阅读说明：本技术 基于液压驱动的截面突变双腔涡环激励器 (Hydraulic drive-based section mutation double-cavity vortex ring exciter ) 是由 郭冠伦 成立 程晓渊 弋戈 侯宝珅 马辰阳 于 2020-03-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于液压驱动的截面突变双腔涡环激励器,包括液压驱动装置、弹性截面突变装置、风机和筒体,风机和弹性截面突变装置沿气流流动方向依次布置于筒体内,液压驱动装置通过管道与弹性截面突变装置连接。本发明利用弹性膜形变实现出风截面积的突变,进而产生轴向扰动产生涡环,装置整体化程度较高,活动部件减小,使用寿命长。(The invention discloses a hydraulic drive-based section mutation double-cavity vortex ring exciter which comprises a hydraulic drive device, an elastic section mutation device, a fan and a cylinder body, wherein the fan and the elastic section mutation device are sequentially arranged in the cylinder body along the airflow flowing direction, and the hydraulic drive device is connected with the elastic section mutation device through a pipeline. The invention realizes the sudden change of the air outlet sectional area by utilizing the deformation of the elastic membrane, further generates axial disturbance to generate a vortex ring, has higher integration degree of the device, reduces movable parts and has long service life.)

基于液压驱动的截面突变双腔涡环激励器

技术领域

本发明涉及流体力学技术领域，具体涉及一种基于液压驱动的截面突变双腔涡环激励器。

背景技术

给予气流轴向扰动是产生涡环的基本方式之一，现有方式通流通截面积的突变，产生细长高速气流柱，冲击前方未加速气流，间接实现气流的轴向扰动。如果使用机械杆架结构，则过于繁杂，需要各个部件紧密配合方能实现截面突变的效果。运行条件复杂，由此我们设计了基于液压驱动的截面突变双腔涡环激励器，利用液压驱动和特制弹性膜的形变实现流通截面积的突变，使得装置整体化增强，活动部件减小，使用寿命提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种基于液压驱动的截面突变双腔涡环激励器，利用弹性膜形变实现出风截面积的突变，进而产生轴向扰动产生涡环，装置整体化程度较高，活动部件减小，使用寿命长。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种基于液压驱动的截面突变双腔涡环激励器，包括液压驱动装置、弹性截面突变装置、风机和筒体，风机和弹性截面突变装置沿气流流动方向依次布置于筒体内，液压驱动装置通过管道与弹性截面突变装置连接；液压驱动装置调节充入弹性截面突变装置的内腔中液压，从而改变筒体出口端的气流出口截面积。

按照上述技术方案，筒体的底部设有进气端口，筒体的上端敞开，风机和弹性截面突变装置由下至上依次布置于筒体内。

按照上述技术方案，弹性截面突变装置包括弹性膜，弹性膜的内腔充有液体，弹性膜的内腔通过管道与弹性截面突变装置连接。

按照上述技术方案，弹性膜为环形弹性膜。

按照上述技术方案，液压驱动装置包括推拉机构、压力板和液压腔体，压力板横向设置于液压腔体内，液压腔体通过管道与弹性截面突变装置连接，推拉机构与压力板连接，带动压力板在液压腔体内上下移动。

按照上述技术方案，推拉机构包括电机和丝杆，电机的输出轴通过丝杆与压力板连接，电机通过丝杆带动压力板往复移动。

按照上述技术方案，液压腔体设置于筒体底部，液压腔体的底部设有端盖，电机固设于端盖上。

按照上述技术方案，筒体壁上设有中空流道，中空流道作为液压驱动装置与弹性截面突变装置之间的连接管道。

按照上述技术方案，筒体内壁上设有环形夹层，环形夹层与筒体壁之间的空间形成中空流道。

按照上述技术方案，筒体包括依次连接一号管道和二号管道，一号管道与二号管道之间设有风机，二号管道的侧壁上设有进气端口，一号管道和二号管道的侧壁上均设有中空流道。

按照上述技术方案，液压腔体设置于二号管道的底部。

本发明具有以下有益效果：

本发明利用弹性膜形变实现出风截面积的突变，进而产生轴向扰动产生涡环，装置整体化程度较高，活动部件减小，使用寿命长。

附图说明

图1是本发明实施例中基于液压驱动的截面突变双腔涡环激励器的爆炸示意图；

图2是本发明实施例中基于液压驱动的截面突变双腔涡环激励器的主视图；

图3是图2的A-A剖视图；

图中，1-弹性膜，2-一号管道，3-风机，4-二号管道，5-压力板，6-丝杆，7-电机，8-端盖，9-中空流道，10-液压腔体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

参照图1～图3所示，本发明提供的一个实施例中的基于液压驱动的截面突变双腔涡环激励器，包括液压驱动装置、弹性截面突变装置、风机3和筒体，风机3和弹性截面突变装置沿气流流动方向依次布置于筒体内，液压驱动装置通过管道与弹性截面突变装置连接；液压驱动装置调节充入弹性截面突变装置的内腔中液压，从而改变筒体出口端的气流出口截面积。

进一步地，筒体的底部设有进气端口，筒体的上端敞开，风机3和弹性截面突变装置由下至上依次布置于筒体内。

进一步地，弹性截面突变装置包括弹性膜1，弹性膜1的内腔充有液体，弹性膜1的内腔通过管道与弹性截面突变装置连接。

进一步地，弹性膜1为环形弹性膜1。

进一步地，液压驱动装置包括推拉机构、压力板5和液压腔体10，压力板5横向设置于液压腔体10内，液压腔体10通过管道与弹性截面突变装置连接，推拉机构与压力板5连接，带动压力板5在液压腔体10内上下移动。

进一步地，推拉机构包括电机7和丝杆6，电机7的输出轴通过丝杆6与压力板5连接，电机7通过丝杆6带动压力板5往复移动。

进一步地，液压腔体10设置于筒体底部，液压腔体10的底部设有端盖8，电机7固设于端盖8上。

进一步地，筒体壁上设有中空流道9，中空流道9作为液压驱动装置与弹性截面突变装置之间的连接管道。

进一步地，筒体内壁上设有环形夹层，环形夹层与筒体壁之间的空间形成中空流道9。

进一步地，筒体包括依次连接一号管道2和二号管道4，一号管道2与二号管道4之间设有风机3，二号管道4的侧壁上设有进气端口，一号管道2和二号管道4的侧壁上均设有中空流道9，中空流道9用于液压驱动装置将液体充入弹性截面突变装置的内腔中，气流从进气端口进入二号管道，经风机通过一号管道，并从弹性截面突变装置输出。

进一步地，液压腔体10设置于二号管道4的底部。

本发明的工作原理：

参照图1～3图所示，本发明提供的基于液压驱动的截面突变双腔涡环激励器，初始，压力板5位于上止点处，特制弹性膜1此时处于拉伸状态，流道内流通截面积为正常大小，风机3旋转向一号管道2内泵入空气，气流由二号管道4开口端进入，一号管道2出口处流出，下一时刻压力板5在电机7驱动下由上止点向下支点运动，推动腔体内液体运动，液压经一号2及二号管道4内中空流道9传递至特制弹性膜1之上，使得特制弹性膜1开始膨胀，当压力板5到达下支点处时，特制弹性膜1形变达到最大，使得一号管道2出风口处变成同心圆样式，流通截面由于特制弹性膜1的挤压发生突变，面积变小，此时流经截面处的气体被加速，产生细长高速气流柱，冲击一号管道2前方未加速气流，即基于前方气流轴向扰动，扰动后的气流在出口处由于剪切作用发生卷曲产生涡环。此后压力板5由下支点向上止点运动，液体在负压作用下，由特制弹性膜1回流至液压腔体10，流通截面恢复正常大小，此为一个涡环产生周期。该装置整体化程度较高，活动部件少，使用寿命长，利用液压驱动实现特制弹性膜的形变，进而实现流通截面积的突变，进一步给予气流轴向扰动，最终在出口处由于剪切作用产生涡环。

进一步地，基于液压驱动的截面突变双腔涡环激励器包括液压驱动装置和弹性截面突变装置，弹性截面突变装置设置于液压驱动装置前端，两装置装置处于同一轴线上。

进一步地，液压驱动装置包括电机7、丝杆6、液压腔体10、端盖8、中空流道9，电机7通过支架安装于液压腔体10内腔，电机7通过丝杆6带动压力板5往复运动。

进一步地，二号管道4底部设有进气端口，端口联通涡环发生器内腔，且不破坏中空流道的封闭性，二号管道4外径等于一号管道2内径，两者通过嵌套紧密连接，实现中空流道的联通的密封。

进一步地，一号管道2及二号管道4设置有中空流道，可以放置液体，实现液压传动。

进一步地，一号管道2内部设置有风机支架，风机3安装于支架之上。

进一步地，在一号管道2中部设置有特制形状弹性膜1，液压驱动弹性膜实现形变。

以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。