一種滑片式脈動射流激勵器的製造方法
2023-05-25 06:30:16 1
一種滑片式脈動射流激勵器的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種滑片式脈動射流激勵器，它主要由殼體(1)、滑片(2)、轉子(3)、轉軸(4)、排氣口(5)、進氣口(6)、集氣腔(7)、氣缸(8)等組成。殼體上開有吸氣口和排氣口，轉子外表面與氣缸內表面均呈圓形，轉子偏心地安裝在氣缸內部，使二者在幾何體上相切，在氣缸內壁與轉子外表面間形成一個月牙形集氣腔。轉子上開有四個縱向呈不同角度的凹槽(滑片槽)，每個凹槽中都裝有能沿徑向自由滑動的滑片，轉子旋轉時，滑片靠離心力的作用從槽中甩出，其端部緊貼於氣缸內表面上，把集氣腔分割成若干個大小不一的扇形小室。隨著轉子的連續旋轉，各腔體容積從小到大吸氣，再由大變小排氣，周而復始，從而在排氣口形成一脈動式射流。
【專利說明】一種滑片式脈動射流激勵器
一、【技術領域】
[0001]本發明涉及航空航天領域使用的一種流動控制激勵器，特別涉及滑片式脈動射流激勵器。
二、【背景技術】
[0002]流動控制技術主要是通過對運動流體施加力、質量、熱量和電磁等物理量來改變流動狀態，從而也改變流動物體的受力狀態或運動狀態。流動控制是流體力學的前沿問題，分為被動流動控制和主動流動控制。被動流動控制技術的性能比較可靠，易於實現，但是當實際的情況偏離設計狀態時，其控制效果就會變差，而主動流動控制是將輔助能量引入的一種控制方式，在流動環境中直接注入合適的能量或擾動模式，從而與系統內在模式發生相互作用而達到控制目的。相對於被動控制來說，主動控制主要存在兩大優點:1、通過小尺度、局部的能量的注入、尤其是對臨界點附近的控制達到改變全場的流動結構的效果。如對邊界層內轉捩的控制；2、能夠對複雜的動態系統進行精確地相位控制，如對湍流的產生進行控制，有效的降低摩擦阻力。
[0003]吹氣和吸氣是主動流動控制技術的主要方法之一。人們發現，通過在機翼翼梢的展向吹氣看，可以起到類似延長翼展達到增加升力的效果。利用機翼前緣的吸氣和後緣的吹氣，對機翼表面邊界層內的流動進行幹預，能夠有效延遲邊界層內流動的分離，增大機翼表面層流區，從而達到增升減阻的目的。發動機進氣道、直升機旋翼、渦輪葉柵等也有利用吹氣和吸氣技術進行主動流動控制的情況。
[0004]已有的激勵器類型有如下幾種:
[0005]a.聲激勵式激勵器，利用聲學整流效應，需要發生裝置才能工作，並且工作時產生的噪音較大，產生的射流能力也小。
[0006]b.活塞式驅動激勵器，產生的射流能量較大，需要點擊和傳送裝置，構造複雜。
[0007]c.壓電膜式激勵器，工作的頻帶較寬，結構相對簡單，但對加工技術要求相對較聞。
[0008]d.形狀記憶合金作動式激勵器射流能量比較高，但工作頻率低，構件的工作壽命短。
三、
【發明內容】
[0009]本發明提供一種滑片式脈動射流激勵器，利用滑片式壓縮機結構特點設計發明出一種新型滑片式脈動射流激勵器，以解決現有激勵器中射流能量低、效率低、成本高及設計複雜的技術問題。本發明所採用的技術方案如下:
[0010]一種滑片式脈動射流激勵器，它主要由殼體1、滑片2、轉子3、轉軸4、排氣口 5、進氣口 6、集氣腔7、氣缸8等組成。殼體I上開有進氣口 5和排氣口 6，殼體I內開有氣缸8。轉子3偏心的安裝在氣缸8內，形成集氣腔7 ;轉子上開有四個呈不同角度的徑向凹槽，每個凹槽中都裝有能沿徑向自由滑動的滑片2，每兩個凹槽之間的夾角按照60°、120°、60°、120°相間分布，形成不同工作容積的集氣腔7。
[0011]當原動機帶動轉子轉動時，由於離心力的作用，滑片被甩出，緊貼在氣缸內表面上，相鄰兩滑片、轉子外表面、氣缸內表面形成的封閉腔體成為一個小室；四個小室對應圓心角依次為60°、120°、60°、120°。在轉子旋轉一周之內，每一個集氣腔容積將由最小值逐漸變大，完成膨脹吸氣；再由最大值逐漸變小，完成壓縮排氣，循環往復。
[0012]本發明的進一步改進在於，相鄰兩個小室的對應圓心角不相同，則集氣腔容積不同。當由小容積切換到大容積時，可根據需要產生較為理想的脈動氣流，而轉子只需勻速運轉，形成更加充分的擾動，易於實現主動流動控制。
[0013]本發明的進一步改進在於，氣缸型線和轉子型線都採用圓形，與其他類似發明不同，構造簡單，減少摩擦，易於加工裝配，且提高工作效率。
[0014]本發明的進一步改進在於通過改變轉子所對應的圓心角，獲得所需要的射流脈動強度，使主動流動控制變得更加容易。
[0015]有益效果
[0016]a.可將現有滑片式壓縮機的轉子按專利要求改裝，可以很好的節約成本。
[0017]b.結構簡單、響應迅速、可重複性好，且易於微型化，因為圓形型線的設計，降低了摩擦，所以噪聲低，效率高。
[0018]c.本發明經過多次實驗驗證，轉子在勻速轉動狀態下即可獲得明顯的脈衝氣流。
四、【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1:激勵器的截面示意圖
[0020]圖2:激勵器的工作示意圖
[0021]其中I殼體、2滑片、3轉子、4轉軸、5排氣口、6進氣口、7集氣腔、8氣缸。
五、【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本發明進行詳細的描述，但它們不是對本發明的進一步限制。
[0023]見附圖1激勵器的截面示意圖所示，由殼體1、滑片2、轉子3以及轉軸4等組成。殼體I上開有進氣口 6和排氣口 5，殼體內開有氣缸8。轉子偏心的安裝在氣缸8內，使二者在幾何體上保持相切，形成集氣腔7 ;轉子3上開有四個呈不同角度的縱向凹槽，每個凹槽中都裝有能沿縱向自由滑動的滑片2，轉子3旋轉時，滑片2受離心力的作用從槽中甩出，其端部緊貼於氣缸8表面上，將集氣腔分成四個不同容積的扇形小室。隨著轉子的旋轉，集氣腔容積大小不一的變化。而且由於四個集氣腔容積大小不同，所以每個集氣腔經過出氣口時排出的氣體射流強度不同，從而形成脈動氣流，改變滑片角度，還可以根據需要參數進行調控，實現不同程度的主動流動控制。
[0024]腔體容積增大時，與進氣口 6相通，吸入氣體，直到容積達到最大值，後一個滑片4(相對於旋轉方向，簡稱為後滑片)越過吸氣口 6的上邊緣時吸氣終止。接著，容積隨轉子3的轉動開始縮小，氣體被壓縮。當前一個滑片4 (簡稱前滑片)達到排氣口 5上邊緣時，腔體開始和排氣口 5相通，則壓縮過程結束，排氣開始。後滑片越過排氣口 5的下邊緣時，排氣終止。之後，腔體容積達到最小值。轉子3繼續旋轉，容積又開始增大，留在餘隙容積中的高壓氣體膨脹。當前滑片達到吸氣口 6下邊緣後，腔體又和吸氣口 5相通，重新吸入氣ο
【權利要求】
1.一種滑片式射流激勵器，由殼體、轉子、轉軸、滑片、氣缸、集氣腔、進氣口和排氣口等組成，殼體上開有進氣口和排氣口，轉子偏心的安裝在氣缸內，形成集氣腔；轉子上開有四個呈不同角度的徑向凹槽，每個凹槽中都裝有能沿縱向自由滑動的滑片，轉子旋轉時，滑片受離心力的作用從槽中甩出，其端部緊貼於氣缸表面上，將集氣腔分成四個扇形小室，隨著轉子的旋轉，集氣腔容積周而復始的一大一小變化。
2.如權利I所述的激勵器，集氣腔容積增大時，與吸氣口相通，吸入氣體，直到容積達到最大值，組成該基圓的後一個滑片，越過吸氣口的上邊緣時吸氣終止，接著，集氣腔容積隨轉子的轉動開始縮小，氣體在腔體內被壓縮，當組成該腔體容積的前一個滑片達到排氣口上邊緣時，腔體開始和排氣口相通，則壓縮過程結束，排氣開始。在後滑片越過排氣口的下邊緣時，排氣終止，之後，腔體容積達到最小值，轉子繼續旋轉，腔體容積又開始增大，留在餘隙容積中的高壓氣體膨脹，當腔體的前滑片達到吸氣口下邊緣後，該腔體又和吸氣口相通,重新吸入氣體。
3.如權利2所述，氣缸內轉子上開有四個徑向凹槽，每兩個凹槽之間的夾角按照60°、120°、60°、120°相間分布，不同角度轉過出氣口時，因為集氣腔的容積不同，所以排出的氣體不是均勻出氣，而是呈脈動氣流，更易形成擾動，實現主動流動控制。
4.如權利I所述，氣缸內表面和轉子外表面的型線均為圓形腔體，內部轉子採用偏心安裝。
【文檔編號】F04C18/344GK104329254SQ201410573075
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月24日 優先權日:2014年10月24日
【發明者】楊治國, 伍耐明, 李明震 申請人:北京綠能時代科技有限公司