一种喷嘴位置可调两相流喷射器及其制备方法

本发明涉及喷射器，具体涉及一种喷嘴位置可调两相流喷射器及其制备方法。

背景技术：

1、形状记忆合金(shape memory alloy，简称sma)是一种于20世纪60年代初被发现的新型功能性金属材料，可通过控制其所处环境的温度变化来改变它的原有形状，这一过程可以输出较大的位移和驱动力，发展至今，已经在诸多领域得到了极为广泛的应用，如机电设备、海底管线接头、空中加油、医疗器械、人工智能等领域。形状记忆合金是一种有别于传统驱动设备的驱动元件，其优点在于机械结构简单，驱动能耗小。在实际应用过程中，可以通过对合金丝通电热触发的方式改变其温度，从而改变机构形态。目前应用较为广泛的形状记忆合金为记忆合金丝材，其具有加热功率小、成本低廉的优点。

2、近年来，两相流超音速喷射器的发展极其迅猛，在制冷、燃烧、消防等领域有着广泛的应用。以高压气体为雾化介质，其雾化机理为，高速气流作用于液体，与液体一起喷射，使之分裂为细小的液滴。首先，液体压缩成液膜；然后，液膜再破碎为细小的液滴。两相流喷射器的结构设计时，必须保证液相与气相混合时有良好接触，并使气液之间存在较大的相对速度。其中一次流喷嘴相对于收缩段的位置就是改变喷射器性能的一个重要参数，不过目前已有的喷射器一旦制造完成则不可以调整这一参数，导致在面对不同领域不同工况的情况下需要重新制造，耗费大量的时间、金钱，并且维护保养成本高。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供一种喷嘴位置可调两相流喷射器及其制备方法，利用形状记忆合金的形状形状记忆特性，能够使一次流喷嘴的相对位置发生改变，实现喷嘴位置可调。

2、本发明的技术方案如下：

3、在本发明的第一方面，提供了一种喷嘴位置可调两相流喷射器，包括相互连接的喷射器主体和一次流腔体，所述一次流腔体上设置一次流入口，一次流腔体内设置喷嘴，所述喷嘴的入口与绝缘导套的一端相连，所述绝缘导套的另一端与形状记忆合金装置相连；形状记忆合金装置包括第一电极板和第二电极板，所述第一电极板和第二电极板之间通过多根形状记忆合金丝相连，通过记忆合金丝的形变带动喷嘴发生移动。

4、在本发明的一些实施方式中，所述第一电极板带有十字形肋板的圆环结构，第二电极板采用圆柱形结构，其中第一电极板十字形肋板的中心开设有螺纹孔，通过紧定螺钉与一次流腔体相连。

5、在本发明的一些实施方式中，所述第一电极板开设多个圆形孔，第二电极板上开多个圆形槽，通过多根形状记忆合金插入圆形孔及圆形槽连接第一极板和第二极板。

6、在本发明的一些实施方式中，所述一次流腔体与喷射器主体连接的一端设置有外螺纹，通过螺纹将一次六墙体与喷射器主体进行对接，所述一次流腔体内的喷嘴伸入喷射器主体内。

7、在本发明的一些实施方式中，所述形状记忆合金丝采用具有形状记忆效应的合金制成，并经过形状记忆预处理。

8、在本发明的一些实施方式中，所述绝缘导套采用绝缘材料制成，为薄壁圆筒状，绝缘导套与一次流入口相接触的位置开设椭圆形通孔。

9、在本发明的一些实施方式中，所述喷嘴内部包括渐缩段、等径段、扩张段三部分以完成二次流吸入。

10、在本发明的一些实施方式中，所述喷射器主体内设置混合腔、渐缩段、等径段、扩张段，其中，所述混合腔上设置有二次流入口。

11、在本发明的一些实施方式中，所述混合腔的内壁上设置环形凸台，通过所述环形凸台限制喷嘴移动的极限位置。

12、在本发明的第二方面，提供了一种喷嘴位置可调两相流喷射器的制备方法，包括以下步骤：

13、形状记忆合金丝选取温控niti形状记忆合金丝，将多根形状记忆合金丝分别置于冰水以及沸水中处理，循环多次处理，以便于稳定该记忆合金丝材料特性，在安装之前将其置于同工作环境相似温度下稳定5-10分钟，并先做实际需求温度变化的模拟，监测移动距离是否精确可靠；

14、将制备好的形状记忆合金丝安装在第一电极板和第二电极板上，组成形状记忆合金装置；

15、将形状记忆合金装置装配到一次流腔体内，并将一次流腔体装配到喷射器主体上，完成喷嘴位置可调两相流喷射器的制备。

16、本发明一个或多个技术方案具有以下有益效果：

17、(1)本发明提供的两相流喷射器设置有形状记忆合金装置，充分利用形状记忆合金丝材的形状记忆特性，提供了一种一次流喷嘴相对位置可以改变的喷射器，能够实现对其位置的控制，很好的解决了现有技术中的喷射器结构不可调的问题，能够满足多种工况的需求。

18、(2)本发明提供的两相流喷射器设置有形状记忆合金装置，将形状记忆合金丝连接在喷射器内部，对其采用合适的电流加热使其产生恢复力带动绝缘导套的移动，快速调节一次流喷嘴的位置，从而改变喷射器最关键参数nxp的大小，实现对喷射器性能的主动控制。

19、(3)本发明提供的喷嘴位置可调两相流喷射器，结构简单，容易实现，无需设置复杂的结构，能够改善喷射器的性能，使喷射器在处于不同的工况下都具有良好的性能。

技术特征：

1.一种喷嘴位置可调两相流喷射器，其特征在于，包括相互连接的喷射器主体和一次流腔体，所述一次流腔体上设置一次流入口，一次流腔体内设置喷嘴，所述喷嘴的入口与绝缘导套的一端相连，所述绝缘导套的另一端与形状记忆合金装置相连；形状记忆合金装置包括第一电极板和第二电极板，所述第一电极板和第二电极板之间通过多根形状记忆合金丝相连，通过记忆合金丝的形变带动喷嘴发生移动。

2.如权利要求1所述的喷嘴位置可调两相流喷射器，其特征在于，所述第一电极板带有十字形肋板的圆环结构，第二电极板采用圆柱形结构，其中第一电极板十字形肋板的中心开设有螺纹孔，通过紧定螺钉与一次流腔体相连。

3.如权利要求2所述的喷嘴位置可调两相流喷射器，其特征在于，所述第一电极板开设多个圆形孔，第二电极板上开多个圆形槽，通过多根形状记忆合金插入圆形孔及圆形槽连接第一极板和第二极板。

4.如权利要求1所述的喷嘴位置可调两相流喷射器，其特征在于，所述一次流腔体与喷射器主体连接的一端设置有外螺纹，通过螺纹将一次六墙体与喷射器主体进行对接，所述一次流腔体内的喷嘴伸入喷射器主体内。

5.如权利要求1所述的喷嘴位置可调两相流喷射器，其特征在于，所述形状记忆合金丝采用具有形状记忆效应的合金制成，并经过形状记忆预处理。

6.如权利要求1所述的喷嘴位置可调两相流喷射器，其特征在于，所述绝缘导套采用绝缘材料制成，为薄壁圆筒状，绝缘导套与一次流入口相接触的位置开设椭圆形通孔。

7.如权利要求1所述的喷嘴位置可调两相流喷射器，其特征在于，所述喷嘴内部包括渐缩段、等径段、扩张段三部分以完成二次流吸入。

8.如权利要求1所述的喷嘴位置可调两相流喷射器，其特征在于，所述喷射器主体内设置混合腔、渐缩段、等径段、扩张段，其中，所述混合腔上设置有二次流入口。

9.如权利要求8所述的喷嘴位置可调两相流喷射器，其特征在于，所述混合腔的内壁上设置环形凸台，通过所述环形凸台限制喷嘴移动的极限位置。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的喷嘴位置可调两相流喷射器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种喷嘴位置可调两相流喷射器及其制备方法，所述两相流喷射器包括相互连接的喷射器主体和一次流腔体，所述一次流腔体上设置一次流入口，一次流腔体内设置喷嘴，所述喷嘴的入口与绝缘导套的一端相连，所述绝缘导套的另一端与形状记忆合金装置相连；形状记忆合金装置包括第一电极板和第二电极板，所述第一电极板和第二电极板之间通过多根形状记忆合金丝相连，通过记忆合金丝的形变带动喷嘴发生移动；本发明充分利用形状记忆合金丝材的形状记忆特性，提供了一种一次流喷嘴相对位置可以改变的喷射器，能够实现对其位置的控制，很好的解决了现有技术中的喷射器结构不可调的问题，能够满足多种工况的需求。

技术研发人员：张井志,刘艳,李伟,张博
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4