一種相向膨脹波疊加型自驅(qū)動增壓器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種相向膨脹波疊加型自驅(qū)動增壓器，其屬于為制冷、熱泵等領域提供滿足要求的制冷和增壓裝置。
【背景技術】
[0002]目前應用于制冷、熱泵等領域的氣體增壓和制冷裝置主要有常規(guī)氣波增壓器。
[0003]常規(guī)的氣波增壓器利用高壓驅(qū)動氣流通過與低壓氣流的直接接觸進行能量交換，利用非定常氣波實現(xiàn)氣體增壓目的，效率較高。實用新型專利CN201210081062.0、CN20121081102.1所述的普通氣波增壓器利用高壓氣流的一次激波作用進行增壓，可實現(xiàn)較高的增壓比，但是其膨脹比不足，導致相變潛熱或者顯熱利用不足，并且高速電機驅(qū)動導致密封性不足，某些高轉(zhuǎn)速電機占用空間過大，使用受限。因此研制一種相向膨脹波疊加型自驅(qū)動增壓器是很有必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術中存在的問題，本實用新型提供一種相向膨脹波疊加型自驅(qū)動增壓器，其目的在于充分利用膨脹波的固有特性，構(gòu)造膨脹波疊加功能，可顯著增加膨脹比，實現(xiàn)高效利用驅(qū)動流體的熱能和壓力能；利用高壓流體膨脹輸出軸功，完成自驅(qū)動轉(zhuǎn)鼓，無需驅(qū)動機，避免動密封等復雜問題，這構(gòu)成了本項實用新型的主要思想。本實用新型的目的是:
[0005](I)利用相向膨脹波疊加機制，實現(xiàn)增加膨脹比、高效利用驅(qū)動流體的熱能和壓力能，解決膨脹比不足的問題；
[0006](2)采用主機體分流斜曲面過渡入口，實現(xiàn)高壓氣體自動分流，形成相向膨脹波；采用膨脹波疊加管轉(zhuǎn)鼓對中位置斜曲面過渡開口，實現(xiàn)膨脹波疊加管轉(zhuǎn)鼓可控轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，可避免使用驅(qū)動機，解決動密封困難的問題；
[0007](3)上機體、下機體和主機體均可靈活改變其相對角度，并且噴嘴組合體可更換，以此來滿足不同工況、不同增壓介質(zhì)，解決適應性不足的問題。
[0008]為解決上述技術問題所采用的技術方案是:一種相向膨脹波疊加型自驅(qū)動增壓器，它包括主機體、下機體和多個下機體可拆卸噴嘴組合體，它還包括上機體和多個上機體可拆卸噴嘴組合體，上機體、主機體與下機體依次連接；所述主機體部分包括主機體外殼和膨脹波疊加管轉(zhuǎn)鼓，膨脹波疊加管轉(zhuǎn)鼓設置在主機體外殼中，膨脹波疊加管轉(zhuǎn)鼓周向均布膨脹波疊加管，膨脹波疊加管的中間對稱開有向外凸出的斜曲面過渡方孔，膨脹波疊加管轉(zhuǎn)鼓兩端凸出有迷宮密封；所述主機體外殼的對中位置開有多個周向均布的分流斜曲面過渡的高壓驅(qū)動流體入口和多個周向均布方形漸擴的低壓膨脹流體出口，向外凸出的斜曲面過渡方孔軸向位置對應于分流斜曲面過渡的高壓驅(qū)動流體入口和方形漸擴的低壓膨脹流體出口，徑向間隙通過加工精度確保最??；向外凸出的斜曲面過渡方孔隨膨脹波疊加管轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)動與主機體外殼的分流斜曲面過渡的高壓驅(qū)動流體入口和方形漸擴的低壓膨脹流體出口先后呈現(xiàn)周期性連通和關閉狀態(tài)；所述主機體外殼與膨脹波疊加管轉(zhuǎn)鼓兩端凸出的迷宮密封徑向間隙通過加工精度確保最??；所述上機體外殼和下機體外殼采用相同結(jié)構(gòu)，裝有多個周向均布的可拆卸噴嘴組合體，包括增壓流體噴嘴和低壓被驅(qū)流體噴嘴，沿轉(zhuǎn)動方向增壓流體噴嘴在前，低壓被驅(qū)流體噴嘴在后，與膨脹波疊加管兩端管口依次呈現(xiàn)周期性連通或關閉狀態(tài)，軸向間隙通過可拆卸噴嘴組合體的安裝精度確保最??；所述可拆卸噴嘴組合體上的增壓流體噴嘴和低壓被驅(qū)流體噴嘴以及主機體外殼上的高壓驅(qū)動流體入口和低壓膨脹流體出口的周向相對位置和周向尺寸由相向膨脹波疊加工作波圖確定，高壓驅(qū)動流體入口分流后連通膨脹波疊加管產(chǎn)生背向運動激波、背向運動接觸面和相向膨脹波，相向膨脹波疊加使氣體溫度和壓力降至最低，背向運動激波到達膨脹波疊加管管端的瞬時，膨脹波疊加管的管口與增壓流體噴嘴開始連通，反射膨脹波與相向膨脹波相遇前關閉，確定增壓流體噴嘴位置和尺寸；所述低壓被驅(qū)流體噴嘴開啟時刻為膨脹波疊加管內(nèi)流體發(fā)生轉(zhuǎn)向時刻，在反射膨脹波相向相遇時刻關閉，進而確定位置和尺寸；所述低壓膨脹流體出口的開啟時刻為氣流達到工藝要求的膨脹壓力確定，在低壓被驅(qū)流體到達斜曲面過渡方孔前關閉，進而確定位置和尺寸。
[0009]所述可拆卸噴嘴組合體上的增壓流體噴嘴和低壓被驅(qū)流體噴嘴位置和尺寸通過更換可拆卸噴嘴組合體以適用不同介質(zhì)、工況；所述主機體外殼與上機體外殼和下機體外殼連接時通過雙端活套法蘭連接；所述主機體外殼上的分流斜曲面過渡的高壓驅(qū)動流體入口和膨脹波疊加管轉(zhuǎn)鼓中部向外凸出的斜曲面過渡方孔開口角度由膨脹波疊加管轉(zhuǎn)鼓所需牽連轉(zhuǎn)速及高壓驅(qū)動流體的膨脹比確定。
[0010]所述主機體部分主要包括主機體外殼和其內(nèi)部的膨脹波疊加管轉(zhuǎn)鼓，膨脹波疊加管轉(zhuǎn)鼓軸向開有沿周向均布的膨脹波疊加管，其橫截面為扇環(huán)形；膨脹波疊加管轉(zhuǎn)鼓主軸兩端分別通過上機體、下機體部分的骨架密封、串聯(lián)高速軸承、壓帽進行定位緊固，兩軸端通過上機體、下機體部分的兩個對稱安置的端蓋進行密封；主機體外殼部分分流斜曲面過渡的高壓驅(qū)動流體驅(qū)動膨脹波疊加管轉(zhuǎn)鼓高速自轉(zhuǎn)；主機體外殼中部開有多個周向均布的分流斜曲面過渡的高壓驅(qū)動流體入口和多個周向均布的方形漸擴低壓膨脹流體出口 ；所述主機體的主機體外殼包括軸向兩端密封槽和軸向兩端坡型面，兩端坡型面均有一定坡度分別與上機體、下機體殼相配合，便于安裝和定位；所述主機體外殼還包括兩端活套法蘭使主機體外殼同上機體外殼、下機體外殼相連接，用于改變上機體外殼、下機體外殼同主機體外殼的連接角度。
[0011]所述上機體、下機體部分的上機體外殼、下機體外殼呈對稱結(jié)構(gòu)；所述上機體、下機體部分的上機體、下機體殼內(nèi)部沿周向均勻分布的多個可拆卸噴嘴組合體包括增壓流體噴嘴、低壓被驅(qū)流體噴嘴和密封圈槽，增壓流體噴嘴和低壓被驅(qū)流體噴嘴為分離結(jié)構(gòu)，彼此相隔離，互不影響，并且有與介質(zhì)種類和工況條件相關的特定角度，并與所述主機體外殼上的分流斜曲面過渡的高壓驅(qū)動流體入口和方形漸擴的低壓膨脹流體出口保持有與介質(zhì)種類和工況條件相關的特定角度；所述上機體、下機體部分的兩個對稱安置的軸承座包括骨架密封臺、軸承臺和梯臺，骨架密封臺用于支撐和保護所述上機體、下機體部分的骨架密封，軸承臺用于支撐和保護串聯(lián)高速軸承，梯臺用于同所述上機體、下機體部分的端蓋相配合；所述上機體、下機體部分的兩個對稱端蓋密封圈槽用于安置密封圈，保證機端蓋的密封性。
[0012]所述相向膨脹波疊加型自驅(qū)動增壓器，其工作機制為高壓流體充分膨脹輸出軸功，并產(chǎn)生相向運動的膨脹波進行疊加，以提高膨脹比，提高降溫幅度，即高壓驅(qū)動流體分流進入膨脹波疊加管中部，與管內(nèi)原有低壓氣流直接接觸，形成了初始不連續(xù)邊界條件，進而產(chǎn)生相向運動的膨脹波和相背運動的激波和接觸面；利用相向運動的膨脹波實現(xiàn)驅(qū)動流體的二次膨脹以實現(xiàn)高效利用驅(qū)動流體的熱能和壓力能；利用相背運動的激波完成被驅(qū)動流體的非定常激波增壓；激波增壓后的氣流可自行通過增壓流體噴嘴排出，二次膨脹后的氣流則通過低壓膨脹出口利用低壓比、大流量軸流風機引出；低壓被驅(qū)流體噴嘴設置于膨脹波疊加管兩端，利用膨脹波疊加管內(nèi)的低壓自行吸入。
[0013]本實用新型的有益效果是:該相向膨脹波疊加型自驅(qū)動增壓器，采用主機體分流斜曲面過渡入口，實現(xiàn)高壓氣體自動分流，形成相向膨脹波，利用相向膨脹波疊加機制實現(xiàn)增加膨脹比、高效利用驅(qū)動流體的熱能和壓力能；通過中部低壓膨脹流體出口排出二次膨脹的低溫流體，溫降大；通過兩端增壓流體噴嘴排出增壓氣流，增壓效果好。該相向膨脹波疊加型自驅(qū)動增壓器采用膨脹波疊加管轉(zhuǎn)鼓斜曲面過渡開口，實現(xiàn)膨脹疊加管轉(zhuǎn)鼓可控轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，可避免使用驅(qū)動機，密封好，易維護。該相向膨脹波疊加型自驅(qū)動增壓器的上機體、下機體、主機體均可靈活改變其進出口特定角度，并且噴嘴組合體可更換，以此來滿足不同工況、不同增壓介質(zhì)的應用場合。
【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0015]圖1是一種相向膨脹波疊加型自驅(qū)動增壓器的主要結(jié)構(gòu)分解示意圖。
[0016]圖2是一種相向膨脹波疊加型自驅(qū)動增壓器的一端結(jié)構(gòu)組裝、另一端結(jié)構(gòu)分解示意圖。
[0017]圖3是一種高壓流體驅(qū)動相向膨脹波疊加型自驅(qū)動增壓器的相向膨脹波疊加工作波圖及其確定的開口位置分布圖。
[0018]圖中:1、主機體外殼，2、上機體外殼，3、下機體外殼，4、增壓流體噴嘴，5、低壓被驅(qū)流體噴嘴，6、可拆卸噴嘴組合體，7、膨脹波疊加管轉(zhuǎn)鼓，8、膨脹波疊加管轉(zhuǎn)鼓主軸，9、膨脹波疊加管，10、迷宮密封，11、斜曲面過渡方孔，12、高壓驅(qū)動流體入口，13、低壓膨脹流體出口、14、坡形面，15、主機體外殼迷宮密封;A、膨脹波疊加管內(nèi)低壓區(qū)，B、激波壓縮區(qū)，C、膨脹波疊加區(qū)，D、驅(qū)動流體耗散區(qū)，E、驅(qū)動流體膨脹區(qū)，F(xiàn)、背向運動激波，G、間斷接觸面，H、相向膨脹波，1、反射膨脹波。
【具體實施方式】
[0019]實施例1高壓氣體驅(qū)動相向膨脹波疊加型自驅(qū)動增壓器
[0020]圖1、2示出了一種高壓氣體驅(qū)動相向膨脹波疊加型自驅(qū)動增壓器。核心是利用相向膨脹波疊加機制，實現(xiàn)高效利用驅(qū)動流體的熱能和壓力能，可提高增壓性能并具備自驅(qū)特性。主要由主機體、上機體、下機體三部分組成。主機體包括主機體外殼I和周向均布膨脹波疊加管9的膨脹波疊加管轉(zhuǎn)鼓7，且在中間對稱處開有向外凸出的斜曲面過渡方孔11 ;所述主機體外殼I與膨脹波疊加管轉(zhuǎn)鼓7兩端凸出的迷宮密封10徑向間隙通過加工精度確保最??；所述主機體外殼I中部對稱位置開有三個周向均布的分流斜曲面過渡的高壓驅(qū)動流體入口 12和三個周向均布方形漸擴的低壓膨脹流體出口 13，膨脹波疊加管9的中間對稱向外凸出的斜曲面過渡方孔11位置對應于三個周向均布的分流斜曲面過渡的高壓驅(qū)動流體入口 12和三個周向均布方形漸擴的低壓膨脹流體出口 13，徑向間隙通過加工精度確保最小，膨脹波疊加管9的中間對稱向外凸出的斜曲面過渡方孔11隨膨脹波疊加管轉(zhuǎn)鼓7的轉(zhuǎn)動與主機體外殼I的分流斜曲面過渡的高壓驅(qū)動流體入口 12和方形漸擴的低壓膨脹流體出口 13先后呈現(xiàn)周期性連通和關閉狀態(tài)。