一种基于特斯拉阀的合成双射流连续微泵制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于特斯拉阀的合成双射流连续微泵，包括合成双射流激励器以及喷嘴，合成双射流激励器上具有第一射流出口与第二射流出口；喷嘴内设有回流弯道以及沿直线依次连通的第一直流道、压缩流道与第二直流道，回流弯道的入口端与压缩流道相通，回流弯道的出口端与第一直流道相通，以使得喷嘴内构成特斯拉阀结构；喷嘴的一端具有与第一直流道相通的流体入口，另一端具有与第二直流道相通流体出口，第一射流出口、第二射流出口均与流体入口连通，且第一射流出口、第二射流出口与流体入口之间具有空气引射流道。该连续微泵能够利用特斯拉单向阀解决流体的回流问题，且流量稳定，可以应用于多相流掺混运输领域中。可以应用于多相流掺混运输领域中。可以应用于多相流掺混运输领域中。

【技术实现步骤摘要】
一种基于特斯拉阀的合成双射流连续微泵


[0001]本技术涉及单相及多相掺混流体运输
，具体是一种基于特斯拉阀的合成双射流连续微泵。

技术介绍

[0002]微泵在航空航天、机器人、汽车制造、微型机械、射流加工等领域具有广泛的应用前景。微泵按照不同的流量特征主要分为两大类：往复式微泵和连续流微泵。往复式微泵利用机械部件振动来实现流体传输，其工作原理清晰简单，适用范围广，但受振动部件周期性运动影响，流体流量不稳定具有周期性波动，难以提供连续稳定的流体传输，周期波动产生的不稳定冲击对管道和器件都会造成不利影响。此外，由于传统的往复式微泵一般都由外部电机驱动机械活塞往复运动来完成对流体的运输，因此都需要附加驱动电机，难以实现微型化。随着微泵在各个领域的发展，对微泵运输能力也提出了更高的要求，朝着高效率高能量的方向发展，往复式微泵虽然能够通过提高驱动电机电压使机械运动活塞速度更高来提高运输能量，但也会因为活塞的高速运动使得结构受振动影响更加明显，导致微泵稳定性变差，寿命更短，对零部件也有更高的要求。
[0003]连续流微泵由于没有往复式的机械部件，因此结构较往复式微泵来说更简单，可以实现连续稳定的流体运输，但是连续流微泵受流体性质的影响，其工作性能会随着流体的改变而改变，只适合用于很少一部分流体，并且很难用于气体的运输。专利CN101397988A虽然提供了一种基于合成双射流的连续流微泵，在低频条件下具有良好的运输效果，但其在高频条件下会出现“自持”效应，当激励器频率较高时，射流刚从射流吼道吹出便被吸回，无法向下游继续发展，而本技术是具有固定出入口的微泵，在高频条件下也能正常使用，不会发生自持现象。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术中连续流微泵的缺点，以及多领域对微泵性能，泵送单向性以及适用范围的要求，本技术提供一种基于特斯拉阀的合成双射流连续微泵，该连续微泵能够利用特斯拉阀结构解决流体的回流问题，且流量稳定，可以应用于多相流掺混运输中。
[0005]为实现上述目的，本技术提供一种基于特斯拉阀的合成双射流连续微泵，包括合成双射流激励器以及喷嘴，所述合成双射流激励器上具有第一射流出口与第二射流出口，以产生相位相差180
°
的两股射流；
[0006]所述喷嘴内设有回流弯道以及沿直线依次连通的第一直流道、压缩流道与第二直流道，所述回流弯道的入口端与所述压缩流道相通，所述回流弯道的出口端与所述第一直流道相通，以使得所述喷嘴内构成特斯拉阀结构；
[0007]所述喷嘴的一端具有与所述第一直流道相通的流体入口，另一端具有与所述第二直流道相通流体出口，所述第一射流出口、所述第二射流出口均与所述流体入口连通，且所
述第一射流出口、所述第二射流出口与所述流体入口之间具有空气引射流道。
[0008]在另一个实施例中，所述流体入口的边缘壁面为向所述第一直流道方形内凹的斜壁面，其中一部分所述斜壁面正对所述第一射流出口，另一部分所述斜壁面正对所述第二射流出口。
[0009]在另一个实施例中，所述喷嘴内还具有至少一个多相流通道，所述多相流通道的一端位于所述喷嘴的外侧壁上，另一端位于所述斜壁面。
[0010]在另一个实施例中，合成双射流连续微泵还包括挡板；
[0011]所述挡板的一端连接在所述合成双射流激励器上所述第一射流出口与所述第二射流出口之间的位置，以将所述第一射流出口与所述第二射流出口分隔；
[0012]所述挡板的另一端经由所述流体入口伸入所述第一直流道，以将所述流体入口、所述第一直流道、所述回流弯道分隔为相互对称且不连通的两个部分。
[0013]在另一个实施例中，所述挡板与所述合成双射流激励器相连的一端为柯恩达壁面结构。
[0014]在另一个实施例中，所述流体出口为单个的圆孔、方孔或异形孔，或所述流体出口为若干阵列排布的圆孔、方孔或异形孔。
[0015]在另一个实施例中，所述第一射流出口、所述第二射流出口均为收缩型出口，以利用收缩型出口截面积由内向外不断缩小从而提升射流速度。
[0016]在另一个实施例中，所述空气引射流道为收缩型结构。
[0017]在另一个实施例中，所述合成双射流激励器包括中空的壳体，所述壳体内具有振动膜片，以将所述壳体内部分隔为互不相通的第一腔体与第二腔体；
[0018]所述第一射流出口设在所述壳体上且与所述第一腔体相通，所述第二射流出口设在所述壳体上且与所述第二腔体相通。
[0019]与现有技术相比，本技术提供的一种基于特斯拉阀的合成双射流连续微泵，具有如下有益技术效果：
[0020]1、本技术属于“零质量流量”微泵，无需任何附加气体来源，射流工质全部来自于外界空气，并在空气引射流道处在高速射流的卷吸效果下定向吸入，在具有特斯拉阀结构的喷嘴出口处定向吹出，实现流体的定向运输；
[0021]2、本技术利用特斯拉阀的单向性，解决了射流在喷嘴腔内由于压缩斜壁面阻碍而回流的问题，再通过回流弯道使这部分射流重新汇入主流，使得射流能量得到充分利用，下游流量也能得到保障；
[0022]3、本技术采用的多相流通道可以拓宽本技术的应用情景，可以根据不同的使用工况选择通入的颗粒的种类粒径、雾化液滴大小等等，在射流抛光加工，纳米工质强化散热、生物制药方面具有应用前景；
[0023]4、本技术整体结构小，总长度在10cm以内，易于微型化，能够用于各种狭小空间内，便于安装；外壳材料为树脂，重量轻，不会对所处环境造成重量负担。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅
是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0025]图1为本技术实施例中合成双射流连续微泵的整体结构剖视图；
[0026]图2为本技术实施例中合成双射流连续微泵中喷嘴的局部剖视图；
[0027]图3为本技术实施例中合成双射流连续微泵的运行原理图；
[0028]图4为本技术实施例中流体出口为单个方孔的实施方式示意图；
[0029]图5为本技术实施例中流体出口为单个圆孔的实施方式示意图；
[0030]图6为本技术实施例中流体出口为阵列圆孔的实施方式示意图；
[0031]图7为本技术实施例中合成双射流连续微泵一个周期的流场速度云图，其中，(a)为0或T时刻的流场速度云图，(b)为1/4T时刻的流场速度云图，(c)为1/2T时刻的流场速度云图，(d)为3/4T时刻的流场速度云图；
[0032]图8为本技术实施例中简单收缩型腔体连续微泵的形式示意图；
[0033]图9为本技术实施例中简单收缩型腔体连续微泵一个周期的流场速度云图，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于特斯拉阀的合成双射流连续微泵，其特征在于，包括合成双射流激励器以及喷嘴，所述合成双射流激励器上具有第一射流出口与第二射流出口，以产生相位相差180
°
的两股射流；所述喷嘴内设有回流弯道以及沿直线依次连通的第一直流道、压缩流道与第二直流道，所述回流弯道的入口端与所述压缩流道相通，所述回流弯道的出口端与所述第一直流道相通，以使得所述喷嘴内构成特斯拉阀结构；所述喷嘴的一端具有与所述第一直流道相通的流体入口，另一端具有与所述第二直流道相通流体出口，所述第一射流出口、所述第二射流出口均与所述流体入口连通，且所述第一射流出口、所述第二射流出口与所述流体入口之间具有空气引射流道。2.根据权利要求1所述基于特斯拉阀的合成双射流连续微泵，其特征在于，所述流体入口的边缘壁面为向所述第一直流道方形内凹的斜壁面，其中一部分所述斜壁面正对所述第一射流出口，另一部分所述斜壁面正对所述第二射流出口。3.根据权利要求2所述基于特斯拉阀的合成双射流连续微泵，其特征在于，所述喷嘴内还具有至少一个多相流通道，所述多相流通道的一端位于所述喷嘴的外侧壁上，另一端位于所述斜壁面。4.根据权利要求1或2或3所述基于特斯拉阀的合成双射流连续微泵，其特征在于，还包括挡板；所述挡板的一端连接在所述合成双射流激...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭文强，张鉴源，罗振兵，王林，夏智勋，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：新型
国别省市：