[发明专利]一种球阀式脉动发生器

说明书

技术领域

本发明涉及球阀式脉动发生器，属于脉动发生器领域。

背景技术

脉动流就是流动参数如压力、速度等发生周期性或准周期变化的流体，如人类的动 脉血液。该流体与普通层流流动流体在流动及传热传质方面有很大的不同，脉动流可以 很有效的提高流动及传热传质效果，现已有文献证明脉动流强化换热最高可达20倍以 上，传质效果更是成几个数量级的提高。强化传热传质的主要工程应用有：换热器、生 物医药、化工生产、武器弹药、航空航天、电子散热等方面。

能够为工作过程提供脉动流动的装置称为脉动发生器。常见的脉动流发生装置可分 为两类：自激励脉动源和强制脉动源。流体自激励脉动源，主要是通过改变管路结构形 式来产生脉动的装置，这种脉动源无需额外消耗泵功。现有的自激励脉动源有单向阀系 统、自激式系统等。强制脉动源，即通过消耗能量使流体产生脉动的装置。较为常用的 强制脉动源可分为隔膜泵、电磁阀、活塞往复泵、组合式旋转叶片阀等。

目前已经检索到的国内外相关专利主要有三项：一种轮盘式流量脉动发生器(申请 号：CN201110253476.2)、柱塞式流量脉动发生器(申请号：CN200810232217.X)和叶 片式脉动发生器(申请号：CN200610052257.7)。三位申请人分别是：北京航空航天大 学、西安交通大学和浙江工业大学。

专利201110253476.2，公开了一种轮盘式流量脉动发生器，如图1所示，通过电机 带动轴上的轮盘旋转，轮盘的通孔与套筒中的液体流动通道按一定的周期连通或闭合， 控制液体流动通道的通断，使流量以近似正弦的规律产生振荡。

专利200810232217.X，公开了一种柱塞式流量脉动发生器，由带有定位孔的转盘、 推进轴、推进直线导轨组、导向直线导轨组、柱塞、缸筒、密封端盖、电机、减速器及 变频器等组成，如图2所示，柱塞缸筒由三通接入流动管路，将一定量的主管路流体吸 入或压出缸筒，在主流量上叠加一个正弦脉动。能够产生不同精确脉动幅值及连续变化 周期的标准正弦流量输出。

专利201110253476.2和专利200810232217.X公开的两种脉动发生器结构复杂、体 积庞大、零件繁多、加工困难、能量损耗大，且需根据管道径向尺寸的改变做相应的调 整，不利于研究和生产。

专利200610052257.7，公开了一种叶片式脉动发生器，主要包括阀壳、流体通道、 一对圆锥齿轮、静叶片和动叶片几部分组成，如图3所示，静叶片固定在阀壳上，动叶 片由调速电机带动做周期性转动，使静叶片和动叶片上的通孔实现周期性的开启和关 闭，从而实现对流动工质的脉动激励，也就产生了具有周期性脉动特征的脉动流。

此种脉动发生器结构相对简单，并通过关系换算实现了输入前后频率数值的统一。 但其加工困难、能量损耗较大，管道径向尺寸受叶片尺寸的约束，且叶片前的锥齿轮会 影响工质的流动状态，不利于脉动流的产生。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种球阀式脉动发生器， 结构简单、加工方便，可直接在球阀标准件上改装，通用型强，流体通道为直线，能量 损耗小。

技术方案：为实现上述目的，本发明的球阀式脉动发生器，包括阀壳和阀球，所述 阀壳内设有通道，通道包含同轴设置的第一段和第二段，所述第二段直径大于第一段， 阀球固定安装在第二段中，在阀壳的壁上设有与第二段连通的安装口，在安装口上安装 有阀杆，阀杆一端与阀球连接，阀球设有圆通孔，另一端与电机连接，电机安装在阀壳 上。

作为优选，所述圆通孔与第一段同轴设置。

作为优选，所述圆通孔的直径与第一段的直径相同。

作为优选，所述阀杆与阀球同轴设置。

作为优选，所述通道的两端均设有内螺纹。

作为优选，所述阀球通过橡胶垫与第一段和第二段连接，在第二通道内通过限位座 限制橡胶垫移动。

作为优选，所述限位座通过螺纹连接在第二段上。

作为优选，所述电机为变频电机。

有益效果：本发明的球阀式脉动发生器，具有以下优点：

1、结构简单、加工方便，可直接在球阀标准件上改装，通用型强；

2、流体通道为直线，能量损耗小；

3、使用了变频电机，即实现了流动工质脉动频率的可调性。

附图说明

图1是轮盘式流量脉动发生器结构示意图

图2是柱塞式流量脉动发生器结构示意图。

图3是叶片式脉动发生器结构示意图。