[發明專利]一種基于射流空化的液體流量自動穩定裝置

有效

• 申請號: 201611194175.6
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106762860B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 龍新平;章君強;季斌
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: F04F5/10
• 分類號: F04F5/10;F04F5/44;F04F5/46;F04F5/48
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 程欣

本發明公開了一種基于射流空化的液體流量自動穩定裝置。本發明包括供流管、吸入室、限位環、減壓環、噴嘴、空化腔。該裝置先將上游來流分為兩部分，一部分經噴嘴加速減壓后噴入空化腔，另一部分經過串聯的減壓環減壓后也流入空化腔。兩股流體在空化腔的收縮管內再次匯合，兩股流體產生漩渦繼而產生較大脈動壓力導致空化初生，然后在喉管內快速發展成劇烈的空化云，擁塞整個喉管，并一直發展到擴散管之后才逐漸潰滅；喉管內充滿空化云，使得出口壓力的波動無法傳導至喉管上游，導致從供流管至收縮管的壓差始終恒定，繼而實現了流量穩定。本發明響應速度極快、流量穩定性非常高、結構簡單、可維護性高、對介質的適應能力強，可以大規模使用。

技術領域

本發明屬于液體流量控制技術領域，具體涉及一種全新的基于射流空化的液體自動流量穩定裝置。

背景技術

現有的液體流量穩定裝置，大致可分為電控和自控兩種。電控即需要利用電信號驅動反饋單元進行控制，大多采用電控閥門與流量傳感器配合的形式，當流量傳感器感應到流量變化，就將信號傳遞給控制中樞，控制中樞再給電控閥門發出動作指令，再由電控閥門動作實現流量控制，直至流量恢復到設定值，公開號為CN1865747A所公開的電控恒流水閥即是這種類型。自控則不需要電源，多采用壓差控制模式，當流量變化時，控制裝置前后壓差變化，控制裝置內置機構由于壓差變化直接做出動作，做出反饋調節，使壓差恢復，從而實現流量控制。先導式流量控制閥即是這種方式的典型代表。

不論是電控還是自控，現有的液體流量穩定裝置都是一種漸進的流量穩定裝置，都存在調節時間過長導致流量在設定值上下波動時間過長、波動幅度大，且裝置結構復雜，可維護性差。類似于先導式流量控制閥的自控裝置還存在流量穩定精度不高的問題。這些裝置都不適用于對流量穩定性和響應速度要求非常高場合。

發明內容

本發明的目的是提出一種流量穩定性高、響應速度快、結構簡單、可維護性高、成本低廉的液體流量穩定裝置。

為解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案：

一種基于射流空化的液體流量自動穩定裝置，包括沿水流方向依次同軸連接的供流管、管狀吸入室和空化腔；所述供流管沿水流方向包括連為一體的總來流管和噴嘴連接管，所述總來流管的直徑尺寸大于噴嘴連接管直徑尺寸；所述噴嘴連接管出液端設置有噴嘴；所述噴嘴連接管位于管狀吸入室內；所述空化腔沿水流方向包括連為一體的收縮管、喉管和擴散管；所述管狀吸入室一端通過螺紋與總來流管連接、另一端通過螺紋與收縮管連接；所述總來流管與噴嘴連接管連接端的環形交接端面上設置有若干個與管狀吸入室相通的吸入室供流孔；所述管狀吸入室與噴嘴連接管之間設置有減壓機構；所述管狀吸入室內壁上的減壓機構兩端分別設置有限位環和定位環。

作為優選項：所述減壓機構包括若干個水平方向依次重疊放置的減壓環，所述減壓環外徑與管狀吸入室內徑一致，內徑大于噴嘴連接管外徑；所述減壓環縱截面為凹型；所述減壓環內側的凹型依次連接形成鋸齒狀。

作為優選項：所述限位環與管狀吸入室螺紋連接,限位環與定位環配合夾緊減壓環組。

作為優選項：所述限位環縱截面為梯形；梯形上底遠離減壓機構，梯形上底端面的圓周上均勻設置有四個旋緊槽。

作為優選項：所述吸入室供流孔為4個以上，采用中心對稱等距的分布在總來流管與噴嘴連接管連接端的環形交接端面上。

作為優選項：所述噴嘴沿其水流方向為內徑逐漸縮小；所述噴嘴出液端位于收縮管內，且噴嘴出液端直徑小于喉管內徑。

作為優選項：所述噴嘴出液端設置有直流道，所述直流道長度為出液端內徑的0.2-0.3倍。

作為優選項：所述空化腔中收縮管為出液端小于進液端的錐形，喉管為直管，擴散管為出液端大于進液端的喇叭形。

作為優選項：所述噴嘴出液端與喉管入口距離為喉管入口直徑的0.5-1倍。