專利名稱：脈動流發(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)行周期性脈動變化 的脈動流發(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 表面時提供脈動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流體提供分離 輸送回路，脈動流的產(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)生脈動流、提 供結(jié)構(gòu)簡單的脈動流發(fā)生器依然是個難題。

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，以滿足不同工況下對流體壓力周期 性脈動的需要。
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，所述的脈動流輸出支管上安裝有壓力表，用于測量和觀測脈動流輸出支管 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，脈動流輸出 支管中流體流量和流體壓力的脈動周期T，由可連續(xù)回轉(zhuǎn)式閥門的回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動一圈所用時間 決定，且二者時間相等。
按上述方案，脈動流輸出支管中的流體流量和流體壓力的周期性脈動為周期性方波、周期性正弦波或周期性三角波特征，當(dāng)脈動流輸出支管中的流體流量和流體壓力的周期性脈動 為周期性方波時選擇只能用于"全開或全關(guān)"兩種狀態(tài)的可連續(xù)回轉(zhuǎn)式閥門；當(dāng)脈動流輸出 支管中的流體流量和流體壓力的周期性脈動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，所述的脈動流輸出支管的管口面積大于調(diào)壓支管的管口面積；脈動流輸出 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，必然會導(dǎo)致脈動流輸出支管 中流體流量和流體壓力的周期性脈動變化。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 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)脈動流周期調(diào)節(jié)方便，要實(shí)現(xiàn)脈動流輸出支管中的流體流量 和流體壓力的周期性脈動為周期性方波、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，脈動流輸出支管中脈動流的最大壓 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)時脈動流壓力出現(xiàn)壓力峰m，等于壓力泵提供
的流體壓力，其他時間脈動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 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)施例不會構(gòu)成對本發(fā)明的限制。 在圖1中，脈動流發(fā)生器由液箱l、主管3、壓力泵4、三通接頭6、脈動流輸出支管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安裝于脈動流輸出支管7上，用于測量和觀測脈動流輸出支管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，必然會導(dǎo)致脈 動流輸出支管7中流體流量和流體壓力的周期性脈動變化。可連續(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；脈動流輸出支管7中流體流量和流體壓力脈動周期T，由 可連續(xù)回轉(zhuǎn)式閥門IO的回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動一圈所用時間決定，且二者時間相等。脈動流輸出支管7 中流體流量和流體壓力的周期性脈動，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。脈動流 輸出支管7中脈動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)時脈動流壓力出現(xiàn)壓 力峰值，等于壓力泵4提供的流體壓力，其他時間脈動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所述的脈動流發(fā)生器，其特征在于所述的脈動流輸出支管上安裝有壓力 表(8)，用于測量和觀測脈動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，脈動流輸出支管中流體流量和流體壓力的脈動周期T，由可連 續(xù)回轉(zhuǎn)式閥門的回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動一圈所用時間決定，且二者時間相等。
5、 按權(quán)利要求1或2所述的脈動流發(fā)生器，其特征在于脈動流輸出支管中的流體流量和 流體壓力的周期性脈動為周期性方波、周期性正弦波或周期性三角波特征，當(dāng)脈動流輸出支 管中的流體流量和流體壓力的周期性脈動為周期性方波時選擇只能用于"全開或全關(guān)"兩種 狀態(tài)的可連續(xù)回轉(zhuǎn)式閥門；當(dāng)脈動流輸出支管中的流體流量和流體壓力的周期性脈動為周期 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所述的脈動流發(fā)生器，其特征在于所述的脈動流輸出支管的管口面 積大于調(diào)壓支管的管口面積；脈動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)行周期性脈動變化的脈動流發(fā)生器，包括有液箱、主管、壓力泵、三通接頭、脈動流輸出支管、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)