[发明专利]承插式脉动流发生器

说明书

技术领域

 本发明涉及一种承插式脉动流发生器，该发生器用于在管路中精确产生按正弦规律周期性变化的脉动流。

背景技术

我国工程热物理学科中传热传质学发展方向的核心着眼点为密切结合当今世界社会经济和科学技术发展的三大主导科技----生物、信息和纳米科技。目前，脉动传热研究均集中在这三个方面。通过脉动传热技术可以实现高效的散热和传热功能，解决重要领域的热障瓶颈以及大大降低能源的消耗。脉动传热的研究从宏观研究逐步进入微纳尺度的脉动传热，如微液滴和微换热器等。这些都预示着脉动传热具有广泛的应用背景和巨大的开发潜力，而且具有重要的学术研究价值，开展相关的研究非常必要。本课题组目前正在进行国家自然科学基金资助项目“列管式换热器流体诱导振动强化传热机理研究”（NO.50976080）的研究，该课题的研究也涉及到脉动流，于是寻求获得脉动流成为一个需要解决的问题。国内专利号为“CN200910060614.8”的脉动流发生器，可以初步实现周期性变化的流体流速脉动，但该脉动流发生器只能实现脉动频率的调节，不能实现脉动振幅的调节，且该专利对如何实现叶片的“渐开-渐关-渐开”没有做出说明。基于此，应寻求解决脉动流平均流速、脉动频率和脉动振幅等三个量的精确调节。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术而提出的一种承插式脉动流发生器，实现对脉动平均流速、脉动频率和脉动振幅三个参量的精确调节，可以产生使用者所要求的按正弦规律周期性变化的脉动流。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：承插式脉动流发生器，其特征在于包括有调频电机、凸轮连杆机构、支架、阀盖、阀杆、阀片和阀座，

其中调频电机位于支架的最上端并由支架支撑，用于输出动力，调频电机的转轴与凸轮连杆机构的凸轮相连接，阀杆套装在阀盖中部，其上部与凸轮连杆机构的连杆通过铰链相连接，所述的阀盖通过螺栓及螺帽连接设置在底部的阀座上，所述的阀片与阀杆上下连为一体，且阀片位于阀座的通道内，调频电机带动凸轮连杆机构往复运动，在往复运动过程中，阀杆做上下往复运动，阀片在周期性运动过程中阀座流通截面积出现周期性变化，阀座通道流动阻力发生周期性变化，以此来调节阀座输出的流量。

按上述方案，所述的调频电机上安设有调速模块，与调频电机的电路相连，用于改变调频电机转速。

按上述方案，所述的凸轮连杆机构的连杆中心为一空心长条，便于连杆与凸轮任意配合。

按上述方案，所述的支架上固定设置有行程标尺，用于指示阀杆的位移，便于观察阀片的周期性的上下位移量以便于调节凸轮的偏心距。

按上述方案，所述的支架通过第二锁紧螺帽及垫片固定于阀盖两边。

按上述方案，所述的阀杆与阀盖环隙底部安设有轴衬，可以引导阀杆上下运动，所述的轴衬上方还设置有第一锁紧螺帽，用于压紧定位管，所述的第一锁紧螺帽上方还设置有用于支撑阀杆的定位管，其上通过锁紧螺栓固定，将阀杆保持在阀盖内。

按上述方案，所述阀盖上部还套设有起密封作用的密封套。

按上述方案，所述的阀座的通道为一圆形通道。

按上述方案，所述的阀盖与阀座之间设置有垫圈，起密封流体的作用。

本发明当行程标尺刻度处于0刻度时，阀片底端正好位于阀座通道中部，遮挡半个流体通道，凸轮偏心轴位于水平位置。当电机工作时，带动阀片以通道中心为基准，上下移动相同的距离，用以对称调节阀片封堵的流通截面积，从而调节脉动流发生器输出流量的脉动幅值。这种对称的移动也反映在行程标尺上，初始指示为0刻度，通过改变凸轮的偏心距，可以使得指针在(-1/4，1/4)、(-1/2，1/2)、(-1，1)等任意刻度范围内往复变动，刻度值即为脉动振幅。

本发明主要优点在于：1)承插式脉动流发生器的阀片直接改变流动通道截面积大小，从而更容易引起流体脉动；2)凸轮连杆机构以及行程标尺更加直观简单的调节脉动振幅，并实现可视化的功能；3)本脉动流发生器的阀片能实现“部分开-部分关-部分开”，可以产生周期性正弦波动的脉动流。

附图说明

图1为本发明实施例的结构原理图；

图中：1、调频电机，2、调频模块，3、凸轮，4、连杆，5、支架，6、行程标尺，7、密封套，8、锁紧螺栓，9、定位管，10、第一锁紧螺帽，11、垫片，12、第二锁紧螺帽，13、螺栓，14、螺帽，15、轴衬，16、垫圈，17、阀盖，18、阀杆，19、阀片，20、阀座。

具体实施方式