[發明專利]高效合成射流激勵器

無效

• 申請號: 200710100366.6
• 申請日: 2007-06-08
• 公開（公告）號: CN101070867A
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發明（設計）人: 張攀峰;王晉軍;徐超軍;馮立好
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: F15D1/08
• 分類號: F15D1/08
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司
• 代理人: 王順榮;唐愛華

(一)技術領域：

本發明涉及一種高效合成射流激勵器，屬于流動傳輸和主動控制技術領域。

(二)背景技術：

合成射流是近十年來發展起來的一種新型主動流動控制技術。活塞或壓電薄膜進行往返運動吹/吸氣體，在腔體出口處形成一系列渦環/對，它們在向外擴展的過程中相互融合形成合成射流。其主要原理是在吹氣周期內，腔體內流體在活塞或振動薄膜的壓縮下在腔體出口處形成渦環/對，并在它們自身誘導作用下向遠離腔體出口方向運動；而在吸氣周期內，渦環/對距離腔體出口較遠而不會被吸入到腔體中。它吹出的質量和吸入的質量相等，因此又被稱為“零質量射流”和“自耦合射流”。它可以起到減小阻力、增加升力、加強摻混以及矢量控制等目的。與傳統的吸/吹氣流動控制相比，合成射流具有結構簡單緊湊、重量輕、成本低、維護方便等諸多優點，在流體機械、飛行器流動分離部件、航空航天發動機上都有很好的應用前景，因而受到了眾多研究者的廣泛關注。傳統合成射流激勵器，不管采取什么形式(活塞式、壓電薄膜等)，形成射流的激勵信號一般都是標準的正弦函數。而從合成射流的形成機理來看，渦環/對得以離開孔口融合形成射流，主要是其誘導速度比較大，從而不會在吸氣周期中被吸入到腔體中。基于這種特征，如果能在保持吹/吸氣過程中體積流量不變的前提下，將吹氣時間縮短、吸氣時間延長(如圖4中虛線所示)，勢必可以減小吸氣過程對渦環/對的影響，從而得到效率更高的合成射流。本發明正是基于這一考慮，提出了一種新的產生高效合成射流的激勵信號。

(三)發明內容：

本發明一種高效合成射流激勵器，其目的在于：研制一種高效的合成射流激勵器，將射流吹氣過程縮短，吸氣過程延長，增強激勵器渦量的輸出，提高能耗比，以此解決合成射流在實際應用中功率不夠或效率太低的問題。

本發明一種高效合成射流激勵器，它包括：控制系統和執行系統；該控制系統具體包括微型計算機1，A/D轉換卡2，可編程控制器PLC3；該執行系統具體包括伺服電機4，對心曲柄機構5(包括偏心圓盤9和連桿10)，振動器6，腔體7；該控制系統產生一種高效激勵信號，控制和監視激勵器工作，而該執行系統接收控制系統所發出的指令，按照指令信號工作。該控制系統中引入控制電機運轉的可編程控制器PLC3，從而使對心曲柄機構5具有急回特性。

該高效合成射流激勵器的具體連接方式為：微型計算機1通過A/D轉換卡2與可編程控制器PLC3相連，可編程控制器PLC3連接伺服電機4，伺服電機4再通過對心曲柄機構5與振動器6相連，振動器6在腔體7內。這樣就可以通過可編程控制器PLC3在微型計算機1上在線編程產生高效合成射流激勵信號，該高效激勵信號經過A/D轉換卡2存儲到可編程控制器PLC3，可編程控制器PLC3控制伺服電機4進行圓周運動，最后通過對心曲柄機構5將伺服電機4的圓周運動轉化為振動器6在腔體7內的具有急回特性的往返運動。

可編程控制器PLC3控制伺服電機4做上下半周期時間比不等于1的轉動，從而實現對心曲柄機構5的急回運動，形成高效合成射流。

振動器6為固定在腔體7上的彈性薄膜或可以在腔體7內壁往返運動的活塞。

腔體7設有腔體出口8，其形狀為圓孔或細長縫。

本發明一種高效合成射流激勵器，其優點和功效在于：

1、可編程控制器PLC3的引入使對心曲柄機構5具有急回特性，使得射流吹氣過程縮短，吸氣過程延長，以此提高合成射流形成渦環的輸出渦量和平移速度，提高控制效率；

2、使用可編程控制器PLC3控制對心曲柄機構5，可以對激勵器的控制效率進行調制(吸程/吹程時間比的調節)；

3、渦環速度的提高有利于清潔腔體出口附近的雜質，提高合成射流激勵器的使用壽命；

4、本發明的振動器6根據控制部件的需要可以選彈性薄膜或與腔體7密封接觸的活塞，推廣了它的應用范圍。

(四)附圖說明：

圖1是高效合成射流激勵器的總體框圖；

圖2是激勵器腔體剖面圖；

圖3是對心曲柄機構組成示意圖；

圖4是高效激勵信號示意圖；

圖5是高效激勵信號生成指令；

圖6是高效合成射流激勵器執行效果圖；

圖中具體標號如下：

a、控制系統????????b、執行系統

1、微型機算計??????2、A/D轉換卡??????3、可編程控制器PLC

4、伺服電機????????5、對心曲柄機構???6、振動器

7、腔體????????????8、腔體出口???????9、偏心圓盤