本实用新型属于水射流切割、冲蚀脉冲喷嘴技术领域，尤其涉及一种基于空气振谐的脉冲喷嘴。
背景技术：
高压水射流技术是近代发展起来的一门新兴技术，其具备切割能力强、便于在狭小空间作业等优点，在各个领域得到了越来越多的运用。脉冲水射流作为其中的一个分支，与连续水射流相比，有更强的切割、冲蚀能力和更高的冲蚀比能，因此具有广阔的应用前景。
为产生脉冲射流，国内外学者进行了大量研究。如公开号为CN1098337A的专利文献公开了一种高效聚能振荡脉冲射流喷嘴及其生产方法，公开号为CN102133562A的专利文献公开了一种多功能自激振荡磨料水射流发生装置，公开号为专利文献CN2699997Y的专利文献公开了一种振荡脉冲射流喷嘴，上述三项技术都属于自激振荡脉冲喷嘴。但是上述喷嘴为了产生自激振荡效果，喷嘴内部的振荡腔结构较为复杂，加工精度难以保证，而且由于仅仅依靠该结构和特殊的边界条件产生振荡脉冲效果，其振荡频率难以控制。当然也有部分学者对阻断式脉冲喷嘴和锤击式脉冲喷嘴进行了研究，但均存在一定的问题，无法在现有的加工工艺基础上推广应用。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种基于空气振谐的脉冲喷嘴，本实用新型所述喷嘴结构简单，易于加工且设计原理巧妙，能够利用气压的改变产生脉冲水射流。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：
一种基于空气振谐的脉冲喷嘴，包括设有流体通道的底座，底座位于流体通道的出口端处与喷头可拆卸连接，喷头外部罩设有罩体，罩体上对应喷头处设有出流孔；罩体与底座之间形成设有进气孔的腔体，腔体通过进气孔和出流孔与外界连通，进气孔处设有封堵机构。
所述进气孔可以设置在罩体或者底座上，通过封堵机构的封堵或开启，可以控制腔体与外界的连通状态：封堵进气孔时，高速射流从流体通道、喷嘴和出流孔中射出时，会将腔体内的空气卷走而使得腔体内形成真空，导致射流射出的环境发生变化，射流的能量得到一定的消减，且在真空的作用下射流发散角会有所增加，进而改变了射流的流场结构，此刻射流处于非自由射流状态，将进气孔开启时，空气进入腔体，腔体与大气压连通，此时射流处于自由射流状态；然后通过不断切换进气孔的封堵、开启状态，可以得到频率稳定的脉冲射流。
优选的，所述罩体与底座之间设有上、下端面通透的筒体，筒体两端分别与罩体和底座过盈配合或螺纹连接，进气孔位于筒体上。
筒体的设计可以降低在底座或罩体上开设进气孔的加工难度。
优选的，所述的封堵机构为塞盖或塞板。
塞盖和塞板仅为最简单结构的封堵机构，塞盖和塞板可以通过人工或者自动机械控制，实现对进气孔的封堵、开启的频率性作业。
优选的，所述的封堵机构包括与进气孔过盈配合或螺纹连接的套筒，套筒上、下端面设有通孔，套筒下端面固设有弹簧，弹簧顶部设有用于封堵通孔的盖片。
优选的，所述的弹簧始终处于压缩状态。
作为优选的技术方案，通过采用弹簧的弹性实现盖片对套筒上端面通孔的封堵、开启，进而间接实现进气孔的封堵和开启，降低了加工难度，而且脉冲的频率通过改变弹簧的参数而得到调整。同样的，腔体的大小和容积量的改变，也可以实现对脉冲频率在0.5HZ-30HZ之间的调整。
优选的，所述喷嘴嵌设于底座且通过与底座螺纹连接的端盖压紧。
由于需要根据实际应用更换不同口径的喷嘴，所以喷嘴与底座不一定是间隙配合，需要设置端盖对喷嘴进行压紧。对于封堵喷嘴外壁与底座嵌孔之间间隙，需要采用端面密封或黄铜垫密封实现封堵，使得射流只能从喷嘴中射出。
优选的，所述出流孔的孔径为喷嘴口径的1.3-1.5倍。出流孔的孔径与喷嘴口径的比例对腔体内气压的调节影响较大，经过申请人的多次试验，选择最优的比值为1.3-1.5。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：
1）结构简单，易于加工，设计巧妙，本实用新型对喷嘴内部的结构无特殊要求，相对主流的现有技术设计另辟蹊径：利用高速射流形成的卷吸作用联合空气的流通控制，对射流所述的腔体内气压进行调节，进而形成频率固定的脉冲射流，不仅降低了喷嘴的加工难度，而且保证了脉冲射流的频率稳定性和明显延长使用寿命；
2）对封堵机构的封堵、开启的频率和腔体内空间体积的大小进行调节，即可调节脉冲射流的频率，操作方便。
附图说明
图1为具体实施方式中基于空气振谐的脉冲喷嘴的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，一种基于空气振谐的脉冲喷嘴，包括设有流体通道的底座1，底座1位于流体通道的出口端处嵌设有喷头6，且喷头6通过与底座1螺纹连接的端盖7压紧，喷头6外部罩设有罩体8，罩体8上对应喷头6处设有出流孔9；罩体8与底座1之间设有上、下端面通透的筒体2，筒体2两端分别与罩体8和底座1螺纹连接，筒体2上设有进气孔，进气孔与套筒3螺纹连接，套筒3上、下端面设有通孔，套筒3下端面固设有处于压缩状态的弹簧5，弹簧5顶部设有用于封堵通孔的盖片4。
本实施例通过压缩状态下的弹簧顶推盖板，对套筒的通孔进行封堵，进而实现进气孔的封堵。本实施例所述技术方案工作状态如下：
①高速射流从流体通道、喷嘴和出流孔中射出时，会将腔体内的空气卷走，由于弹簧顶推盖板对套筒通孔封堵，使得腔体与外界不连通，进而使得腔体内形成真空，导致射流射出的环境发生变化，射流的能量得到一定消减，且在真空的作用下射流发散角会有所增加，进而改变了射流的流场结构，此刻射流处于非自由射流状态；
②随着非自由射流状态的延续，腔体内真空度持续提升，当真空度达到一定程度时，盖片在大气压的作用下克服弹簧推力而开启通孔，腔体与大气压连通，此刻射流处于自由射流状态，即普通空气射流；但随着腔体内真空度的下降，盖片受到弹簧推力作用继而封堵通孔，并逐渐进入非自由射流状态，如此循环往复，形成频率稳定的脉冲射流。
同时，还可以改变腔体内空间体积的大小以及弹簧参数，来对脉冲射流的频率进行调整，满足本领域不同频率脉冲射流的需求。