[发明专利]百叶窗式脉动发生器

说明书

一种百叶窗式脉动发生器，包括铝合金方管，楔形百叶片，传动轴芯，百叶传动杆，叶片固定架，推杆连接座，调速电机。所述的传动轴芯与楔形百叶片安装在铝合金方管上，通过叶片固定架与百叶传动杆相连，再通过推杆连接座与调速电机相连。本发明百叶窗式脉动发生器结构简单、加工方便、能量损耗小、脉动频率可直接调节。

(一)技术领域

本发明涉及一种百叶窗式脉动发生器。

(二)背景技术

百叶窗式脉动发生器主要应用于脉动流强化传热、传质及某些化学反应的管路中，为这些过程提供脉动流。

脉动流是指速度、压力或流量等特性参数由于受到外界激励而发生周期性变化的流体。这种流体在工程实际和日常生活中并不少见，如人类的动脉血液和呼吸气流都是脉动流。该流体与普通的稳态流动流体在流动和传热传质方面有很大程度的不同，它能够非常有效的强化流体流动和传热传质效果。目前已有文献中实验证明该流体强化传热最高可达20倍以上，而传质效果更佳，可以成几个数量级的提高传质效果。而相应的脉动流(或振荡流)强化传热传质和化学反应的应用范例不胜枚举，如换热器、干燥过程、电子冷却、航空航天、生物医学、海洋工程、扩散式化学反应、混合气体的分离等。

能够为工程强化过程提供脉动流体或对流体实现脉动激励的装置被称为脉动发生器，这是实现脉动流强化作用的前提。也就是说，各种脉动流强化过程必须存在脉动式流动的流体，而这一过程的实现是通过脉动发生器来完成的。

脉动发生器被安装的位置通常是流体源(提供流体的装置)和作用设备(流体发生传热传质的位置)之间，脉动发生器通过与调速电机连接实现可调频脉动，前端与流体源连接，后端与工作段相连接。

目前已经检索到的国内外相关专利主要有两项：提供脉动流体的装置和方法(申请号：99804701.5)和“Mechanically-driven pulsating flow valve for heat and masstransfer enhancement”(Patent Number：6053203)。以上两项专利分别出自国家知识产权局和美国专利网，二者申请人分别为美国新墨西哥州加利福尼 亚大学董事会和美国人David J.Sailor Daniel J.Rohli。中国专利99804701.5 公开的提供脉动流体的装置和方法，应用背景比较专一，主要用于清除在制造集成电路或其它电子元器件(如电路板、光波导和平板显示器)时使用的光刻胶材料。该专利中生成脉动流的装备为以高压脉冲与低压脉动形式交替的泵，且该专利中并无任何关于此种泵的具体描述。

美国专利6053203，公开了一种机械驱动脉动阀：主要包括入口(jet inlet)、 出口(jet outlet)、阀壳(cap)、驱动转轴(driven shaft)、气体通道(machined passage)几部分组成，其结构图如图2所示。由流体源提供稳态流动流体，从入口进入该脉动发生器，由于驱动转轴通过电机带动会周期性的使气体通道与进出口连通和关闭，这样也就实现了对原始流体的脉动激励，使其流量、压力、速度等物性参数发生周期性地变化，从而具有了脉动流的特性。

这种脉动阀结构复杂、加工困难，由于流体通道有折弯，能量损耗大。调速电机或电动机的通用单位为转每分钟(r/min)，而流体脉动频率的单位通常采用赫兹(Hz)，即每秒钟实现多少次脉动，这样对输入转速和输出频率之间造成了一定的麻烦，需要通过关系换算来实现输入前后频率数值的统一，不利于研究和生产，操作繁琐。

(三)发明内容

为了克服已有技术中结构复杂、加工困难、能量损耗大、脉动频率与激励机构的转速之间的关系需通过换算来实现，操作繁琐的不足，本发明提供一种结构简单、加工方便、能量损耗小、脉动频率可直接调节的百叶窗式脉动发生器。

本发明的技术方案是：