專利名稱：變頻射流振蕩器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種變頻射流振蕩器，用于控制射流在不同管路中的高頻切換。
背景技術：
射流振蕩器以流體為工作介質，利用主射流在特定形狀的腔室內的附壁效應進 行工作，在振蕩器內部不依賴任何機械活動部件即可實現射流的振蕩切換，與機械或電子 元器件等其他執行機構相比，射流振蕩器具有成本低、可靠性好等優點，廣泛應用于機械 制造、鉆探器械、石油化工等方面。但是目前得到成熟應用的射流振蕩器，主射流振蕩切換 的頻率由射流元件自身結構和反饋回路結構決定，在使用中工作頻率不夠穩定，而且不能 根據實際工況進行調節。
發明內容
本發明目的在于通過改變激振器的激勵頻率，可實現對射流振蕩器工作頻率的 主動調控，且調控后工作頻率穩定可靠的變頻射流振蕩器。一種變頻射流振蕩器，包括自上而下依次布置的蓋板、振蕩射流元件和單膜雙腔 激振器，單膜雙腔激振器的上端面與振蕩射流元件的下表面平行貼合，振蕩射流元件的上 表面與蓋板的下表面平行貼合；蓋板的上表面上設置進口通道；振蕩射流元件內部分別布 置第一控制端口、第二控制端口、第一出口通道、第二出口通道、第二控制通道、第一控制通 道，第一控制端口與第一出口通道通過第一控制通道相連，第二控制端口與第二出口通道 通過第二控制通道相連，第一出口通道和第二出口通道之間設置振蕩射流元件凹劈；單膜 雙腔激振器內布置有與上端面垂直的振動膜，振動膜將單膜雙腔激振器分割為第一腔體、 第二腔體，第一腔體上布置第一腔體出口，第二腔體上布置第二腔體出口，第一腔體出口、 第二腔體出口分別與振蕩射流元件的第一控制端口、第二控制端口相連。本發明的進口通道與蓋板的上表面垂直。本發明的振蕩射流元件第一控制通道和第二控制通道的位差大于零。本發明采用上述技術方案，與現有技術相比具有如下優點本發明主要由蓋板、振 蕩射流元件及單膜雙腔激振器等構成，射流由進口管道進入振蕩射流元件腔室，由振蕩射 流元件第一出口通道或振蕩射流元件第二出口通道射出腔室。單膜雙腔激振器上的第一腔 體出口與振蕩射流元件上的第一控制端口相通，單膜雙腔激振器上的第二腔體出口與振蕩 射流元件上的第二控制端口相通。在驅動信號控制下，單膜雙腔激振器出口產生周期性控 制流，當射流由第一出口通道射出腔室時，單膜雙腔激振器在第二控制端口產生正控制流， 對射流起推的作用；在第一控制端口產生負控制流，對射流起吸的作用，射流在控制流作用 下偏向第二出口通道。當射流由第二出口通道射出腔室時，第二控制端口產生負的控制流， 第一控制端口產生正的控制流，射流又在控制流作用下偏向第二出口通道，如此實現對射 流振蕩切換的控制。射流振蕩切換的頻率與單膜雙腔激振器驅動頻率相一致，通過改變驅動頻率大小，可以對射流振蕩器工作頻率進行調節。本發明的有益效果為(1)不同于傳統射流振蕩器自反饋工作的方式，利用單膜 雙腔激振器對射流振蕩器的振蕩切換進行控制，可根據實際工況對工作頻率進行主動調 節；(2)射流振蕩切換的工作頻率與單膜雙腔激振器驅動頻率相一致，不隨射流流量變化 而改變，工作頻率穩定可靠。
圖1為本發明分解結構的主視圖。圖2為圖1的A-A向剖視圖。圖3為圖1的B-B向剖視圖。圖4為圖1的C-C向剖視圖。圖5為圖1的D-D向剖視圖。圖中具體標號為1為蓋板，2為振蕩射流元件，3為單膜雙腔激振器，4為進口管 道，5為蓋板上表面，6為蓋板下表面，7為振蕩射流元件上表面，8為振蕩射流元件下表面， 9為第一控制端口，10為第一腔體出口，11為單膜雙腔激振器上表面，12為第一腔體，13為 第二控制端口，14為第二腔體出口，15為第二腔體，16為振動膜，17為第一控制通道，18為 第二控制通道，19為第一出口通道，20為振蕩射流元件凹劈，21為第二出口通道，a為振蕩 射流元件控制道位差。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的技術方案進行詳細說明
如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示一種變頻射流振蕩器，包括自上而下依次布置的蓋板 1、振蕩射流元件2和單膜雙腔激振器3，單膜雙腔激振器3的上端面11與振蕩射流元件2 的下表面8平行貼合，振蕩射流元件2的上表面7與蓋板3的下表面6平行貼合；蓋板1的 上表面5上設置進口通道4 ；振蕩射流元件2內部分別布置第一控制端口 9、第二控制端口 13、第一出口通道21、第二出口通道19、第二控制通道17、第一控制通道18，第一控制端口 9與第一出口通道21通過第一控制通道18相連，第二控制端口 13與第二出口通道19通 過第二控制通道17相連，第一出口通道21和第二出口通道19之間設置振蕩射流元件凹劈 20 ；單膜雙腔激振器3內布置有與上端面11垂直的振動膜16，振動膜16將單膜雙腔激振 器3分割為第一腔體12、第二腔體15，第一腔體12上布置第一腔體出口 10，第二腔體15上 布置第二腔體出口 14，第一腔體出口 10、第二腔體出口 14分別與振蕩射流元件2的第一控 制端口 9、第二控制端口 13相連。如圖1所示，本發明的進口通道4與蓋板3的上表面5垂直。如圖4所示，本發明的振蕩射流元件第一控制通道17和第二控制通道18的位差
大于零。本發明采用垂直進口的方式，射流由進口管道4進入振蕩射流元件2腔室，蓋板3 對腔室上表面起密封作用。振蕩射流元件2腔室結構參閱圖3中C-C截面剖視圖整個腔室沿水平中心線對稱，第一控制端口 9、第二控制端口 13分列于射流喉口兩側，第一出口通 道21、第二出口通道19由振蕩射流元件凹劈20隔開。實驗證明，振蕩射流元件采用凹劈 20結構，控制道沿射流運動方向留有位差a(a>0)，且適當增加控制道位差a，有利于提高振 蕩射流元件的振蕩切換性能。 本發明的單膜雙腔激振器3是變頻射流振蕩器的核心控制器件，由第一腔體12、 第二腔體15和振動膜16構成。第一腔體12上表面開有第一腔體出口 10，第二腔體15上 表面開有第二腔體出口 14，如圖5中D-D截面剖視圖。振動膜16是單膜雙腔激振器3的振 動部件，可以是揚聲器振動膜，也可以是其他在電信號控制下發生周期性振動的裝置。當振 動膜16在外界驅動信號激勵器下發生周期性諧振，從而引起第一腔體12與第二腔體15內 的體積變化，在腔體出口處產生控制流。設振動膜由第一腔體向第二腔體方向運動為正行 程(反之為負)，則在振動膜正行程運動中，第一腔體12內的體積減小，第一腔體出口 10處 于吸入狀態，產生負控制流，通過第一控制端口 9對射流起吸的作用；而第二腔體15體積增 大，第二腔體出口 14處于噴發狀態，產生正控制流，通過第二控制端口 13對射流起推的作 用，可將貼附于第一出口通道19的射流切換至第二出口通道21射出腔室，實現對射流振蕩 切換的控制。射流振蕩切換的頻率與單膜雙腔激振器驅動頻率相一致，可控狀態下不隨射 流流量的變化而發生改變；且根據實際應用需要，通過改變振動器激振頻率的大小，實現對 射流振蕩器工作頻率的主動調節。
權利要求
1.一種變頻射流振蕩器，其特征在于包括自上而下依次布置的蓋板(1)、振蕩射流元 件(2)和單膜雙腔激振器(3)，單膜雙腔激振器(3)的上端面(11)與振蕩射流元件(2)的 下表面(8)平行貼合，振蕩射流元件(2)的上表面(7)與蓋板(3)的下表面(6)平行貼合； 蓋板(1)的上表面(5)上設置進口通道(4);振蕩射流元件(2)內部分別布置第一控制端口 (9)、第二控制端口(13)、第一出口通道(21)、第二出口通道(19)、第二控制通道(17)、第一 控制通道(18)，第一控制端口(9)與第一出口通道(21)通過第一控制通道(18)相連，第二 控制端口(13)與第二出口通道(19)通過第二控制通道(17)相連，第一出口通道(21)和 第二出口通道(19)之間設置振蕩射流元件凹劈(19);單膜雙腔激振器(3)內布置有與上 端面(11)垂直的振動膜(16)，振動膜(16)將單膜雙腔激振器(3)分割為第一腔體(12)、第 二腔體(15)，第一腔體(12)上布置第一腔體出口(10)，第二腔體(15)上布置第二腔體出 口( 14)，第一腔體出口( 10)、第二腔體出口(14)分別與振蕩射流元件(2)的第一控制端口 (9)、第二控制端口(13)相連。
2.根據權利要求1所述的變頻射流振蕩器，其特征在于上述進口通道(4)與蓋板(3) 的上表面(5)垂直。
3.根據權利要求1所述的變頻射流振蕩器，其特征在于上述振蕩射流元件第一控制通 道(17)和第二控制通道(18)的位差大于零。
全文摘要
變頻射流振蕩器，涉及一種變頻射流振蕩器，用于控制射流在不同管路中的高頻切換。本發明單膜雙腔激振器的上端面與振蕩射流元件的下表面平行貼合，振蕩射流元件的上表面與蓋板的下表面平行貼合；蓋板的上表面上設置進口通道；振蕩射流元件上的第一出口通道和第二出口通道之間設置振蕩射流元件凹劈；單膜雙腔激振器內布置有與上端面垂直的振動膜，振動膜將單膜雙腔激振器分割為第一腔體、第二腔體，第一腔體上布置第一腔體出口，第二腔體上布置第二腔體出口，第一腔體出口、第二腔體出口分別與振蕩射流元件的第一控制端口、第二控制端口相連。本發明通過改變激振器的激勵頻率，可實現對射流振蕩器工作頻率的主動調控，且調控后工作頻率穩定可靠。
文檔編號F15B21/12GK102135122SQ20111000682
公開日2011年7月27日 申請日期2011年1月13日 優先權日2011年1月13日
發明者呂為, 程克明, 顧蘊松 申請人:南京航空航天大學