CN210876010U - 一种水流波动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公布了一种水流波动装置，所述装置包括振子、腔体和密封圈，所述腔体内部有扁圆柱状或扁圆锥状的容腔，所述容腔上有一进水孔和一出水孔，所述振子和所述容腔组成密闭腔室，所述振子的往复运动使所述密闭腔室的容积周期性地增大和缩小，具有一定流速的稳定水流从所述进水孔进入所述密闭腔室，所述密闭腔室通过容积变化排出具有波动性的水流。传统产生波动性水流的脉冲式水泵工作时，内部阀片周期性关闭，产生水锤效应，形成噪音，本实用新型所述装置没有阀片及相关结构，避免了水锤效应，也不会产生噪音，对于诸如视觉特效水幕等需要使用波动性水流的设备是一个更好的选择。

Description

一种水流波动装置

技术领域

本实用新型涉及流体机械领域，具体的说是一种使稳定水流产生周期性波动的装置。

背景技术

中国专利2017219262274中提供了一种具有新颖视觉效果的水幕装置，所述水幕装置需要使用多个脉冲式水泵同时工作，脉冲式水泵内部的阀片关闭时会产生水锤效应，造成强烈振动和噪音，导致所述水幕装置的应用场景十分有限，推广困难。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的一种或几种缺陷，提供一种将稳定水流转化为波动性水流的装置，且不会产生水锤效应，从源头上避免产生噪音。

为了实现以上技术目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种装置，所述装置包含振子、腔体和密封圈.

所述振子通过电信号驱动产生振动。

所述振子可以是压电陶瓷振子、音圈电机振子或电磁铁振子。

所述腔体内部有一个容腔，所述密封圈安装在所述腔体中，所述振子与所述容腔构成一个密闭腔室，所述容腔上有一进水孔和一出水孔。

所述容腔为扁圆柱状、扁圆锥状或其他相似形状。

所述容腔的横截面积大于所述进水孔横截面积的15倍；所述容腔的横截面积大于所述出水孔横截面积的15倍。

专利2017219262274中使用脉冲式水泵来产生波动性水流，脉冲式水泵通过容积变化和阀片的开闭来吸入和排出固定体积的液体，形成水流脉冲，连续排出的水流脉冲组成波动性水流，脉冲式水泵工作时，其内部阀片关闭时伴随着水锤效应，进而产生噪音和振动。

本实用新型是一种将稳定水流转化成波动性水流的装置，本实用新型所述装置包含一个振子和一个腔体，所述振子和所述腔体上的容腔组成密闭腔室，随着振子的往复振动，所述密闭腔室的容积周期性增大和缩小，所述密闭腔室的容积增大时，具有一定流速的水流从所述进水孔进入所述密闭腔室，所述密闭腔室的容积缩小时，内部液体受到振子的挤压，由于所述进水孔内的水流具有指向所述容腔的水压，所述密闭腔室内的液体无法从所述进水孔流出，只能从所述出水孔流出，因此本实用新型所述装置无需单向阀依然可以将流入所述腔体的水流排出。所述密闭腔室的横截面积远大于所述进水孔的横截面积，具有较大的变径比，水流通过所述进水孔进入所述密闭腔室时，从轴向运动变为向四周扩散运动，液体动能迅速降低，随后所述密闭腔室的容积缩小，所述振子将液体从所述出水孔压出，由于水流进入所述密闭腔室内后失去动能，从所述出水孔流出的水流的动能来自所述振子的挤压，所述振子每运动一个周期，排出相同体积的液体，形成水流脉冲，连续排出的水流脉冲组成波动性水流。所述容腔的横截面积必须大于所述进水孔横截面积的15倍，若所述容腔的横截面积过小时，水流从所述进水孔进入所述密闭腔室时仍保留较大动能，使得液体在所述密闭腔室内呈湍流状态，湍流状态具有随机性，所述振子对湍流状态的液体施加周期性的压力，从所述出水孔连续排出的水流脉冲的状态也将具有显著差异；所述容腔的横截面积必须大于所述出水孔横截面积的15倍，所述出水孔横截面积过大时，排出的波动性水流的水压较小，无法满足需求。

由于没有阀片，避免了阀片周期性关闭时产生的水锤效应，本实用新型所述装置工作时不会产生低频噪音，由于没有阀片，本实用新型所述装置没有自吸功能，进入所述进水孔的水流需要具备一定流速，本实用新型所述装置才能产生波动性水流。专利2017219262274中所述的水幕装置需要多组脉冲式水泵同时工作，且有供水泵和分流器分别给多组脉冲式水泵提供具有一定流速的水流，实际应用中，只需将所述水幕装置中的脉冲式水泵替换成本实用新型所述装置即可，不需要增加额外的设备，由于没有阀片的阻挡，在同等水压条件下，本实用新型所述装置产生的水流脉冲的体积更大，应用在专利2017219262274所述的水幕装置上，产生的水珠更大，观赏效果也更好，这一点在实际测试中得到了印证。另外本实用新型所述装置没有阀片及相关结构，结构上比所述脉冲式水泵更为简单，降低了制造成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二的结构示意图；

图3为图1中所述装置的局部剖面示意图；

图4为图2中所述装置的局部剖面示意图。

附图标记说明如下：

1-后盖，2-压电陶瓷振子，3-密封圈，4-进水引流管，5-腔体，6-容腔，7-进水孔，8-出水孔，9-出水引流管，10-磁钢组件，11-音圈组件，12-线圈，13-刚性板，14-弹性板，15-密封圈，16-腔体，17-容腔，18-出水孔，19-进水孔，20-进水引流管。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。本实用新型可以以多种不同的形式来实现，并不限于以下实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本申请公开内容更清楚的理解，其中上、下、左、右等指示方向的字词仅是针对所示结构在对应附图中的位置而言。然而，本领域的技术人员可能会意识到其中的一个或多个的具体细节描述可以被省略，或者还可以采用其他的方法、组件或材料。在一些例子中，一些实施方式并没有描述或没有详细的描述。本实用新型所说的“连接”，如无特别说明，均包括直接和间接的连接。

实施例一：

图1为本实用新型实施例一的结构示意图。如图1所示，本实施例包括后盖1、压电陶瓷振子2、密封圈3和腔体5，其中压电陶瓷振子2和容腔6组成密闭腔室，密封圈3安装在腔体5的槽中，起到密封作用，本实施例中的压电陶瓷振子2是一种通过低频交流电信号驱动的压电陶瓷换能片(本实施例中所述的压电陶瓷换能片由压电陶瓷层和金属基板组成，在交流电压驱动下，压电陶瓷层沿轴向的两个方向交替产生周期性的微小球面化形变，带动金属基板产生相应的往复形变，具体可参考压电陶瓷喇叭的振子)，后盖1固定在腔体5上时将压电陶瓷振子2的金属基板外沿紧紧压在密封圈3上，后盖1的其余部分与压电陶瓷振子2的压电陶瓷层没有接触，不会影响压电陶瓷振子2的振动，后盖1可以通过卡扣、粘结、螺丝等多种方式固定在腔体5上(图中未示)。在交流电信号驱动下压电陶瓷振子2产生周期性形变，使所述密闭腔室的容积周期性的增大和减小，具有一定流速的水流通过与进水孔7相连接的进水引流管4进入所述密闭腔室，随后流速迅速降低，由于进水孔7中的水流有指向所述密闭腔室的水压，压电陶瓷振子2的周期性形变只能将所述密闭腔室内的液体从出水孔8压出，随后从出水引流管9流出，形成波动性水流。

图3为图1所述结构中腔体5的剖面图，如图3所示，进水孔7和出水孔8位于容腔6的内壁上，分别与进水引流管4和出水引流管9相连接。在本实施例中，进水引流管4和出水引流管9的开口方向呈180°，以便于在专利2017219262274所述的水幕装置中应用，进水引流管4和出水引流管9的开口方向也可以是其他角度，不影响本实用新型所述装置将稳定水流转化成波动性水流这一功能。另外，由工作原理可知，本实用新型的实施例一所述装置的功能的实现与进水方向无关，具有一定流速的水流从进水引流管4进入容腔6，在压电陶瓷振子2的振动作用下，从出水引流管9排出波动性水流，具有一定流速的水流从出水引流管9进入容腔6，在压电陶瓷振子2的振动作用下，从进水引流管4依然可以排出波动性水流，两种安装方式产生的波动性水流无明显区别，因此本实用新型所述装置无需区别进出水方向，其安装过程比脉冲式水泵更加便利。

实施例二：

图2为本实用新型实施例二的结构示意图。如图2所示，本实施例包括腔体16、密封圈 15、由磁钢组件10和音圈组件11共同组成的音圈电机振子，其中音圈组件11由线圈12、刚性板13和弹性板14组成。如图2所示，线圈12安装在刚性板13中央，刚性板13安装在弹性板14中央，音圈组件11与磁钢组件10组成音圈电机振子。弹性板14与腔体16组成密闭腔室，密封圈15安装在腔体16的槽中起到密封作用，磁钢组件10安装在腔体16上时将弹性板14外沿的部分紧紧压在密封圈15上，磁钢组件10和腔体16的连接可以使用粘结、卡扣、螺丝等固定方式(图中未示)，密封圈15与弹性板14材质相同时可以一体制造。在线圈12中通入交流电信号后，线圈12内形成交变电流，磁钢组件10产生的磁感线对具有交变电流的线圈12产生周期性的引力和斥力，带动刚性板13做往复运动，弹性板14与刚性板 13重合的部分弹性受到限制，弹性板14的外沿仍具有弹性，会随着刚性板13的往复运动而产生相应形变，使得所述密闭腔室的容积周期性地增大和缩小(本实施例中所述的音圈电机振子的结构及工作原理和一般直线音圈电机一致，已是成熟技术，此处仅简单说明)，当磁钢组件10和线圈12相互吸引时所述密闭腔室的容积增大，具有一定流速的水流通过进水引流管20和进水孔19进入容腔17，水流在容腔17中动能迅速减小，当磁钢组件10和线圈12 互相排斥时，所述密闭腔室的容积缩小，刚性板13对容腔17中的液体产生一定压力，由于进水孔19内的水流具有指向容腔17的水压，因此刚性板13只能将容腔17内的液体从出水孔18压出，形成水流脉冲，所述音圈电机振子在交流电信号的驱动下持续往复运动，从出水孔18排出波动性水流。如图4所示，在本实施例中出水孔18未设置相应的引流管，波动性水流直接从出水孔18流出，本实用新型所述装置的出水孔是否设置引流管视实际应用而定，出水孔的引流管仅提供引流作用，对本实用新型所述装置的功能没有影响。本实施例中，由于未设置出水引流管，水流只能从进水引流管20进入容腔17并从出水孔18排出。

实施例一中的压电陶瓷振子2和实施例二中的音圈电机振子的运行原理有一定区别，但二者都是通过往复运动使所述密闭腔室的容积周期性地增大和缩小，从而使稳定水流转化为波动性水流。

实施例二中的音圈电机振子还可以用多种电磁铁振子代替，所述电磁铁由定子和动子组成，动子固定在刚性板13上，所述电磁铁工作时通过动子的振动来带动刚性板13做往复运动。电磁铁振子的振动方式与音圈电机振子的振动方式基本一致，电磁铁和音圈电机均为成熟技术，且功能相似的电磁铁具有多种可选择的形态，本实施例仅以音圈电机振子为例进行说明，不再对不同形态的电磁铁振子一一说明。

本实用新型所述装置内部没有阀片，运行时不会产生水锤效应，避免了噪音的产生，与传统脉冲式水泵相比，省去了阀片及其相关结构，制造成本更低。

Claims (2)

1.一种水流波动装置，包括振子、腔体和密封圈，其特征在于所述腔体内部有一个容腔，所述容腔的形状为扁圆柱状或扁圆锥状，所述容腔上有一进水孔和一出水孔，所述容腔的横截面积大于所述进水孔横截面积的15倍，所述容腔的横截面积大于所述出水孔横截面积的15倍。

2.如权利要求1所述的一种水流波动装置，其特征在于所述振子为压电陶瓷振子、音圈电机振子或电磁铁振子。

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