[实用新型]音速喷嘴空气流量发生装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及音速喷嘴空气流量发生装置。

背景技术

音速喷嘴，主要用于测量气体流量或校准其他流量计的标准件(例如校准煤气表、转子流量计等)，也常常用于行业内高精度气体流量的测定，其结构如图1所示。在实际应用中，如图2所示，单个音速喷嘴20一般设置在空气流量计23与真空泵24之间，而空气流量计23至音速喷嘴20的管道上设有压力计22和温度计21。

现有技术采用音速喷嘴进行气体流量的检定时，主要是通过U字形之类的迂回状汇流管道，在U字形汇流管道上设置多个音速喷嘴以检定不同气体流量值，各个音速喷嘴通过喷嘴出口汇管连接到气体稳压罐、真空泵上。U字形等迂回式的汇流管在一定程度上缩小了汇流管体积，减小了汇流管所占用的空间，但是多个音速喷嘴与汇流管的连接关系复杂，从而使整个装置的安装时间耗时。而且为了生成或检定不同的气体流量，只是定性地将音速喷嘴设置为小型、中型及大型三种，因而整个装置能生成或检定的气体流量值，无法做到无级别的连续变化。

发明内容

为解决现有技术所存在的技术问题，本实用新型提供音速喷嘴空气流量发生装置，该装置设有多级音速喷嘴，并通过气缸驱动堵头以控制对应的音速喷嘴所在气体通道的打开或关闭，从而实现大范围内无级别的空气流量的发生。

本实用新型采用以下技术方案来实现：音速喷嘴空气流量发生装置，包括滞留箱体、汇流箱体、多个具有不同喉径的音速喷嘴及用于打开或关闭音速喷嘴气体通道的控制组件，滞留箱体上设有进气口，汇流箱体上设有出气口；所述多个具有不同喉径的音速喷嘴设置在汇流箱体内，每个音速喷嘴的气体入口嵌入到滞留箱体内，音速喷嘴的气体出口与所述控制组件对接；所述控制组件控制所述多个音速喷嘴以任意组合的方式打开或关闭，从而生成连续可变的空气流量值。

优选地，所述控制组件包括多个气缸及多个堵头，所述堵头设置在音速喷嘴的气体出口位置，气缸与堵头一一对应连接。

优选地，所述堵头包括密封圈、活动接头及堵头固定板，密封圈与活动接头连接后设置在音速喷嘴的气体出口位置，活动接头安装在堵头固定板上，从而与气缸连接。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、包括多个在标准大气压下具有不同流量的音速喷嘴，每个音速喷嘴的出口处设有堵头，堵头通过气缸来驱动，以打开或关闭音速喷嘴，从而控制该音速喷嘴所在气体通道的开关状态，最终组合成0-128g/s大范围内的空气流量发生，且所发生的空气流量是无级的，即连续的。

2、多个音速喷嘴设置在汇流箱体内，节约空间，且外形整齐，不易错乱；驱动音速喷嘴出口处堵头的气缸，安装在气缸固定板上，气缸固定板与汇流箱体连接。堵头通过活动接头与气缸连接，多个气缸驱动相应堵头运动时，能准确堵住对应音速喷嘴的出口，降低了音速喷嘴箱体装配的难度，且整个发生装置的误差很小。

附图说明

图1是单个音速喷嘴的结构示意图；

图2是单个音速喷嘴的应用结构示意图；

图3是本实用新型的结构示意图；

图4是本实用新型的内部结构示意图；

图5是空气流量通过音速喷嘴的示意图；

图6是音速喷嘴的堵头结构示意图；

图中，1—音速喷嘴堵头的气缸，2—汇流箱体压力传感器接口，3—滞流箱体压力传感器接口，4—滞流箱体温度传感器接口，5—进气口，6—出气口，7—滞留箱体，8—汇流箱体，9—堵头，10—气缸固定板，20—单个音速喷嘴，21—温度计，22—压力计，23—空气流量计，24—真空泵，801—音速喷嘴，802—喷嘴套固定板，803—气体出口，804—气体入口，91—勾槽，92—活动接头，93—堵头固定板。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

在理想条件下，音速喷嘴的质量流量公式：

式中，q_mi为音速喷嘴在理想条件下的质量流量(kg/s)，A_*为音速喷嘴的喉部面积(m²)，P₀为音速喷嘴前的气体滞止绝对压力(Pa)，T₀为音速喷嘴前的气体滞止绝对温度(K)，R_M为气体常数(J/(kg×K))，对于空气R_M＝287.1，C_*i为气体在理想条件下的临界流函数。