阅读说明：本技术 一种基于附壁效应的单稳态输出反馈式射流振荡器 (Monostable output feedback type jet oscillator based on wall attachment effect ) 是由 康荣杰 凌振超 于 2021-09-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于附壁效应的单稳态输出反馈式射流振荡器,包括一个与入口相连的喷嘴、与喷嘴相连的一个振荡腔和一个设置在振荡腔出口的分流劈,分流劈的一个侧面与射流排出附壁面共同组成射流排出流道,射流排出流道与外界环境连通,分流劈的另一个侧面与输出流道侧壁面共同组成射流输出流道,输出流道侧壁面的前部为射流输出附壁面,射流输出附壁面和射流排出附壁面分别连接在喷嘴的两侧,在射流输出流道上连接有回流排放流道,回流排放流道位于射流输出附壁面的尾部,射流排出附壁面与喷嘴的轴向夹角大于射流输出附壁面与喷嘴的轴向夹角。本发明可使振荡器输出口下游压力在较大范围内发生周期性的变化。(The invention discloses a monostable output feedback type jet oscillator based on a wall attachment effect, which comprises a nozzle connected with an inlet, an oscillation cavity connected with the nozzle and a splitter arranged at an outlet of the oscillation cavity, wherein one side surface of the splitter and a jet discharge wall attachment surface jointly form a jet discharge flow channel, the jet discharge flow channel is communicated with the external environment, the other side surface of the splitter and an output flow channel side wall surface jointly form a jet output flow channel, the front part of the output flow channel side wall surface is a jet output wall attachment surface, the jet output wall attachment surface and the jet discharge wall attachment surface are respectively connected to two sides of the nozzle, a backflow discharge flow channel is connected to the jet output flow channel, the backflow discharge flow channel is positioned at the tail part of the jet output wall attachment surface, and the axial included angle between the jet discharge wall attachment surface and the nozzle is larger than that between the jet output wall attachment surface and the nozzle. The invention can make the pressure at the downstream of the output port of the oscillator periodically change in a large range.)

一种基于附壁效应的单稳态输出反馈式射流振荡器

技术领域

本发明涉及流体的射流控制技术领域，是一种基于附壁效应的单稳态输出反馈式射流振荡器。

背景技术

射流振荡器是一种在入口输入定常的高压流体，出口产生非定常脉动射流的流体器件。射流器件无电源或其他能量供给单位，是以流体为工作介质且本身无可动部分的流体控制装置，具有可靠性好、体积小、功率大、成本低等优点，并能适应强辐射、强腐蚀、强振动和强冲击等恶劣工作环境，可以在极高的温度下工作，即使是在极其恶劣的环境中。根据射流振荡器的工作原理，通常可分为负载式振荡器，反馈式振荡器，音波式振荡器和共鸣式振荡器。根据射流振荡器的附壁面数量还可以分为单稳态和双稳态的射流振荡器。

目前单稳态输出反馈式射流振荡器往往只有一侧附壁面，当输出口下游压力达到设定值，使射流离开附壁面后，输出口下游压力略微下降就会导致射流重新偏向附壁面，导致输出口下游压力只在很小的范围内波动，不能实现较大幅度的压力变化。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种基于附壁效应的单稳态输出反馈式射流振荡器，该射流振荡器振荡时下游输出口压力变化幅度较大。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种基于附壁效应的单稳态输出反馈式射流振荡器，包括一个与入口相连的喷嘴、与所述喷嘴相连的一个振荡腔和一个设置在所述振荡腔出口的分流劈，所述分流劈的一个侧面与射流排出附壁面共同组成射流排出流道，所述射流排出流道与外界环境连通，所述分流劈的另一个侧面与输出流道侧壁面共同组成射流输出流道，所述输出流道侧壁面的前部为射流输出附壁面，所述射流输出附壁面和所述射流排出附壁面分别连接在所述喷嘴的两侧，在所述射流输出流道上连接有回流排放流道，所述回流排放流道位于所述射流输出附壁面的尾部，在所述射流输出流道的尾部设有射流输出口，所述射流排出附壁面与所述喷嘴的轴向夹角大于所述射流输出附壁面与所述喷嘴的轴向夹角。

所述射流输出流道的尾部设置为与所述喷嘴的轴向平行的上折段。

所述射流排出流道采用渐扩结构。

所述射流排出附壁面与所述喷嘴的轴向夹角不大于60°。

所述分流劈的尖劈为锐角。

所述射流输出流道方向与所述回流排放流道方向成钝角，所述射流输出流道侧壁面位于所述回流排放流道入口两侧的高度不同，且所述射流输出附壁面较高。

所述回流排放流道通过排放口与外界环境连通。

在所述回流排放流道的尾部设有缓冲池，所述排放口垂直设置在所述缓冲池的上方。

本发明具有的优点和积极效果是：通过采用不对称的两个附壁面-射流输出附壁面和射流排出附壁面以及射流排出流道和射流输出流道，能够使振荡器输出口下游压力在较大范围内发生周期性的变化，弥补单稳态输出反馈式射流振荡器下游压力振荡幅度小的不足。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明应用的结构示意图；

图3为本发明应用时流体流动路径一的示意图；

图4为本发明应用时流体流动路径二的示意图；

图5为本发明实施例入口压力为50kpa时，体积为16mm*24mm*18mm的容器内部气压变化曲线；

图6为振荡器没有射流排出附壁面以及射流排出流道，输入口压力为50kpa时，体积为16mm*24mm*18mm的容器内部气压变化曲线。

图中：1-入口；2-喷嘴；3-振荡腔；4-排放口；5-回流排放流道；6-射流输出口；7-容器；8-分流劈；9-射流排出流道；10-射流输出附壁面；11-射流排出附壁面；12-射流输出流道。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1和图2，一种基于附壁效应的单稳态输出反馈式射流振荡器，包括一个与入口1相连的喷嘴2、与所述喷嘴2相连的一个振荡腔3和一个设置在所述振荡腔3出口处的分流劈8，所述分流劈8的一个侧面与射流排出附壁面11共同组成射流排出流道9，所述射流排出流道9与外界环境连通，所述分流劈8的另一个侧面与输出流道侧壁面共同组成射流输出流道12，所述输出流道侧壁面的前部为射流输出附壁面10，所述射流输出附壁面10和所述射流排出附壁面11分别连接在所述喷嘴2的两侧，在所述射流输出流道12上连接有回流排放流道5，所述回流排放流道5位于所述射流输出附壁面10的尾部，在所述射流输出流道12的尾部设有射流输出口6，所述射流排出附壁面11与所述喷嘴2的轴向夹角大于所述射流输出附壁面10与所述喷嘴2的轴向夹角。

当射流入口1中输入定常的高压流体时，通过在本发明内部流体的相互作用，在容器7中就会产生大幅度、周期性的压力变化，请参阅图5～图6。

在本实施例中，所述射流输出流道12的尾部设置为与所述喷嘴2的轴向平行的上折段，所述射流输出流道12采用滑梯结构方便流体射出。所述射流排出流道9采用渐扩结构，方便流体稳定排出。所述射流排出附壁面11与所述喷嘴2的轴向夹角大于所述射流输出附壁面10与所述喷嘴2的轴向夹角，且所述射流排出附壁面11与所述喷嘴2的轴向夹角不大于60°，试验证明，振荡器的工作稳定性较好，且在射流排出附壁面11的吸附作用下在容器7中产生了大幅度、周期性的压力变化。在本实施例中，所述射流排出附壁面11与所述喷嘴2的轴向夹角为35°，所述射流输出附壁面10与所述喷嘴2的轴向夹角为20°；所述分流劈8的尖劈为锐角，可使射流切换流动方向更灵敏。所述射流输出流道12方向与所述回流排放流道5方向成钝角，所述射流输出流道侧壁面位于所述回流排放流道5入口两侧的高度不同，且所述射流输出附壁面10较高，可防止回流进入振荡腔3。所述回流排放流道5通过排放口4与外界环境连通。在所述回流排放流道5的尾部设有缓冲池，所述排放口4垂直设置在所述缓冲池的上方，可使排放流体较为稳定。入口1应当具有足够的直径，以便在喷嘴2处形成足够的压力，在本实例中，入口1的直径为6mm；容器7可以是恒容积也可以是变容积，本实施例中采用的容器7为恒容积，大小为16mm*24mm*18mm。

本发明的工作原理：

请参见图2～图6，高压流体从入口1进入，经过喷嘴2加速后进入振荡腔3，由于射流的卷吸和康达效应(Coanda Effect)，射流会优先偏向角度较小的射流输出附壁面10，射流会附着射流输出附壁面10并从射流输出口6排出；当容器7压力增加到射流无法附着射流输出附壁面10时，会推动射流进入射流排出流道9，同时容器7内部流体会从排放口4排出，进而容器7内部压力下降，由于射流排出附壁面11对射流也有一定的吸附作用，使射流不会因为容器7内部压力略微减小而马上偏向射流输出附壁面10；当容器7内部压力小到一定程度时，射流又会重新偏向射流输出附壁面10，以此循环，从而实现射流输出口6下游压力大范围、周期性变化，请参阅图5～图6。

本发明中各段之间倒圆角平滑处理，分流劈8采用锐角尖劈，整个附壁面的流道方向保持一致等结构均有益于提高振荡的稳定性。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。