專利名稱：脈動(dòng)流發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流體機(jī)械，是一種用于實(shí)現(xiàn)流體壓力按照設(shè)計(jì)規(guī)律進(jìn)行周期性脈動(dòng)變化 的脈動(dòng)流發(fā)生器。
背景技術(shù)：
目前工業(yè)生產(chǎn)中，壓力泵被廣泛采用以提供恒定壓力流體，因此泵主要以恒壓泵為主。 對于某些特定場合，如通過脈動(dòng)壓力流實(shí)現(xiàn)流體介質(zhì)的預(yù)定周期性的輸送、壓力傳遞、誘導(dǎo) 流體中結(jié)構(gòu)共振等工程實(shí)際問題，則普通的壓力泵無法實(shí)現(xiàn)。專利號為"CN99804701.5",發(fā) 明名稱為"提供脈動(dòng)流體的裝置和方法"的中國專利中，記載了一種用超臨界流體處理涂層 表面時(shí)提供脈動(dòng)超臨界流體的裝置與方法，該專利技術(shù)方案更主要的是為脈動(dòng)流體提供分離 輸送回路，脈動(dòng)流的產(chǎn)生及相關(guān)實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案并沒有記載。因此如何產(chǎn)生或發(fā)生脈動(dòng)流、提 供結(jié)構(gòu)簡單的脈動(dòng)流發(fā)生器依然是個(gè)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)而提出一種脈動(dòng)流發(fā)生器，其結(jié)構(gòu)簡單，可 實(shí)現(xiàn)輸送的流體壓力按照設(shè)計(jì)的規(guī)律進(jìn)行周期性的脈動(dòng)，以滿足不同工況下對流體壓力周期 性脈動(dòng)的需要。
本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用解決方案為脈動(dòng)流發(fā)生器，其特征在于包括有液 箱、主管、壓力泵、三通接頭、脈動(dòng)流輸出支管、調(diào)壓支管、變速機(jī)構(gòu)、電機(jī)及電機(jī)調(diào)速系 統(tǒng)，主管上安裝有壓力泵，壓力泵抽吸液箱中的液體工作介質(zhì)并以恒定壓力在主管中輸送， 三通接頭一端與脈動(dòng)流輸出支管連接，另一端通過調(diào)壓支管與液箱相通，所述的調(diào)壓支管上 安裝有可連續(xù)回轉(zhuǎn)式閥門，電機(jī)通過變速結(jié)構(gòu)與調(diào)壓支管上的可連續(xù)回轉(zhuǎn)式閥門相連，電機(jī) 調(diào)速系統(tǒng)與電機(jī)相連接。
按上述方案，所述的脈動(dòng)流輸出支管上安裝有壓力表，用于測量和觀測脈動(dòng)流輸出支管 中的流體壓力。
按上述方案，所述的壓力泵與主管通過壓力泵接頭相連接，便于更換不同壓力級別的壓 力泵。
按上述方案，所述的可連續(xù)回轉(zhuǎn)式閥門的轉(zhuǎn)速通過電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)定，脈動(dòng)流輸出 支管中流體流量和流體壓力的脈動(dòng)周期T，由可連續(xù)回轉(zhuǎn)式閥門的回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)一圈所用時(shí)間 決定，且二者時(shí)間相等。
按上述方案，脈動(dòng)流輸出支管中的流體流量和流體壓力的周期性脈動(dòng)為周期性方波、周期性正弦波或周期性三角波特征，當(dāng)脈動(dòng)流輸出支管中的流體流量和流體壓力的周期性脈動(dòng) 為周期性方波時(shí)選擇只能用于"全開或全關(guān)"兩種狀態(tài)的可連續(xù)回轉(zhuǎn)式閥門；當(dāng)脈動(dòng)流輸出 支管中的流體流量和流體壓力的周期性脈動(dòng)為周期性正弦波或周期性三角波則需要選擇"漸 開一全開一漸關(guān)一全關(guān)一漸開"式、能實(shí)現(xiàn)節(jié)流的可連續(xù)回轉(zhuǎn)式閥門。
按上述方案，所述的脈動(dòng)流輸出支管的管口面積大于調(diào)壓支管的管口面積；脈動(dòng)流輸出 支管的管口面積與調(diào)壓支管的管口面積之和等于主管的管口面積。
依據(jù)流體力學(xué)中質(zhì)量與能量守恒法則可知，主管中輸送出的恒壓流體流入脈動(dòng)流輸出支 管、調(diào)壓支管中后，若調(diào)壓支管中流體流量大小發(fā)生周期變化，必然會(huì)導(dǎo)致脈動(dòng)流輸出支管 中流體流量和流體壓力的周期性脈動(dòng)變化。通過改變電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)電機(jī)按照設(shè) 定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而使可連續(xù)回轉(zhuǎn)式閥門按照要求的頻率進(jìn)行周期性的開關(guān)、漸開、漸關(guān)等動(dòng) 作，最終實(shí)現(xiàn)調(diào)壓支管中流量大小和流體壓力的周期性調(diào)節(jié)。
本發(fā)明主要優(yōu)點(diǎn)在于1)本發(fā)明采用旁路回轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)閥門調(diào)節(jié)流量的辦法，實(shí)現(xiàn)了主回路 壓力調(diào)節(jié)，其實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單；2)脈動(dòng)流周期調(diào)節(jié)方便，要實(shí)現(xiàn)脈動(dòng)流輸出支管中的流體流量 和流體壓力的周期性脈動(dòng)為周期性方波、周期性正弦波或周期性三角波特征，只需將可連續(xù) 回轉(zhuǎn)式閥門選擇為"全開或全關(guān)"兩種狀態(tài)或"漸開一全開一漸關(guān)一全關(guān)一漸開"式、能實(shí) 現(xiàn)節(jié)流的可連續(xù)回轉(zhuǎn)式閥門即可；3)壓力峰值調(diào)節(jié)方便，脈動(dòng)流輸出支管中脈動(dòng)流的最大壓 力等于壓力泵提供的流體壓力，因此可以更換不同壓力級別的壓力泵以改變脈動(dòng)流的壓力峰
值，即當(dāng)可連續(xù)回轉(zhuǎn)式閥門處于"全關(guān)"狀態(tài)時(shí)脈動(dòng)流壓力出現(xiàn)壓力峰m，等于壓力泵提供
的流體壓力，其他時(shí)間脈動(dòng)流壓力均小于壓力泵提供的流體壓力。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖中1.液箱，2.液體工作介質(zhì),3.主管，4.壓力泵，5.主管壓力泵接頭,6.三通接頭，7.脈動(dòng) 流輸出支管，8.壓力表，9.調(diào)壓支管，10.可連續(xù)回轉(zhuǎn)式閥門，11.變速機(jī)構(gòu)，12.電機(jī)，13.電機(jī)調(diào) 速系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例進(jìn)一步介紹本發(fā)明，但是實(shí)施例不會(huì)構(gòu)成對本發(fā)明的限制。 在圖1中，脈動(dòng)流發(fā)生器由液箱l、主管3、壓力泵4、三通接頭6、脈動(dòng)流輸出支管7、 調(diào)壓支管9、可連續(xù)回轉(zhuǎn)式閥門IO、變速機(jī)構(gòu)ll、電機(jī)12及電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)13等構(gòu)成；液箱 1中裝有液體工作介質(zhì)2，安裝于主管3上的壓力泵4抽吸液箱1中的流體工作介質(zhì)2并以恒 定壓力在主管3中輸送，從主管3中輸送出來的液體工作介質(zhì)2進(jìn)入三通接頭6后分為兩股流體， 一股流體直接流入脈動(dòng)流輸出支管7， 一股流體經(jīng)由調(diào)壓支管9后流回液箱中，液體 工作介質(zhì)2的流動(dòng)方向如圖中箭頭方向所示；調(diào)壓支管9上安裝有可連續(xù)回轉(zhuǎn)式閥門10;電
機(jī)調(diào)速系統(tǒng)13與電機(jī)12相連，電機(jī)12與變速結(jié)構(gòu)11輸入回轉(zhuǎn)軸相連，變速結(jié)構(gòu)11輸出回 轉(zhuǎn)軸與調(diào)壓支管9上的可連續(xù)回轉(zhuǎn)式閥門10的回轉(zhuǎn)軸相連；通過設(shè)定電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)13的轉(zhuǎn) 速，實(shí)現(xiàn)電機(jī)12按照設(shè)定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而使可連續(xù)回轉(zhuǎn)式閥門IO按照要求的頻率進(jìn)行周期 性的開關(guān)、漸開、漸關(guān)等動(dòng)作，最終實(shí)現(xiàn)調(diào)壓支管9中流量大小和流體壓力的周期性調(diào)節(jié)。
在圖1中，壓力表8安裝于脈動(dòng)流輸出支管7上，用于測量和觀測脈動(dòng)流輸出支管7中 的流體壓力；壓力泵4通過主管壓力泵接頭5安裝于主管3上，便于更換不同壓力級別的壓 力泵4。依據(jù)流體力學(xué)中質(zhì)量與能量守恒法則可知，主管3中輸送出的恒壓流體流入脈動(dòng)流 輸出支管7、調(diào)壓支管9中后，若調(diào)壓支管9中流體流量大小發(fā)生周期變化，必然會(huì)導(dǎo)致脈 動(dòng)流輸出支管7中流體流量和流體壓力的周期性脈動(dòng)變化?？蛇B續(xù)回轉(zhuǎn)式閥門10的轉(zhuǎn)速在電 機(jī)調(diào)速系統(tǒng)13上進(jìn)行改變和設(shè)定；脈動(dòng)流輸出支管7中流體流量和流體壓力脈動(dòng)周期T，由 可連續(xù)回轉(zhuǎn)式閥門IO的回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)一圈所用時(shí)間決定，且二者時(shí)間相等。脈動(dòng)流輸出支管7 中流體流量和流體壓力的周期性脈動(dòng)，可以為周期性方波、正弦波、三角波等特征，不同特
征的周期脈動(dòng)需要選擇不同結(jié)構(gòu)形式的可連續(xù)回轉(zhuǎn)式閥門10;具體表現(xiàn)為對于周期性方波 脈動(dòng)流，需要選擇只能用于"全開或全關(guān)"兩種狀態(tài)的可連續(xù)回轉(zhuǎn)式閥門，如改進(jìn)型閘閥；
對于周期性正弦波和三角波脈動(dòng)流，則需要選擇"漸開一全開一漸關(guān)一全關(guān)一漸開"式、能
實(shí)現(xiàn)節(jié)流的可連續(xù)回轉(zhuǎn)式闊門。脈動(dòng)流輸出支管7的管口面積大于調(diào)壓支管9的管口面積， 脈動(dòng)流輸出支管7的管口面積與調(diào)壓支管9的管口面積之和等于主管3的管口面積。脈動(dòng)流 輸出支管7中脈動(dòng)流的最大壓力等于壓力泵4提供的流體壓力，更換不同壓力級別的壓力泵 4可改變脈動(dòng)流的壓力峰值；當(dāng)可連續(xù)回轉(zhuǎn)式閥門10處于"全關(guān)"狀態(tài)時(shí)脈動(dòng)流壓力出現(xiàn)壓 力峰值，等于壓力泵4提供的流體壓力，其他時(shí)間脈動(dòng)流壓力均小于壓力泵4提供的流體壓 力。
本發(fā)明僅對液體工作介質(zhì)有效，對可壓縮性強(qiáng)的氣體工作介質(zhì)效果不理想。
權(quán)利要求
1、脈動(dòng)流發(fā)生器，其特征在于包括有液箱(1)、主管(3)、壓力泵(4)、三通接頭(6)、脈動(dòng)流輸出支管(7)、調(diào)壓支管(9)、變速機(jī)構(gòu)(11)、電機(jī)(12)及電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)(13)，主管上安裝有壓力泵，壓力泵抽吸液箱中的液體工作介質(zhì)(2)并以恒定壓力在主管中輸送，三通接頭一端與脈動(dòng)流輸出支管連接，另一端通過調(diào)壓支管與液箱相通，所述的調(diào)壓支管上安裝有可連續(xù)回轉(zhuǎn)式閥門(10)，電機(jī)通過變速結(jié)構(gòu)與調(diào)壓支管上的可連續(xù)回轉(zhuǎn)式閥門相連，電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)與電機(jī)相連接。
2、 按權(quán)利要求1所述的脈動(dòng)流發(fā)生器，其特征在于所述的脈動(dòng)流輸出支管上安裝有壓力 表(8)，用于測量和觀測脈動(dòng)流輸出支管中的流體壓力。
3、 按權(quán)利要求1或2所述的脈動(dòng)流發(fā)生器，其特征在于所述的壓力泵與主管通過壓力泵 接頭(5)相連接，便于更換不同壓力級別的壓力泵。
4、 按權(quán)利要求1或2所述的脈動(dòng)流發(fā)生器，其特征在于所述的可連續(xù)回轉(zhuǎn)式閥門的轉(zhuǎn)速 通過電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)定，脈動(dòng)流輸出支管中流體流量和流體壓力的脈動(dòng)周期T，由可連 續(xù)回轉(zhuǎn)式閥門的回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)一圈所用時(shí)間決定，且二者時(shí)間相等。
5、 按權(quán)利要求1或2所述的脈動(dòng)流發(fā)生器，其特征在于脈動(dòng)流輸出支管中的流體流量和 流體壓力的周期性脈動(dòng)為周期性方波、周期性正弦波或周期性三角波特征，當(dāng)脈動(dòng)流輸出支 管中的流體流量和流體壓力的周期性脈動(dòng)為周期性方波時(shí)選擇只能用于"全開或全關(guān)"兩種 狀態(tài)的可連續(xù)回轉(zhuǎn)式閥門；當(dāng)脈動(dòng)流輸出支管中的流體流量和流體壓力的周期性脈動(dòng)為周期 性正弦波或周期性三角波則需要選擇"漸開一全開一漸關(guān)一全關(guān)一漸開"式、能實(shí)現(xiàn)節(jié)流的 可連續(xù)回轉(zhuǎn)式閥門。
6、 按權(quán)利要求1或2所述的脈動(dòng)流發(fā)生器，其特征在于所述的脈動(dòng)流輸出支管的管口面 積大于調(diào)壓支管的管口面積；脈動(dòng)流輸出支管的管口面積與調(diào)壓支管的管口面積之和等于主 管的管口面積。 .
全文摘要
本發(fā)明涉及一種流體機(jī)械，是一種用于實(shí)現(xiàn)流體壓力按照設(shè)計(jì)規(guī)律進(jìn)行周期性脈動(dòng)變化的脈動(dòng)流發(fā)生器，包括有液箱、主管、壓力泵、三通接頭、脈動(dòng)流輸出支管、調(diào)壓支管、變速機(jī)構(gòu)、電機(jī)及電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，主管上安裝有壓力泵，壓力泵抽吸液箱中的液體工作介質(zhì)并以恒定壓力在主管中輸送，三通接頭一端與脈動(dòng)流輸出支管連接，另一端通過調(diào)壓支管與液箱相通，所述的調(diào)壓支管上安裝有可連續(xù)回轉(zhuǎn)式閥門，電機(jī)通過變速結(jié)構(gòu)與調(diào)壓支管上的可連續(xù)回轉(zhuǎn)式閥門相連，電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)與電機(jī)相連接。本發(fā)明主要優(yōu)點(diǎn)在于1)結(jié)構(gòu)簡單；2)脈動(dòng)流周期調(diào)節(jié)方便；3)壓力峰值調(diào)節(jié)方便。
文檔編號F15B21/12GK101476581SQ20091006061
公開日2009年7月8日 申請日期2009年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月21日
發(fā)明者喻九陽, 捷 張, 徐建民, 俠 楊, 威 汪, 燕 羅 申請人:武漢工程大學(xué)