[發(fā)明專利]一種滑片式脈動(dòng)射流激勵(lì)器

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201410573075.9
• 申請日: 2014-10-24
• 公開（公告）號: CN104329254A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊治國;伍耐明;李明震
• 申請（專利權(quán)）人: 北京綠能時(shí)代科技有限公司
• 主分類號: F04C18/344
• 分類號: F04C18/344;F04C29/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空航天領(lǐng)域使用的一種流動(dòng)控制激勵(lì)器，特別涉及滑片式脈動(dòng)射流激勵(lì)器。

二、背景技術(shù)

流動(dòng)控制技術(shù)主要是通過對運(yùn)動(dòng)流體施加力、質(zhì)量、熱量和電磁等物理量來改變流動(dòng)狀態(tài)，從而也改變流動(dòng)物體的受力狀態(tài)或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。流動(dòng)控制是流體力學(xué)的前沿問題，分為被動(dòng)流動(dòng)控制和主動(dòng)流動(dòng)控制。被動(dòng)流動(dòng)控制技術(shù)的性能比較可靠，易于實(shí)現(xiàn)，但是當(dāng)實(shí)際的情況偏離設(shè)計(jì)狀態(tài)時(shí)，其控制效果就會(huì)變差，而主動(dòng)流動(dòng)控制是將輔助能量引入的一種控制方式，在流動(dòng)環(huán)境中直接注入合適的能量或擾動(dòng)模式，從而與系統(tǒng)內(nèi)在模式發(fā)生相互作用而達(dá)到控制目的。相對于被動(dòng)控制來說，主動(dòng)控制主要存在兩大優(yōu)點(diǎn)：1、通過小尺度、局部的能量的注入、尤其是對臨界點(diǎn)附近的控制達(dá)到改變?nèi)珗龅牧鲃?dòng)結(jié)構(gòu)的效果。如對邊界層內(nèi)轉(zhuǎn)捩的控制；2、能夠?qū)?fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行精確地相位控制，如對湍流的產(chǎn)生進(jìn)行控制，有效的降低摩擦阻力。

吹氣和吸氣是主動(dòng)流動(dòng)控制技術(shù)的主要方法之一。人們發(fā)現(xiàn)，通過在機(jī)翼翼梢的展向吹氣看，可以起到類似延長翼展達(dá)到增加升力的效果。利用機(jī)翼前緣的吸氣和后緣的吹氣，對機(jī)翼表面邊界層內(nèi)的流動(dòng)進(jìn)行干預(yù)，能夠有效延遲邊界層內(nèi)流動(dòng)的分離，增大機(jī)翼表面層流區(qū)，從而達(dá)到增升減阻的目的。發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道、直升機(jī)旋翼、渦輪葉柵等也有利用吹氣和吸氣技術(shù)進(jìn)行主動(dòng)流動(dòng)控制的情況。

已有的激勵(lì)器類型有如下幾種：

a.聲激勵(lì)式激勵(lì)器，利用聲學(xué)整流效應(yīng)，需要發(fā)生裝置才能工作，并且工作時(shí)產(chǎn)生的噪音較大，產(chǎn)生的射流能力也小。

b.活塞式驅(qū)動(dòng)激勵(lì)器，產(chǎn)生的射流能量較大，需要點(diǎn)擊和傳送裝置，構(gòu)造復(fù)雜。

c.壓電膜式激勵(lì)器，工作的頻帶較寬，結(jié)構(gòu)相對簡單，但對加工技術(shù)要求相對較高。

d.形狀記憶合金作動(dòng)式激勵(lì)器射流能量比較高，但工作頻率低，構(gòu)件的工作壽命短。

三、發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種滑片式脈動(dòng)射流激勵(lì)器，利用滑片式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)發(fā)明出一種新型滑片式脈動(dòng)射流激勵(lì)器，以解決現(xiàn)有激勵(lì)器中射流能量低、效率低、成本高及設(shè)計(jì)復(fù)雜的技術(shù)問題。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種滑片式脈動(dòng)射流激勵(lì)器，它主要由殼體1、滑片2、轉(zhuǎn)子3、轉(zhuǎn)軸4、排氣口5、進(jìn)氣口6、集氣腔7、氣缸8等組成。殼體1上開有進(jìn)氣口5和排氣口6，殼體1內(nèi)開有氣缸8。轉(zhuǎn)子3偏心的安裝在氣缸8內(nèi)，形成集氣腔7；轉(zhuǎn)子上開有四個(gè)呈不同角度的徑向凹槽，每個(gè)凹槽中都裝有能沿徑向自由滑動(dòng)的滑片2，每兩個(gè)凹槽之間的夾角按照60°、120°、60°、120°相間分布，形成不同工作容積的集氣腔7。

當(dāng)原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于離心力的作用，滑片被甩出，緊貼在氣缸內(nèi)表面上，相鄰兩滑片、轉(zhuǎn)子外表面、氣缸內(nèi)表面形成的封閉腔體成為一個(gè)小室；四個(gè)小室對應(yīng)圓心角依次為60°、120°、60°、120°。在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周之內(nèi)，每一個(gè)集氣腔容積將由最小值逐漸變大，完成膨脹吸氣；再由最大值逐漸變小，完成壓縮排氣，循環(huán)往復(fù)。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，相鄰兩個(gè)小室的對應(yīng)圓心角不相同，則集氣腔容積不同。當(dāng)由小容積切換到大容積時(shí)，可根據(jù)需要產(chǎn)生較為理想的脈動(dòng)氣流，而轉(zhuǎn)子只需勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，形成更加充分的擾動(dòng)，易于實(shí)現(xiàn)主動(dòng)流動(dòng)控制。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，氣缸型線和轉(zhuǎn)子型線都采用圓形，與其他類似發(fā)明不同，構(gòu)造簡單，減少摩擦，易于加工裝配，且提高工作效率。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于通過改變轉(zhuǎn)子所對應(yīng)的圓心角，獲得所需要的射流脈動(dòng)強(qiáng)度，使主動(dòng)流動(dòng)控制變得更加容易。

有益效果

a.可將現(xiàn)有滑片式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子按專利要求改裝，可以很好的節(jié)約成本。

b.結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)迅速、可重復(fù)性好，且易于微型化，因?yàn)閳A形型線的設(shè)計(jì)，降低了摩擦，所以噪聲低，效率高。

c.本發(fā)明經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，轉(zhuǎn)子在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)下即可獲得明顯的脈沖氣流。

四、附圖說明

圖1：激勵(lì)器的截面示意圖

圖2：激勵(lì)器的工作示意圖

其中1殼體、2滑片、3轉(zhuǎn)子、4轉(zhuǎn)軸、5排氣口、6進(jìn)氣口、7集氣腔、8氣缸。

五、具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述，但它們不是對本發(fā)明的進(jìn)一步限制。