本實用新型屬于水射流切割、沖蝕脈沖噴嘴技術領域，尤其涉及一種基于空氣振諧的脈沖噴嘴。

背景技術：

高壓水射流技術是近代發(fā)展起來的一門新興技術，其具備切割能力強、便于在狹小空間作業(yè)等優(yōu)點，在各個領域得到了越來越多的運用。脈沖水射流作為其中的一個分支，與連續(xù)水射流相比，有更強的切割、沖蝕能力和更高的沖蝕比能，因此具有廣闊的應用前景。

為產生脈沖射流，國內外學者進行了大量研究。如公開號為CN1098337A的專利文獻公開了一種高效聚能振蕩脈沖射流噴嘴及其生產方法，公開號為CN102133562A的專利文獻公開了一種多功能自激振蕩磨料水射流發(fā)生裝置，公開號為專利文獻CN2699997Y的專利文獻公開了一種振蕩脈沖射流噴嘴，上述三項技術都屬于自激振蕩脈沖噴嘴。但是上述噴嘴為了產生自激振蕩效果，噴嘴內部的振蕩腔結構較為復雜，加工精度難以保證，而且由于僅僅依靠該結構和特殊的邊界條件產生振蕩脈沖效果，其振蕩頻率難以控制。當然也有部分學者對阻斷式脈沖噴嘴和錘擊式脈沖噴嘴進行了研究，但均存在一定的問題，無法在現(xiàn)有的加工工藝基礎上推廣應用。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種基于空氣振諧的脈沖噴嘴，本實用新型所述噴嘴結構簡單，易于加工且設計原理巧妙，能夠利用氣壓的改變產生脈沖水射流。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案如下：

一種基于空氣振諧的脈沖噴嘴，包括設有流體通道的底座，底座位于流體通道的出口端處與噴頭可拆卸連接，噴頭外部罩設有罩體，罩體上對應噴頭處設有出流孔；罩體與底座之間形成設有進氣孔的腔體，腔體通過進氣孔和出流孔與外界連通，進氣孔處設有封堵機構。

所述進氣孔可以設置在罩體或者底座上，通過封堵機構的封堵或開啟，可以控制腔體與外界的連通狀態(tài)：封堵進氣孔時，高速射流從流體通道、噴嘴和出流孔中射出時，會將腔體內的空氣卷走而使得腔體內形成真空，導致射流射出的環(huán)境發(fā)生變化，射流的能量得到一定的消減，且在真空的作用下射流發(fā)散角會有所增加，進而改變了射流的流場結構，此刻射流處于非自由射流狀態(tài)，將進氣孔開啟時，空氣進入腔體，腔體與大氣壓連通，此時射流處于自由射流狀態(tài)；然后通過不斷切換進氣孔的封堵、開啟狀態(tài)，可以得到頻率穩(wěn)定的脈沖射流。

優(yōu)選的，所述罩體與底座之間設有上、下端面通透的筒體，筒體兩端分別與罩體和底座過盈配合或螺紋連接，進氣孔位于筒體上。

筒體的設計可以降低在底座或罩體上開設進氣孔的加工難度。

優(yōu)選的，所述的封堵機構為塞蓋或塞板。

塞蓋和塞板僅為最簡單結構的封堵機構，塞蓋和塞板可以通過人工或者自動機械控制，實現(xiàn)對進氣孔的封堵、開啟的頻率性作業(yè)。

優(yōu)選的，所述的封堵機構包括與進氣孔過盈配合或螺紋連接的套筒，套筒上、下端面設有通孔，套筒下端面固設有彈簧，彈簧頂部設有用于封堵通孔的蓋片。

優(yōu)選的，所述的彈簧始終處于壓縮狀態(tài)。

作為優(yōu)選的技術方案，通過采用彈簧的彈性實現(xiàn)蓋片對套筒上端面通孔的封堵、開啟，進而間接實現(xiàn)進氣孔的封堵和開啟，降低了加工難度，而且脈沖的頻率通過改變彈簧的參數而得到調整。同樣的，腔體的大小和容積量的改變，也可以實現(xiàn)對脈沖頻率在0.5HZ-30HZ之間的調整。

優(yōu)選的，所述噴嘴嵌設于底座且通過與底座螺紋連接的端蓋壓緊。

由于需要根據實際應用更換不同口徑的噴嘴，所以噴嘴與底座不一定是間隙配合，需要設置端蓋對噴嘴進行壓緊。對于封堵噴嘴外壁與底座嵌孔之間間隙，需要采用端面密封或黃銅墊密封實現(xiàn)封堵，使得射流只能從噴嘴中射出。

優(yōu)選的，所述出流孔的孔徑為噴嘴口徑的1.3-1.5倍。出流孔的孔徑與噴嘴口徑的比例對腔體內氣壓的調節(jié)影響較大，經過申請人的多次試驗，選擇最優(yōu)的比值為1.3-1.5。

本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點：

1）結構簡單，易于加工，設計巧妙，本實用新型對噴嘴內部的結構無特殊要求，相對主流的現(xiàn)有技術設計另辟蹊徑：利用高速射流形成的卷吸作用聯(lián)合空氣的流通控制，對射流所述的腔體內氣壓進行調節(jié)，進而形成頻率固定的脈沖射流，不僅降低了噴嘴的加工難度，而且保證了脈沖射流的頻率穩(wěn)定性和明顯延長使用壽命；

2）對封堵機構的封堵、開啟的頻率和腔體內空間體積的大小進行調節(jié)，即可調節(jié)脈沖射流的頻率，操作方便。

附圖說明

圖1為具體實施方式中基于空氣振諧的脈沖噴嘴的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

如圖1所示，一種基于空氣振諧的脈沖噴嘴，包括設有流體通道的底座1，底座1位于流體通道的出口端處嵌設有噴頭6，且噴頭6通過與底座1螺紋連接的端蓋7壓緊，噴頭6外部罩設有罩體8，罩體8上對應噴頭6處設有出流孔9；罩體8與底座1之間設有上、下端面通透的筒體2，筒體2兩端分別與罩體8和底座1螺紋連接，筒體2上設有進氣孔，進氣孔與套筒3螺紋連接，套筒3上、下端面設有通孔，套筒3下端面固設有處于壓縮狀態(tài)的彈簧5，彈簧5頂部設有用于封堵通孔的蓋片4。

本實施例通過壓縮狀態(tài)下的彈簧頂推蓋板，對套筒的通孔進行封堵，進而實現(xiàn)進氣孔的封堵。本實施例所述技術方案工作狀態(tài)如下：

①高速射流從流體通道、噴嘴和出流孔中射出時，會將腔體內的空氣卷走，由于彈簧頂推蓋板對套筒通孔封堵，使得腔體與外界不連通，進而使得腔體內形成真空，導致射流射出的環(huán)境發(fā)生變化，射流的能量得到一定消減，且在真空的作用下射流發(fā)散角會有所增加，進而改變了射流的流場結構，此刻射流處于非自由射流狀態(tài)；

②隨著非自由射流狀態(tài)的延續(xù)，腔體內真空度持續(xù)提升，當真空度達到一定程度時，蓋片在大氣壓的作用下克服彈簧推力而開啟通孔，腔體與大氣壓連通，此刻射流處于自由射流狀態(tài)，即普通空氣射流；但隨著腔體內真空度的下降，蓋片受到彈簧推力作用繼而封堵通孔，并逐漸進入非自由射流狀態(tài)，如此循環(huán)往復，形成頻率穩(wěn)定的脈沖射流。

同時，還可以改變腔體內空間體積的大小以及彈簧參數，來對脈沖射流的頻率進行調整，滿足本領域不同頻率脈沖射流的需求。