[发明专利]一种轮盘式流量脉动发生器

说明书

技术领域

本发明涉及一种轮盘式流量脉动发生器，尤其是一种幅值和频率可调节的轮盘式流量脉动发生器，主要应用于液体火箭发动机喷注器动态特性研究、管路动态特性研究等领域。

背景技术

液体火箭发动机经常会遇到不稳定燃烧的问题，其中中、低频不稳定燃烧往往与推进剂供应系统和管路的流量振荡有关。为了研究液体火箭发动机供应系统、管路以及喷注器在发生不稳定燃烧时的动态特性，需要在实验中模拟产生流量脉动。

目前常用的机械式流量脉动发生装置有柱塞式流量脉动发生器。如申请号为200810232217.X的中国专利申请描述了一种柱塞式流量脉动发生器，利用电机驱动转盘旋转，固定在转盘上的推进轴和推进直线导轨组将圆周运动转化为柱塞在缸筒内的往复直线简谐运动。缸筒出口接入流动管道，利用柱塞的简谐运动将流体吸入或排出缸筒，在管道主流量上叠加一个脉动。但由于往复运动构件惯性的限制，柱塞式脉动器不能产生较高频率的流量脉动。

本发明旨在提供一种轮盘式流量脉动发生器，可以消除柱塞式流量脉动发生器的缺点，产生近似于正弦波的频率及振幅可调的流量脉动；并且能达到较高频率(1000Hz)的流量脉动。

发明内容

本发明的目的是提供一种频率和振幅可调的轮盘式流量脉动发生器，该流量脉动发生器使管路内的瞬时流量以近似正弦曲线的规律波动，并且流量脉动的幅值和周期可以方便地进行调节。

本发明提供一种频率和振幅可调的轮盘式流量脉动发生器，其技术方案是：轮盘上沿圆周方向均布的通孔与由压紧螺栓压紧在轮盘密封面上的套筒形成了液体的流动通道。在电机的带动下，通过轴的传递，带动轮盘旋转，转盘上沿圆周方向均布的一定数量的通孔与套筒内的液体流动通道按一定的周期打开或闭合，从而使流量以一定频率产生脉动。

本发明一种轮盘式流量脉动发生器：具体包括前壳体，后壳体，套筒，套筒密封装置，轴，轮盘，前、后端盖，密封垫片等。连接关系是：前壳体与后壳体通过螺栓连接并通过密封垫片进行密封，在前壳体、后壳体之间形成一个空腔。空腔内有一安装于轴上的轮盘，与安装于前、后壳体中心的轴通过键连接。前壳体和后壳体中心孔内安装有轴承，轴安装于轴承中可高速旋转；前壳体和后壳体的中心孔的两端分别安装有前端盖和后端盖。轴一端伸出前端盖，通过联轴器与电机连接。轴与前壳体之间使用密封毡圈密封。轮盘上沿圆周方向均匀布置一定数量的通孔。前、后壳体上与轮盘上通孔对应的径向位置分别设有套筒安装孔，套筒安装孔内有套筒密封装置、套筒、弹簧以及压紧螺栓。套筒安装孔口有螺纹，当旋进压紧螺栓时，通过弹簧将套筒与套筒密封装置以及套筒密封装置与轮盘密封面之间压紧。前、后端盖与前、后壳体分别使用螺栓进行连接。前端盖与前壳体之间、后端盖与后壳体之间以及前、后壳体之间使用密封垫片密封。

其中，轮盘在轴上的轴向定位采用垫圈、固定螺母和挡圈来实现。

其中，所述的轮盘上沿圆周方向均匀布置的通孔的数量由所需产生的流量脉动频率除以电机最大转速确定。

其中，所述的轮盘上沿圆周方向均匀布置的通孔的径向位置R可由公式确定，其中d表示轮盘上通孔的直径，θ表示轮盘上每两个通孔之间的夹角。

其中，所述的轴一端伸出前端盖，通过联轴器与电机连接；通过变频器调节改变电机转速调，从而调节流量脉动频率。

其中，所述的流量脉动发生器可以安装在从外部的液体供应系统管路引出的支路中；在液体进入流量脉动发生器之前的位置安装振幅调节阀；通过调节阀门开度调节流量脉动幅值。

其中，液体流动通道的周期性开启、闭合可能会使液体流动通道内液体流动的连续性遭到破坏。将本发明的流量脉动发生器安装于管道支路上时，会在主管路中产生相同频率的连续的流量脉动。通过调节管道支路上的振幅调节阀门开度，便可调节主管路中流量脉动的幅值。

本发明的流量脉动发生器的优点及功效在于：使用本发明的流量脉动发生器可以方便地调节流量脉动的幅值和频率，可以产生频率1000Hz以上的流量脉动，而且方便可靠，结构简单。

附图说明

图1：本发明的轮盘式流量脉动发生器的剖视图。

图2：本发明的轮盘式流量脉动发生器的左视图。

图3：套筒及流体通道示意图。

图4：轴系示意图。

图5：轮盘示意图。

图6：本发明实施例的示意图。

图7：轮盘的通孔位置示意图。

图8：本发明的轮盘式流量脉动发生器所产生的流量脉动信号。

图中标号说明如下：