一种滑片式脉动射流激励器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种滑片式脉动射流激励器，它主要由壳体(1)、滑片(2)、转子(3)、转轴(4)、排气口(5)、进气口(6)、集气腔(7)、气缸(8)等组成。壳体上开有吸气口和排气口，转子外表面与气缸内表面均呈圆形，转子偏心地安装在气缸内部，使二者在几何体上相切，在气缸内壁与转子外表面间形成一个月牙形集气腔。转子上开有四个纵向呈不同角度的凹槽(滑片槽)，每个凹槽中都装有能沿径向自由滑动的滑片，转子旋转时，滑片靠离心力的作用从槽中甩出，其端部紧贴于气缸内表面上，把集气腔分割成若干个大小不一的扇形小室。随着转子的连续旋转，各腔体容积从小到大吸气，再由大变小排气，周而复始，从而在排气口形成一脉动式射流。
【专利说明】一种滑片式脉动射流激励器
一、【技术领域】
[0001]本发明涉及航空航天领域使用的一种流动控制激励器，特别涉及滑片式脉动射流激励器。
二、【背景技术】
[0002]流动控制技术主要是通过对运动流体施加力、质量、热量和电磁等物理量来改变流动状态，从而也改变流动物体的受力状态或运动状态。流动控制是流体力学的前沿问题，分为被动流动控制和主动流动控制。被动流动控制技术的性能比较可靠，易于实现，但是当实际的情况偏离设计状态时，其控制效果就会变差，而主动流动控制是将辅助能量引入的一种控制方式，在流动环境中直接注入合适的能量或扰动模式，从而与系统内在模式发生相互作用而达到控制目的。相对于被动控制来说，主动控制主要存在两大优点:1、通过小尺度、局部的能量的注入、尤其是对临界点附近的控制达到改变全场的流动结构的效果。如对边界层内转捩的控制；2、能够对复杂的动态系统进行精确地相位控制，如对湍流的产生进行控制，有效的降低摩擦阻力。
[0003]吹气和吸气是主动流动控制技术的主要方法之一。人们发现，通过在机翼翼梢的展向吹气看，可以起到类似延长翼展达到增加升力的效果。利用机翼前缘的吸气和后缘的吹气，对机翼表面边界层内的流动进行干预，能够有效延迟边界层内流动的分离，增大机翼表面层流区，从而达到增升减阻的目的。发动机进气道、直升机旋翼、涡轮叶栅等也有利用吹气和吸气技术进行主动流动控制的情况。
[0004]已有的激励器类型有如下几种:
[0005]a.声激励式激励器，利用声学整流效应，需要发生装置才能工作，并且工作时产生的噪音较大，产生的射流能力也小。
[0006]b.活塞式驱动激励器，产生的射流能量较大，需要点击和传送装置，构造复杂。
[0007]c.压电膜式激励器，工作的频带较宽，结构相对简单，但对加工技术要求相对较闻。
[0008]d.形状记忆合金作动式激励器射流能量比较高，但工作频率低，构件的工作寿命短。
三、
【发明内容】
[0009]本发明提供一种滑片式脉动射流激励器，利用滑片式压缩机结构特点设计发明出一种新型滑片式脉动射流激励器，以解决现有激励器中射流能量低、效率低、成本高及设计复杂的技术问题。本发明所采用的技术方案如下:
[0010]一种滑片式脉动射流激励器，它主要由壳体1、滑片2、转子3、转轴4、排气口 5、进气口 6、集气腔7、气缸8等组成。壳体I上开有进气口 5和排气口 6，壳体I内开有气缸8。转子3偏心的安装在气缸8内，形成集气腔7 ;转子上开有四个呈不同角度的径向凹槽，每个凹槽中都装有能沿径向自由滑动的滑片2，每两个凹槽之间的夹角按照60°、120°、60°、120°相间分布，形成不同工作容积的集气腔7。
[0011]当原动机带动转子转动时，由于离心力的作用，滑片被甩出，紧贴在气缸内表面上，相邻两滑片、转子外表面、气缸内表面形成的封闭腔体成为一个小室；四个小室对应圆心角依次为60°、120°、60°、120°。在转子旋转一周之内，每一个集气腔容积将由最小值逐渐变大，完成膨胀吸气；再由最大值逐渐变小，完成压缩排气，循环往复。
[0012]本发明的进一步改进在于，相邻两个小室的对应圆心角不相同，则集气腔容积不同。当由小容积切换到大容积时，可根据需要产生较为理想的脉动气流，而转子只需匀速运转，形成更加充分的扰动，易于实现主动流动控制。
[0013]本发明的进一步改进在于，气缸型线和转子型线都采用圆形，与其他类似发明不同，构造简单，减少摩擦，易于加工装配，且提高工作效率。
[0014]本发明的进一步改进在于通过改变转子所对应的圆心角，获得所需要的射流脉动强度，使主动流动控制变得更加容易。
[0015]有益效果
[0016]a.可将现有滑片式压缩机的转子按专利要求改装，可以很好的节约成本。
[0017]b.结构简单、响应迅速、可重复性好，且易于微型化，因为圆形型线的设计，降低了摩擦，所以噪声低，效率高。
[0018]c.本发明经过多次实验验证，转子在匀速转动状态下即可获得明显的脉冲气流。
四、【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1:激励器的截面示意图
[0020]图2:激励器的工作示意图
[0021]其中I壳体、2滑片、3转子、4转轴、5排气口、6进气口、7集气腔、8气缸。
五、【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本发明进行详细的描述，但它们不是对本发明的进一步限制。
[0023]见附图1激励器的截面示意图所示，由壳体1、滑片2、转子3以及转轴4等组成。壳体I上开有进气口 6和排气口 5，壳体内开有气缸8。转子偏心的安装在气缸8内，使二者在几何体上保持相切，形成集气腔7 ;转子3上开有四个呈不同角度的纵向凹槽，每个凹槽中都装有能沿纵向自由滑动的滑片2，转子3旋转时，滑片2受离心力的作用从槽中甩出，其端部紧贴于气缸8表面上，将集气腔分成四个不同容积的扇形小室。随着转子的旋转，集气腔容积大小不一的变化。而且由于四个集气腔容积大小不同，所以每个集气腔经过出气口时排出的气体射流强度不同，从而形成脉动气流，改变滑片角度，还可以根据需要参数进行调控，实现不同程度的主动流动控制。
[0024]腔体容积增大时，与进气口 6相通，吸入气体，直到容积达到最大值，后一个滑片4(相对于旋转方向，简称为后滑片)越过吸气口 6的上边缘时吸气终止。接着，容积随转子3的转动开始缩小，气体被压缩。当前一个滑片4 (简称前滑片)达到排气口 5上边缘时，腔体开始和排气口 5相通，则压缩过程结束，排气开始。后滑片越过排气口 5的下边缘时，排气终止。之后，腔体容积达到最小值。转子3继续旋转，容积又开始增大，留在余隙容积中的高压气体膨胀。当前滑片达到吸气口 6下边缘后，腔体又和吸气口 5相通，重新吸入气ο
【权利要求】
1.一种滑片式射流激励器，由壳体、转子、转轴、滑片、气缸、集气腔、进气口和排气口等组成，壳体上开有进气口和排气口，转子偏心的安装在气缸内，形成集气腔；转子上开有四个呈不同角度的径向凹槽，每个凹槽中都装有能沿纵向自由滑动的滑片，转子旋转时，滑片受离心力的作用从槽中甩出，其端部紧贴于气缸表面上，将集气腔分成四个扇形小室，随着转子的旋转，集气腔容积周而复始的一大一小变化。
2.如权利I所述的激励器，集气腔容积增大时，与吸气口相通，吸入气体，直到容积达到最大值，组成该基圆的后一个滑片，越过吸气口的上边缘时吸气终止，接着，集气腔容积随转子的转动开始缩小，气体在腔体内被压缩，当组成该腔体容积的前一个滑片达到排气口上边缘时，腔体开始和排气口相通，则压缩过程结束，排气开始。在后滑片越过排气口的下边缘时，排气终止，之后，腔体容积达到最小值，转子继续旋转，腔体容积又开始增大，留在余隙容积中的高压气体膨胀，当腔体的前滑片达到吸气口下边缘后，该腔体又和吸气口相通,重新吸入气体。
3.如权利2所述，气缸内转子上开有四个径向凹槽，每两个凹槽之间的夹角按照60°、120°、60°、120°相间分布，不同角度转过出气口时，因为集气腔的容积不同，所以排出的气体不是均匀出气，而是呈脉动气流，更易形成扰动，实现主动流动控制。
4.如权利I所述，气缸内表面和转子外表面的型线均为圆形腔体，内部转子采用偏心安装。
【文档编号】F04C18/344GK104329254SQ201410573075
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月24日 优先权日:2014年10月24日
【发明者】杨治国, 伍耐明, 李明震 申请人:北京绿能时代科技有限公司