一種頻率可控氣流偏轉(zhuǎn)控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種頻率可控氣流偏轉(zhuǎn)控制裝置，屬于流體控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前工程應(yīng)用中控制流體自動化的機械元件有各種形式的電磁閥，用于在工業(yè)生產(chǎn)中調(diào)整介質(zhì)的方向，流量，速度及其他參數(shù)，而用于氣流偏轉(zhuǎn)的電磁閥稱之為方向控制閥。現(xiàn)有的電磁閥工作原理為，在電磁閥內(nèi)部有密閉的腔，在不同位置開設(shè)通孔，每個孔連接不同的管路。腔中間是活塞，兩側(cè)有兩塊電磁鐵，在工作時，閥體會被吸引到通電電磁鐵一側(cè)。在方向控制閥中，通過輸入脈沖波信號，便可設(shè)定射流偏轉(zhuǎn)頻率。電磁閥從閥結(jié)構(gòu)和材料上的不同與原理上的區(qū)別，可分為六個分支小類:直動膜片結(jié)構(gòu)、分步直動膜片結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)膜片結(jié)構(gòu)、直動活塞結(jié)構(gòu)、分步直動活塞結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)活塞結(jié)構(gòu)。目前電磁閥的優(yōu)點為:技術(shù)成熟，易電氣化，使用安全，動作快速，功率小，外形輕巧，型號多樣，用途廣泛。但電磁閥同時存在一定的局限性，如調(diào)節(jié)精度受限，閥芯只能處于兩個極限位置，不能連續(xù)調(diào)節(jié)。同時電磁閥對介質(zhì)潔凈度有較高要求，雜質(zhì)必須過濾。此外，在電磁閥中密封材料基本為橡膠，存在長時間放置后橡膠老化導(dǎo)致密封失效的問題。在特殊使用環(huán)境中，如高電磁輻射環(huán)境中，電磁閥的抗干擾能力大大減弱，甚至失效。而振蕩射流元件不需外部電磁來改變其偏轉(zhuǎn)特性，完全由結(jié)構(gòu)設(shè)計來實現(xiàn)，可應(yīng)用于這些特殊環(huán)境中。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]為了克服現(xiàn)有電磁閥對流體方向偏轉(zhuǎn)控制的不足，本實用新型提出了一種頻率可控氣流偏轉(zhuǎn)控制裝置，該裝置不僅可以實現(xiàn)氣流偏轉(zhuǎn)，而且偏轉(zhuǎn)頻率人為可控。相對于電磁閥，本實用新型具有體積小，結(jié)構(gòu)簡單，可連續(xù)調(diào)節(jié)，使用壽命長，偏轉(zhuǎn)頻率高，所需輸入控制能量低等優(yōu)點。
[0004]本實用新型為解決其技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案:
[0005]—種頻率可控氣流偏轉(zhuǎn)控制裝置，其特征在于，包括單穩(wěn)態(tài)附壁振蕩射流元件和等離子體激勵器，所述單穩(wěn)態(tài)附壁振蕩射流元件用于提供射流氣流來源的主射流氣源;所述等離子體激勵器用于對氣流方向進行控制;所述單穩(wěn)態(tài)射流元件包括射流入口、入口噴嘴、凹型分流劈、控制端口、氣流偏轉(zhuǎn)左出口和氣流偏轉(zhuǎn)右出口 ；射流入口與入口噴嘴相連接，控制端口位于本裝置肩部以下，靠近氣流偏轉(zhuǎn)右出口一側(cè)，氣流偏轉(zhuǎn)左出口位于氣流偏轉(zhuǎn)右出口對應(yīng)另外一側(cè)，凹型分流劈位于裝置中心，等離子體激勵器布置在控制端口內(nèi)。
[0006]所述等離子體激勵器與高電壓電源連接。
[0007]所述高電壓電源與高壓信號發(fā)生器連接。
[0008]所述高壓信號發(fā)生器發(fā)出頻率及占空比的信號，控制等離子體激勵器的通斷頻率及占空比。
[0009]所述離子體激勵器的通斷頻率為ΙΗζ-ΙΜΗζ
[0010]本實用新型的有益效果如下:[0011 ] 1、本實用新型機械結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)一體化設(shè)計，加工難度低。
[0012]2、本實用新型連接件少，氣密性高，無需使用橡膠密封圈，經(jīng)濟性及可靠性提高。
[0013]3、本實用新型不使用橡膠密封圈，無橡膠老化等問題，可應(yīng)用于某些特殊環(huán)境，如尚熱，尚氧，尚濕度等環(huán)境。
[0014]4、本實用新型氣流偏轉(zhuǎn)人為可控，偏轉(zhuǎn)頻率由等離子體激勵器控制，在使用過程中即可連續(xù)控制，且可偏轉(zhuǎn)頻率范圍高，放電頻率最高可達3000Hz。
[0015]5、本實用新型采用流體流動控制技術(shù)，所需額外輸入能量較低，節(jié)能環(huán)保。
【附圖說明】
[0016]圖1為氣流偏轉(zhuǎn)控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖，其中，I為射流入口；2為入口噴嘴；3為控制端口； 4為凹型分流劈;5為等離子體激勵器;6-1為氣流偏轉(zhuǎn)左出口； 6-2為氣流偏轉(zhuǎn)右出口。
[0017]圖2為等離子體激勵器關(guān)閉時，氣流偏轉(zhuǎn)示意圖。
[0018]圖3為等離子體激勵器開啟時，氣流偏轉(zhuǎn)示意圖。
[0019]圖4為典型介質(zhì)阻擋放電等離子體激勵器結(jié)構(gòu)示意圖，其中7為電源；8為裸露電極;9為阻擋介質(zhì)；10為介質(zhì)覆蓋電極。
[0020]圖5為本氣流偏轉(zhuǎn)控制裝置原理框圖。
【具體實施方式】
[0021 ]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。
[0022]本實用新型裝置如圖1所示，包括射流入口I，入口噴嘴2，控制端口 3，凹型分流劈4及氣流偏轉(zhuǎn)左出口 6-1，氣流偏轉(zhuǎn)右出口 6-2。射流入口 I氣流由恒壓氣罐提供，并由氣流閥門控制入口氣流的流量。該射流元件設(shè)計為單穩(wěn)態(tài)附壁振蕩射流元件，在控制端口 3無任何輸入情況下，根據(jù)康達效應(yīng)，由射流入口 I進入的氣流將一直依附于氣流偏轉(zhuǎn)右出口6-2端口一側(cè)，氣流由氣流偏轉(zhuǎn)右出口 6-2流出，如圖2所示。當控制端口 3有輸入時，氣流發(fā)生偏轉(zhuǎn)，依附于氣流偏轉(zhuǎn)左出口 6-1端口一側(cè)，氣流由氣流偏轉(zhuǎn)左出口 6-1流出，如圖3所示。因此，要實現(xiàn)氣流的偏轉(zhuǎn)，便依靠于控制端口 3的輸入與否。
[0023]圖1中控制端口3內(nèi)部布置等離子體激勵器5，等離子體激勵器如圖4所示，與高電壓電源連接，當通電時產(chǎn)生射流，斷電時停止。此通斷頻率可控且頻率范圍廣，可達到IHz-1MHz0
[0024]本實用新型裝置工作時，設(shè)置好所需的頻率及占空比。通電時，等離子激勵器5工作，在控制端口 3產(chǎn)生氣流輸入，由射流入口 I進入的主氣流偏轉(zhuǎn)向氣流偏轉(zhuǎn)左出口 6-1 —偵1|。斷電時，控制端口3不產(chǎn)生氣流輸入，由射流入口 I進入的主氣流由于單穩(wěn)態(tài)射流元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，將偏向氣流偏轉(zhuǎn)右出口 6-2—側(cè)。
[0025]圖2為氣流偏轉(zhuǎn)示意圖，圖中所示為等離子體激勵器未開啟狀態(tài)下，氣流偏轉(zhuǎn)裝置為單穩(wěn)態(tài)，僅向一側(cè)偏轉(zhuǎn)。
[0026]圖3為氣流偏轉(zhuǎn)示意圖，圖中所示為等離子體激勵器開啟狀態(tài)下，氣流經(jīng)控制，偏向于另外一側(cè)。
[0027]圖4為等離子體激勵器結(jié)構(gòu)示意圖，當通電時，會產(chǎn)生小股氣流，此氣流在本實用新型中為控制氣流。
[0028]根據(jù)康達效應(yīng)設(shè)計單穩(wěn)態(tài)附壁振蕩射流元件，在不施加任何控制時，氣流永遠偏向于一側(cè)。當施加微小控制壓力后，氣流會偏轉(zhuǎn)向另一側(cè)，停止施加控制，便回復(fù)到單穩(wěn)態(tài)狀態(tài)，即偏向于原先一側(cè)。此方法控制端口 3所需要的控制壓力較小，在工作中所需額外輸入能量小。同時只需改變控制端口 3輸入的通斷頻率，便可改變氣流偏轉(zhuǎn)頻率。在控制端口 3內(nèi)布置等離子體激勵器5。等離子體激勵器5可以產(chǎn)生符合偏轉(zhuǎn)要求的控制壓力，同時其產(chǎn)生頻率及占空比可人為控制，可控頻率in圍大，使振湯射流振湯頻率in圍更大。
[0029]圖5為本實用新型氣流偏轉(zhuǎn)控制裝置原理框圖。等離子體激勵器5布置在控制端口3內(nèi)與高電壓電源連接，高電壓電源與高壓信號發(fā)生器連接。氣流元件為單穩(wěn)態(tài)附壁射流元件，不施加外部控制時，氣流僅從氣流偏轉(zhuǎn)右出口 6-2流出。所述主射流氣源通過氣流閥門與附壁振蕩射流元件射流入口 I連接。所述氣流閥門可根據(jù)控制信號調(diào)整輸出氣流流量。本實用新型工作時，由高壓信號發(fā)生器發(fā)出頻率及占空比的信號，控制等離子體激勵器5的通斷頻率及占空比，等離子體激勵器5通斷頻率可以實現(xiàn)本實用新型裝置的切換頻率。
【主權(quán)項】
1.一種頻率可控氣流偏轉(zhuǎn)控制裝置，其特征在于，包括單穩(wěn)態(tài)附壁振蕩射流元件和等離子體激勵器(5)，所述單穩(wěn)態(tài)附壁振蕩射流元件用于提供射流氣流來源的主射流氣源;所述等離子體激勵器(5)用于對氣流方向進行控制;所述單穩(wěn)態(tài)附壁振蕩射流元件包括射流入口( I)、入口噴嘴(2)、凹型分流劈(4)、控制端口(3)、氣流偏轉(zhuǎn)左出口(6-1)和氣流偏轉(zhuǎn)右出口(6-2);射流入口(I)與入口噴嘴(2)相連接，控制端口(3)位于本裝置肩部以下，靠近氣流偏轉(zhuǎn)右出口(6-2)—側(cè)，氣流偏轉(zhuǎn)左出口(6-1)位于氣流偏轉(zhuǎn)右出口(6-2)對應(yīng)另外一側(cè)，凹型分流劈(4)位于裝置中心，等離子體激勵器(5)布置在控制端口(3)內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頻率可控氣流偏轉(zhuǎn)控制裝置，其特征在于，所述等離子體激勵器(5)與高電壓電源連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種頻率可控氣流偏轉(zhuǎn)控制裝置，其特征在于，所述高電壓電源與高壓信號發(fā)生器連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種頻率可控氣流偏轉(zhuǎn)控制裝置，其特征在于，所述高壓信號發(fā)生器發(fā)出頻率及占空比的信號，控制等離子體激勵器(5)的通斷頻率及占空比。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種頻率可控氣流偏轉(zhuǎn)控制裝置，其特征在于，所述等離子體激勵器(5)的通斷頻率為ΙΗζ-ΙΜΗζ。
【專利摘要】本實用新型公開了一種頻率可控氣流偏轉(zhuǎn)控制裝置，屬于流體控制技術(shù)領(lǐng)域。該控制裝置包括單穩(wěn)態(tài)附壁振蕩射流元件和等離子體激勵器（5）；所述單穩(wěn)態(tài)射流元件包括射流入口（1）、入口噴嘴（2）、凹型分流劈（4）、控制端口（3）、氣流偏轉(zhuǎn)左出口（6-1）和氣流偏轉(zhuǎn)右出口（6-2）。本實用新型具有體積小，結(jié)構(gòu)簡單，可連續(xù)調(diào)節(jié)，使用壽命長，偏轉(zhuǎn)頻率高，所需輸入控制能量低等優(yōu)點。
【IPC分類】F16K31/02, F16K11/00
【公開號】CN205331554
【申請?zhí)枴緾N201521006789
【發(fā)明人】胡亮, 史志偉, 王杰, 杜海, 陸紀椿, 魏德宸
【申請人】南京航空航天大學
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2015年12月8日