于，在制造所述外壳(25)时，该方法包括在其中形成一个横向尺寸大于所述槽横向尺寸的空腔(39)，并在于分别制造一个插入体(55；91)，并在其中形成所述槽，将所述插入体插入所述空腔内。
13，一种按照权利要求12所述的方法，其特征在于，通过模制和脱模的操作过程制造所述流体振荡器外壳(25)，然后加工所述脱模外壳。
14，一种按照权利要求12或13所述的方法，其特征在于，通过模制和脱模的操作过程制造所述插入体(55；91)
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