本发明专利技术涉及一种承插式脉动流发生装置，包括有水箱、调频泵、第一截止阀、三通和承插式脉动流发生器组成的主路，其中所述的调频泵一端与水箱连接，另一端连接第一截止阀，所述的第一截止阀和承插式脉动流发生器之间通过三通的两接口相连，另一接口连结一旁路，旁路上设置有第二截止阀。本发明专利技术主要优点在于：1)该装置可得到精确的正弦波动的脉动流,2)承插式脉动流发生器的阀片的直动式上下运动，可以直接改变输出流量，并且上下运动的距离相对于通道中心是对称的，距离也可任意调节，从而更容易得到脉动振幅。3)本装置通过引入调频泵，更加容易调节抽送的流量，以防止回流流量过大，消耗过多的能量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种承插式脉动流发生装置，该装置用于在管路中精确产生按正弦规律周期性变化的脉动流。
技术介绍
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一一生物、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。
技术实现思路
本专利技术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装置。该装置通过承插式脉动流发生器和旁路的共同作用，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。本专利技术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装置，其特征在于包括有水箱、调频泵、第一截止阀、三通和承插式脉动流发生器组成的主路， 其中所述的调频泵一端与水箱连接，用于抽送流体，另一端连接第一截止阀，用于调节抽送流量大小，所述的第一截止阀和承插式脉动流发生器之间通过三通的两接口相连，另一接口连结一旁路，旁路上设置有第二截止阀，旁路将多余流体引导回流至水箱，调频泵用于抽送水箱中的流体工质，第二截止阀调节输出流量大小，当承插式脉动流发生器工作时，主路中的流体产生脉动，旁路辅助调节使主路中产生所要求的脉动流，当承插式脉动流输出流量减少时，旁路的流量增大，当输出流量增大时，旁路流量减少， 所述的承插式脉动流发生器，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。按上述方案，所述的承插式脉动流发生器的阀座还连接有止回阀，防止液体回流，所述止回阀还连接有高频流量计，用于观察流量，便于调节。按上述方案，所述各管路的截面积大小相等。本专利技术的承插式脉动流发生器的行程标尺刻度处于O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O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。本专利技术的承插式脉动流发生器在脉动流输出支路进行扰动，承插式脉动流发生器可对流体通道实现“部分开-部分关-部分开”的改变，用于输出脉动流。本专利技术的调频泵可以改变抽送流体工质的流量大小，在借助于截止阀的调节以满足脉动平均流量的需要，承插式脉动流发生器的阀片直动频率可根据需要脉动频率进行设定，阀片工作时，脉动支路的流量发生脉动变化，并且阀片上下直动的位移可以任意调节，满足不同脉动振幅的需要，当脉动流输出支路的流体脉动时，旁路的流量也一起脉动，将多余流量回流至水箱，脉动支路输出脉动流量通过观察高频流量计的读数可得到，根据读数进一步调节得到所需的脉动流。本专利技术主要优点在于1)该装置可得到精确的正弦波动的脉动流2)承插式脉动流发生器的阀片的直动式上下运动，可以直接改变输出流量，并且上下运动的距离相对于通道中心是对称的，距离也可任意调节，从而更容易得到脉动振幅。3)本装置通过引入调频泵，更加容易调节抽送的流量，以防止回流流量过大，消耗过多的能量。附图说明图I为本专利技术实施例的结构原理 图2为图I的承插式脉动流发生器的结构示意 图中 I、水箱，2、流体工质，3、调频泵，4、第一截止阀，5、三通，6、第二截止阀，7、承插式脉动流发生器，8、止回阀，9、高频流量计，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、21、调频电机，22、调频模块，23、凸轮，24、连杆，25、支架，26、行程标尺，27、密封套，28、锁紧螺栓，29、定位管。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步详细的说明，但是此说明不会构成对本专利技术的限制。 如图I所示，承插式脉动流发生装置，主要包括有水箱I、调频泵3、第一截止阀4、三通5和承插式脉动流发生器7组成的主路，图中，箭头为流体工质2流动方向， 其中所述的调频泵3 —端与水箱I连接，用于抽送流体工质2，调频泵3可输出不同流量的流体工质2，根据需要的脉动流量，选择不同流量等级，另一端连接第一截止阀4，用于调节抽送流量大小，所述的第一截止阀和承插式脉动流发生器之间通过三通5的两接口相连，另一接口连结一旁路，旁路上设置有第二截止阀6，抽送出来的流体工质2经过第一截止阀4，将通过三通5分为两路，一路经过旁路回流至水箱1，另一路经过脉动输出支路，调频泵用于抽送水箱中的流体工质2，第二截止阀用于调节旁路的流量大小，间接调节输出流量大小，当承插式脉动流发生器工作时，主路中的流体产生脉动，旁路辅助调节使主路中产生所要求的脉动流，当承插式脉动流输出流量减少时，旁路的流量增大，当输出流量增大时，旁路流本文档来自技高网...
【技术保护点】
承插式脉动流发生装置，其特征在于包括有水箱（1）、调频泵（3）、第一截止阀（4）、三通（5）和承插式脉动流发生器（7）组成的主路，其中所述的调频泵（3）一端与水箱（1）连接，用于抽送流体，另一端连接第一截止阀（4），用于调节抽送流量大小，所述的第一截止阀和承插式脉动流发生器之间通过三通（5）的两接口相连，另一接口连结一旁路，旁路上设置有第二截止阀（6），旁路将多余流体引导回流至水箱，调频泵用于抽送水箱中的流体工质（2），第二截止阀调节输出流量大小，当承插式脉动流发生器工作时，主路中的流体产生脉动，旁路辅助调节使主路中产生所要求的脉动流，当承插式脉动流输出流量减少时，旁路的流量增大，当输出流量增大时，旁路流量减少，所述的承插式脉动流发生器，包括有调频电机（21）、凸轮连杆机构、支架（25）、阀盖（17）、阀杆（18）、阀片（19）和阀座（20），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（23）相连接，阀杆（18）套装在阀盖中部，其上部与凸轮连杆机构的连杆（24）通过铰链相连接，所述的阀盖（17）通过螺栓（13）及螺帽（14）连接设置在底部的阀座（20）上，所述的阀片（19）与阀杆（18）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（19）在周期性运动过程中阀座（20）流通截面积出现周期性变化，阀座（20）通道流动阻力发生周期性变化，以此来调节阀座（20）输出的流量。...
【技术特征摘要】
1.承插式脉动流发生装置，其特征在于包括有水箱(I)、调频泵(3)、第一截止阀(4)、三通(5)和承插式脉动流发生器(7)组成的主路， 其中所述的调频泵(3)—端与水箱(I)连接，用于抽送流体，另一端连接第一截止阀(4)，用于调节抽送流量大小，所述的第一截止阀和承插式脉动流发生器之间通过三通(5)的两接口相连，另一接口连结一旁路，旁路上设置有第二截止阀(6)，旁路将多余流体引导回流至水箱，调频泵用于抽送水箱中的流体工质(2)，第二截止阀调节输出流量大小，当承插式脉动流发生器工作时，主路中的流体产生脉动，旁路辅助调节使主路中产生所要求的脉动流，当承插式脉动流输出流量减少时，旁路的流量增大，当输出流量增大时，旁路流量减少， 所述的承插式脉动流发生器，包括有调频电机(21)、凸轮连杆机构、支架(25)、阀盖(17)、阀杆(18)、阀片(19)和阀座(20)， 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(23)相连接，阀杆(18)套装在阀盖中部，其上部与凸轮连杆机构的连杆(24)通过铰链相连接，所述的阀盖(17)通过螺栓(13)及螺帽(14)连接设置在底部的阀座(20)上，所述的阀片(19)与阀杆(18)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(19)在周期性运动过程中阀座(20)流通截面积出现周期性变化，阀座(20)通道流动阻力发生周期性变化，以此来调节阀座(20 )输出的流量。2.按权利要求I所述的承插式脉动流发生装置，其特征在于所述的调频电机上安设有调速模块(2...
【专利技术属性】
技术研发人员：林纬，喻九阳，郑小涛，刘利军，徐建民，王成刚，杨文灏，聂思皓，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：
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