本發(fā)明屬于氣液兩相流，尤其涉及一種適用于氣液兩相流的節(jié)流裝置及其制作方法。

背景技術(shù)：

1、目前的節(jié)流方式有孔板等固定變徑結(jié)構(gòu)、手動閥門調(diào)節(jié)、電動閥門調(diào)節(jié)等。其中，孔板等變徑結(jié)構(gòu)節(jié)流能力固化，只能通過改變流體進入孔板前的狀態(tài)來改變節(jié)流效果；手動閥門調(diào)節(jié)具有一定的調(diào)節(jié)能力，但是調(diào)節(jié)范圍過大，且精度差，不適合高精度控溫的場景；電動閥門調(diào)節(jié)是通過把溫度/壓力的監(jiān)測反饋值與其設(shè)定值對比，自動快速完成開度的調(diào)節(jié)，但是調(diào)節(jié)頻率仍然較低，每兩次調(diào)節(jié)之間的時間間隔達到數(shù)十秒至數(shù)分鐘。

2、氣液兩相流與單相流體相比，明顯的區(qū)別之一是容易發(fā)生多種流動不穩(wěn)定現(xiàn)象，如壓降振蕩、流量漂移、管間脈動等。當(dāng)出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象時，有時變化頻率會很高(甚至可能高達50hz)，顯著快于上述節(jié)流方式的調(diào)節(jié)速度，因此傳統(tǒng)節(jié)流方式無法解決兩相流不穩(wěn)定問題。

3、為了提高兩相流的穩(wěn)定性，必須匹配內(nèi)部與外部的流動特性，在管路的管徑、長度、連接方式、內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以及閥門、液泵、儲液罐、過冷度控制等方面開展優(yōu)化設(shè)計。在熱源明確的情況下，現(xiàn)有技術(shù)中典型的處理方式是提高管路內(nèi)壓力、提高過冷度、提高流量等，但這無疑增加了外部流體控制設(shè)備的要求，輕小化水平及能耗比水平難以再有所提升。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求中的一種或者多種，本發(fā)明提供了一種節(jié)流裝置及其制作方法，解決了氣液兩相流穩(wěn)定性的高精度控制問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供一種節(jié)流裝置，包括流體流道和高頻位移組件；

3、所述高頻位移組件包括高頻位移單元和控制單元；

4、所述高頻位移單元設(shè)于流體流道的內(nèi)部，所述高頻位移單元的一端為固定端，另一端為自由端；所述固定端與所述流體流道的內(nèi)壁連接，所述自由端能夠?qū)崿F(xiàn)高頻、高精度位移；

5、所述控制單元設(shè)于所述流體流道的外部，且與所述高頻位移單元電連接。

6、作為本發(fā)明的進一步改進，所述高頻位移單元為音圈電機或壓電陶瓷。

7、作為本發(fā)明的進一步改進，所述高頻位移單元的位移頻率大于流體壓降振蕩頻率；和/或，

8、所述高頻位移單元自由端的位移頻率≥100hz，定位精度≥10μm。

9、作為本發(fā)明的進一步改進，

10、沿流體的流動方向，所述高頻位移單元在所述流體流道上單點位置設(shè)置，且在該單點位置設(shè)置單個或沿環(huán)形設(shè)置多個；或者，

11、沿流體的流動方向，所述高頻位移單元在所述流體流道上多點位置設(shè)置，每個位置的高頻位移單元設(shè)置單個或沿環(huán)形布置多個。

12、作為本發(fā)明的進一步改進，所述流體流道內(nèi)設(shè)置多組高頻位移組件時，多組高頻位移組件分別獨立控制或者多組高頻位移組件之間聯(lián)動控制；和/或，

13、所述流體流道內(nèi)設(shè)置多組高頻位移組件時，各組所述高頻位移單元的自由端的位移量相同或不同。

14、作為本發(fā)明的進一步改進，所述高頻位移單元通過間接連接結(jié)構(gòu)與流體流道連接，所述間接連接結(jié)構(gòu)一端與所述高頻位移單元的固定端連接，另一端與所述流體流道連接。

15、作為本發(fā)明的進一步改進，所述高頻位移單元與流體流道之間，還設(shè)置有輔助連接結(jié)構(gòu)。

16、作為本發(fā)明的進一步改進，所述高頻位移單元的自由端設(shè)有具有設(shè)定大小的擴展結(jié)構(gòu)；優(yōu)選地，所述擴展結(jié)構(gòu)為柔性結(jié)構(gòu)。

17、按照本發(fā)明的另一個方面，提供一種節(jié)流裝置的制作方法，包括如下步驟：

18、在流體流道內(nèi)壁安裝間接連接結(jié)構(gòu)：所述流體流道包括流體流道主體和流體流道蓋體，在所述流體流道主體的內(nèi)壁安裝間接連接結(jié)構(gòu)；

19、在對應(yīng)的間接連接結(jié)構(gòu)上安裝高頻位移單元：所述高頻位移單元的一端為固定端，另一端為自由端，所述高頻位移單元的固定端與所述間接連接結(jié)構(gòu)連接；

20、連接所述流體流道主體與流體流道蓋體；

21、在所述流體流道壁面開孔，使所述高頻位移單元的控制線由所述流體流道內(nèi)部引至外部，并與對應(yīng)的控制單元相連。

22、作為本發(fā)明的進一步改進，還包括在所述高頻位移單元與所述流體流道之間設(shè)置輔助連接結(jié)構(gòu)；和/或，

23、還包括在所述高頻位移單元的自由端設(shè)置擴展結(jié)構(gòu)。

24、總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：

25、(1)本發(fā)明的節(jié)流裝置，利用高頻位移單元位移頻率高、定位精度高的優(yōu)點，獲得百赫茲以上補償速度、微米級的補償定位精度、毫米級的補償范圍，能夠?qū)Ω哳l兩相流不穩(wěn)定現(xiàn)象完成高速補償。解決了兩相流在出現(xiàn)高頻變化的不穩(wěn)定現(xiàn)象，且對流量、干度、壓力等狀態(tài)參數(shù)有極高控制精度要求時，現(xiàn)有節(jié)流方法響應(yīng)速度過慢無法動態(tài)補償?shù)膯栴}。

26、(2)本發(fā)明的節(jié)流裝置，通過沿流體流道縱向多點設(shè)置的高頻位移單元，能夠使流體的壓降實現(xiàn)多重連接變化，有利于節(jié)流調(diào)節(jié)的穩(wěn)定性，且每個高頻位移單元的位移量可以不同，能夠進一步確保節(jié)流調(diào)節(jié)精度。

27、(3)本發(fā)明的節(jié)流裝置，高頻位移單元設(shè)于流體流道內(nèi)部，自身具有較大范圍的通徑調(diào)節(jié)量，通過單個高頻位移單元或多個高頻位移單元的配合，可以按照要求達到節(jié)流效果，如進行壓降、速度、精度等調(diào)節(jié)，因此不需要在管路中另外設(shè)置閥門。

28、(4)本發(fā)明的節(jié)流裝置的制作方法，將流體流道分為主體和蓋體兩部分，便于安裝流體流道內(nèi)部的高頻位移組件，高頻位移單元集成于流體流道內(nèi)部，與管道形成一體式結(jié)構(gòu)，便于制作，且不會對管道外部結(jié)構(gòu)造成影響，降低了對外部設(shè)備的要求，同時也解決了現(xiàn)有兩相流穩(wěn)定性控制裝置的輕小化問題。

29、(5)本發(fā)明彌補了對高頻兩相流不穩(wěn)定現(xiàn)象控制技術(shù)領(lǐng)域的空白，具有較強的科研及實際應(yīng)用價值。

技術(shù)特征：

1.一種節(jié)流裝置，其特征在于，包括流體流道和高頻位移組件；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)流裝置，其特征在于，所述高頻位移單元為音圈電機或壓電陶瓷。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的節(jié)流裝置，其特征在于，所述高頻位移單元的位移頻率大于流體壓降振蕩頻率；和/或，

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的節(jié)流裝置，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的節(jié)流裝置，其特征在于，所述流體流道內(nèi)設(shè)置多組高頻位移組件時，多組高頻位移組件分別獨立控制或者多組高頻位移組件之間聯(lián)動控制；和/或，

6.根據(jù)權(quán)利要求1-3或5任一項所述的節(jié)流裝置，其特征在于，所述高頻位移單元通過間接連接結(jié)構(gòu)與流體流道連接，所述間接連接結(jié)構(gòu)一端與所述高頻位移單元的固定端連接，另一端與所述流體流道連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的節(jié)流裝置，其特征在于，所述高頻位移單元與流體流道之間，還設(shè)置有輔助連接結(jié)構(gòu)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、5、7中任一項所述的節(jié)流裝置，其特征在于，所述高頻位移單元的自由端設(shè)有具有設(shè)定大小的擴展結(jié)構(gòu)；優(yōu)選地，所述擴展結(jié)構(gòu)為柔性結(jié)構(gòu)。

9.一種節(jié)流裝置的制作方法，其特征在于，包括如下步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制作方法，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種節(jié)流裝置，屬于氣液兩相流技術(shù)領(lǐng)域，其包括流體流道和高頻位移組件；所述高頻位移組件包括高頻位移單元和控制單元；所述高頻位移單元設(shè)于流體流道的內(nèi)部，所述高頻位移單元的一端為固定端，另一端為自由端；所述固定端與所述流體流道的內(nèi)壁連接，所述自由端能夠?qū)崿F(xiàn)高頻、高精度位移；所述控制單元設(shè)于所述流體流道的外部，且與所述高頻位移單元電連接。本發(fā)明還公開了一種節(jié)流裝置的制作方法。本發(fā)明利用高頻位移單元快速、精確的定位能力，通過改變附近的通徑，實現(xiàn)對節(jié)流效果的高精度快速調(diào)節(jié)，提高了對兩相流不穩(wěn)定現(xiàn)象的抑制效果。

技術(shù)研發(fā)人員：李松柏,谷亮,何欽政,高廣澤,韓新麗
受保護的技術(shù)使用者：湖北華中長江光電科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17