一種激波對(duì)撞雙重增壓型氣波增壓器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種激波對(duì)撞雙重增壓型氣波增壓器，其屬于為制冷、蒸發(fā)等領(lǐng)域提供滿足要求的高壓氣體的增壓裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前應(yīng)用于在制冷、蒸發(fā)領(lǐng)域的氣體增壓裝置主要有壓縮機(jī)、噴射器以及常規(guī)氣波增壓器。
[0003]壓縮機(jī)通過高速渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為氣體的壓力能，以此達(dá)到氣體增壓目的。由于壓縮機(jī)的增壓效果受介質(zhì)種類影響較大，如壓縮水蒸汽時(shí)，壓縮機(jī)效率變得很低，在蒸發(fā)領(lǐng)域真空水蒸汽壓縮機(jī)尺寸很大。噴射器通過高壓驅(qū)動(dòng)氣流引射低壓氣流，動(dòng)量交換后降速，以達(dá)到對(duì)氣體增壓的目的。由于噴射器的壓縮比很低，且增壓效率很低。
[0004]氣波增壓器利用驅(qū)動(dòng)氣流的壓力能通過與低壓氣流直接接觸進(jìn)行能量交換，利用非定常氣波實(shí)現(xiàn)氣體增壓目的，過程效率較高。專利CN201320109090.9、CN201210081062.0、CN20121081102.1所述普通氣波增壓器利用高壓氣流的一次激波進(jìn)行增壓，可實(shí)現(xiàn)較高壓縮效率，但是對(duì)于高增壓比的場(chǎng)合(如沸點(diǎn)升高明顯的部分蒸汽再壓縮蒸發(fā)系統(tǒng))受激波強(qiáng)度的制約，使用受限。因此研制一種高增壓比的氣波增壓器是很有必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種激波對(duì)撞雙重增壓型氣波增壓器，其目的在于充分利用激波的固有特性，構(gòu)造激波二次壓縮功能，可顯著提高增壓壓比，這就構(gòu)成了本項(xiàng)發(fā)明的主要思想。本發(fā)明的目的是:
(1)利用激波和投射激波雙重增壓原理實(shí)現(xiàn)激波對(duì)氣體的多次增壓以解決增壓壓比不足的問題；
(2)上機(jī)體外殼、下機(jī)體外殼、主機(jī)體外殼、可拆卸噴嘴分布盤均可旋轉(zhuǎn)調(diào)位以改變氣體進(jìn)出口特定角度，以此來滿足不同工況、不同增壓介質(zhì)，解決適用性不足的問題；
(3)米用主機(jī)體外殼開口作為壓縮后高壓氣體出口，米用上機(jī)體外殼、下機(jī)體外殼上兩組具有特定角度的分離式開口分別作為高壓驅(qū)動(dòng)流體入口和低壓膨脹流體出口，以此來解決壓縮后高、低壓氣體不易分離的問題。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種激波對(duì)撞雙重增壓型氣波增壓器，它包括主機(jī)體部分、下機(jī)體和第一可拆卸噴嘴分布盤，它還包括上機(jī)體和第二可拆卸噴嘴分布盤，所述主機(jī)體部分包括主機(jī)體外殼和轉(zhuǎn)鼓，轉(zhuǎn)鼓設(shè)置在主機(jī)體外殼中，轉(zhuǎn)鼓周向均勻布置激波對(duì)撞管，激波對(duì)撞管橫截面為扇環(huán)形，且在中間位置向外開有方形通孔；所述主機(jī)體外殼的中部位置開有周向均布的等腰梯形增壓流體出口，激波對(duì)撞管的方形通孔位置對(duì)應(yīng)于等腰梯形增壓流體出口，間隙通過加工精度確保最小，激波對(duì)撞管的方形通孔隨轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)動(dòng)與主機(jī)體外殼的等腰梯形增壓流體出口呈現(xiàn)周期性連通或關(guān)閉狀態(tài)；所述上機(jī)體和下機(jī)體采用相同結(jié)構(gòu)，第一可拆卸噴嘴分布盤和第二可拆卸噴嘴分布盤采用相同結(jié)構(gòu)，所述上機(jī)體包括內(nèi)部設(shè)置第二可拆卸噴嘴分布盤的上機(jī)體外殼，下機(jī)體包括內(nèi)部設(shè)置第一可拆卸噴嘴分布盤的下機(jī)體外殼，所述上機(jī)體外殼、主機(jī)體外殼與下機(jī)體外殼依次連接；所述上機(jī)體外殼和下機(jī)體外殼上分別開有沿周向周期性分布的高壓驅(qū)動(dòng)流體入口和低壓膨脹流體出口，沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向高壓驅(qū)動(dòng)流體入口在前，低壓膨脹流體出口在后；所述第二可拆卸噴嘴分布盤和第一可拆卸噴嘴分布盤上的高壓驅(qū)動(dòng)流體噴嘴、低壓膨脹流體噴嘴和低壓被驅(qū)流體噴嘴成組周期性周向布置，分別連通上機(jī)體外殼和下機(jī)體外殼的高壓驅(qū)動(dòng)流體入口、低壓膨脹流體出口和低壓被驅(qū)流體入口 ；所述第一可拆卸噴嘴分布盤和第二可拆卸噴嘴分布盤上的高壓驅(qū)動(dòng)流體噴嘴、低壓膨脹流體噴嘴和低壓被驅(qū)流體噴嘴沿軸向與轉(zhuǎn)鼓上的激波對(duì)撞管兩端的端部開口間隙通過加工精度確保最小，且隨轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)動(dòng)呈現(xiàn)周期性連通或關(guān)閉狀態(tài)；所述第一可拆卸噴嘴分布盤和第二可拆卸噴嘴分布盤上的高壓驅(qū)動(dòng)流體噴嘴和低壓膨脹流體噴嘴低壓被驅(qū)流體噴嘴以及主機(jī)體外殼上的等腰梯形增壓流體出口的相對(duì)位置和尺寸由激波對(duì)撞的工作波圖確定，兩端高壓驅(qū)動(dòng)流體噴嘴連通激波對(duì)撞管后產(chǎn)生的一次激波對(duì)氣體一次增壓后相遇，透射激波對(duì)氣流進(jìn)行二次增壓，透射激波與對(duì)面來的接觸面相遇的瞬時(shí)，激波對(duì)撞管中間的方形通孔與等腰梯形增壓流體出口連通開始，至接觸面到達(dá)方形通孔時(shí)完全關(guān)閉，確定等腰梯形增壓流體出口的位置和尺寸；低壓膨脹流體噴嘴與激波對(duì)撞管連通或關(guān)閉時(shí)刻由激波對(duì)撞管內(nèi)氣流速度決定，進(jìn)而確定位置和尺寸；低壓被驅(qū)流體噴嘴開啟時(shí)刻為激波對(duì)撞管排出膨脹氣體后耗散完畢時(shí)刻，關(guān)閉時(shí)刻為高壓驅(qū)動(dòng)流體噴嘴開啟之前，進(jìn)而確定位置和尺寸。
[0007]所述第一可拆卸噴嘴分布盤和第二可拆卸噴嘴分布盤上的高壓驅(qū)動(dòng)流體噴嘴和低壓膨脹流體噴嘴位置和尺寸通過更換可拆卸噴嘴分布盤以適用不同介質(zhì)、工況；主機(jī)體外殼與上機(jī)體和下機(jī)體連接時(shí)通過雙端活套法蘭連接；主機(jī)體外殼上的等腰梯形增壓流體出口長(zhǎng)、短邊位置分布隨轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)向逐漸減小。
[0008]所述主機(jī)體部分主要包括主機(jī)體外殼和其內(nèi)部的轉(zhuǎn)鼓，轉(zhuǎn)鼓軸向開有沿圓周均布的激波對(duì)撞管；轉(zhuǎn)鼓主軸兩端分別通過上機(jī)體、下機(jī)體部分的骨架密封、串聯(lián)高速軸承、緊固螺母進(jìn)行定位緊固，兩軸端通過上機(jī)體、下機(jī)體部分的機(jī)械密封進(jìn)行密封；主機(jī)體部分高速驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)鼓主軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)鼓高速旋轉(zhuǎn)；主機(jī)體外殼中部開有沿圓周均布的梯形高壓氣體出口 ；主機(jī)體部分還包括兩端活套法蘭使主機(jī)體外殼同上機(jī)體外殼、下機(jī)體外殼相連接；上機(jī)體、下機(jī)體部分主要包括上機(jī)體外殼、下機(jī)體外殼，上機(jī)體外殼、下機(jī)體外殼上分別開有沿周向周期性分布的扇環(huán)形高壓驅(qū)動(dòng)流體入口、低壓膨脹流體出口和低壓被驅(qū)流體入口 ；上機(jī)體外殼、下機(jī)體外殼內(nèi)部分別安置一個(gè)可拆卸噴嘴分布盤；上機(jī)體、下機(jī)體部分還包括兩個(gè)對(duì)稱安置的軸承座和兩個(gè)對(duì)稱安置于上機(jī)體外殼、下機(jī)體外殼的機(jī)械密封箱。
[0009]所述激波對(duì)撞雙重增壓型氣波增壓器增壓原理為激波對(duì)撞雙重增壓原理，即通過高、低壓氣體相接觸，在所述主機(jī)體部分的高速旋轉(zhuǎn)的激波對(duì)撞管兩端通用氣體進(jìn)出口產(chǎn)生初始不連續(xù)邊界條件，進(jìn)而產(chǎn)生等強(qiáng)度左右激波分別壓縮激波對(duì)撞管內(nèi)低壓氣體，使其溫度、壓力升高，左右行激波在激波對(duì)撞管中部相交，產(chǎn)生透射激波，透射激波對(duì)已經(jīng)經(jīng)過一次壓縮后溫度壓力升高的氣流進(jìn)行二次壓縮，使其溫度壓力更高，透射后的接觸面間氣流速度降為低速，在激波對(duì)撞管中部形成特定寬度的高溫高壓靜止區(qū)，高壓區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的膨脹波，使激波對(duì)撞管兩端氣體溫度、壓力降低，以此在激波對(duì)撞管內(nèi)形成高、低壓氣體區(qū)。
[0010]所述主機(jī)體部分的轉(zhuǎn)鼓周向均布的激波對(duì)撞管，橫截面為扇環(huán)形，包括軸向兩端的端部開口和在中間對(duì)稱位置向外貫通轉(zhuǎn)鼓的方形通孔；所述主機(jī)體部分的轉(zhuǎn)鼓軸向兩端包括一對(duì)圓周式迷宮式密封，保證較好的密封性；所述主機(jī)體部分的主機(jī)體外殼包括軸向兩端梯臺(tái)和軸向兩端坡型面，兩端梯臺(tái)分別與所述上機(jī)體、下機(jī)體部分的一對(duì)對(duì)稱布置的可拆卸噴嘴分布盤相配合，兩端坡型面均有一定坡度分別與上機(jī)體、下機(jī)體殼相配合，便于安裝定位；所述主機(jī)體部分主機(jī)體外殼上梯形高壓氣體出口，梯形長(zhǎng)、短邊方位同轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)向相關(guān)；所述主機(jī)體部分的活套法蘭套于所述主機(jī)體外殼上，用于改變上機(jī)體外殼、下機(jī)體外殼同主機(jī)體外殼的連接角度；
所述上機(jī)體、下機(jī)體部分的上機(jī)體外殼、下機(jī)體外殼呈對(duì)稱結(jié)構(gòu)；所述上機(jī)體、下機(jī)體部分的上機(jī)體外殼、下機(jī)體外殼上的高壓驅(qū)動(dòng)流體入口、低壓膨脹流體出口和低壓被驅(qū)流體入口為分離結(jié)構(gòu)，彼此相隔離，互不影響，保證隔離效果，高壓驅(qū)動(dòng)流體入口、低壓膨脹流體出口和低壓被驅(qū)流體入口間有與介質(zhì)種類，工況條件相關(guān)的特定角度，高壓驅(qū)動(dòng)流體入口與所述主機(jī)體部分主機(jī)體外殼上的等腰梯形增壓流體出口保持有與介質(zhì)種類，工況條件相關(guān)的特定角度；所述上機(jī)體、下機(jī)體部分的上機(jī)體、下機(jī)體殼內(nèi)部對(duì)稱安置的兩個(gè)可拆卸噴嘴分布盤包括高壓驅(qū)動(dòng)流體噴嘴、低壓膨脹流體噴嘴、低壓被驅(qū)流體噴嘴、梯臺(tái)和密封圈槽，高壓驅(qū)動(dòng)流體