本实用新型涉及清洗技术领域，更具体地说，涉及一种反馈式射流振荡喷嘴。
背景技术：
射流振荡喷嘴具有可靠性高、结构简单、喷雾覆盖面积大等优点，且射流振荡喷嘴通过特殊的流道设计可以实现出流的周期性偏转，而不需要额外的机械运动部件。目前，反馈式射流振荡喷嘴的技术最为成熟，在汽车前风挡清洗领域有着广泛的应用。
受反馈式射流振荡喷嘴自身的出流特性影响，反馈式射流振荡喷嘴的出流均匀性较差，会存在局部区域流量较大的情况，流量较高区域多出现在接近出流覆盖区域两端的位置，导致出流中间区域的液体流量较低，清洗效果较差。
综上所述，如何设计反馈式射流振荡喷嘴，以提高反馈式射流振荡喷嘴的出流均匀性，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种反馈式射流振荡喷嘴，以提高反馈式射流振荡喷嘴的出流均匀性。
为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种反馈式射流振荡喷嘴，包括射流振荡流道，所述射流振荡流道的内壁设置有出流槽，所述出流槽自所述射流振荡流道的出口向靠近所述射流振荡流道的进口的方向延伸，所述出流槽的出口、所述反馈式射流振荡喷嘴的喷嘴出口以及所述射流振荡流道的出口均连通。
优选地，所述出流槽包括第一槽段，所述第一槽段自所述出流槽的进口向所述出流槽的出口延伸，且所述第一槽段的第一槽底壁的进口端和所述出流槽所在的所述射流振荡流道的内壁平齐，所述第一槽段的深度自其进口至其出口逐渐增大。
优选地，所述第一槽底壁和所述出流槽所在的所述射流振荡流道的内壁均为平面结构，且所述出流槽所在的所述射流振荡流道的内壁和所述第一槽底壁之间具有第一夹角。
优选地，所述第一槽底壁的长度l6＝3l0～4.5l0，其中，l0为所述喷嘴出口的最小宽度。
优选地，所述出流槽还包括第二槽段，所述第一槽段通过所述第二槽段与所述喷嘴出口的连通，所述第二槽段的出口深度不低于其进口深度，且所述第二槽段的进口和出口的深度差小于所述第一槽段的进口和出口的深度差。
优选地，所述第二槽段的第二槽底壁和所述出流槽所在的所述射流振荡流道的内壁均为平面结构，且所述出流槽所在的所述射流振荡流道的内壁和所述第二槽底壁平行，所述第一槽段的出口深度等于所述第二槽段的入口深度。
优选地，所述第一槽段的第一槽底壁和所述第二槽底壁之间具有第二夹角，所述第二夹角θ3＝120°～160°。
优选地，所述出流槽的两个槽侧壁自所述出流槽的进口至所述出流槽的出口相互靠近。
优选地，所述出流槽的进口宽度为l5＝2.5l0～4.5l0，其中，l0为所述喷嘴出口的最小宽度。
优选地，所述反馈式射流振荡喷嘴的反馈通道的宽度为l1＝0.8l0～1.2l0；
所述射流振荡流道中两侧的引流面的最小间距为l2＝4l0～6l0；
其中，l0为所述喷嘴出口的最小宽度；
所述反馈通道为两个且分别位于所述射流振荡流道的两侧，所述反馈通道的两端分别与所述射流振荡流道的两端连通。
本实用新型提供的反馈式射流振荡喷嘴，通过在射流振荡流道的出口处设置出流槽，使得出流槽处的深度较大，从而增大了流经出流槽的流量，由于出流槽的出口、喷嘴出口以及射流振荡流道的出口均连通，则增大了沿喷嘴出口的轴线流出的液体流量，从而增大了出流覆盖区域的中间区域的流量，相应地，减小了出流覆盖区域的两端区域的流量，有效地提高了反馈式射流振荡喷嘴的出流均匀性；而且，通过调整出流槽和射流振荡流道的深度比值，可以得到不同的流量分布，对出流槽和射流振荡流道的深度比值进行优化，可以显著的改善现有反馈式射流振荡喷嘴出流均匀性较差的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的反馈式射流振荡喷嘴的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的反馈式射流振荡喷嘴的俯视图；
图3为图2的a-a向剖视图；
图4为本实用新型实施例提供的反馈式射流振荡喷嘴的主视图；
图5为本实用新型实施例提供的反馈式射流振荡喷嘴进行出流流量分布测试的试验布置图；
图6为采用本实用新型实施例提供的反馈式射流振荡喷嘴以及现有反馈式射流振荡喷嘴进行试验所获得的出流流量分布图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1-5所示，本实用新型实施例提供的反馈式射流振荡喷嘴包括：喷嘴进口1、反馈通道2、射流振荡流道3、以及喷嘴出口5；其中，反馈通道2为两个且分别位于射流振荡流道3的两侧，反馈通道2的两端分别与射流振荡流道3的两端连通；喷嘴进口1、两个反馈通道2和射流振荡流道3的连通处形成反馈流体作用区6，射流振荡流道3的出口和喷嘴出口5连通，射流振荡流道3的进口和反馈流体作用区6连通，反馈流体作用区6的进口和喷嘴进口1连通，反馈流体作用区6的出口和射流振荡流道3的进口连通。
为了提高反馈式射流振荡喷嘴的出流均匀性，上述射流振荡流道3的内壁设置有出流槽4，出流槽4自射流振荡流道3的出口向靠近射流振荡流道3的进口的方向延伸，上述出流槽4的出口、喷嘴出口5以及射流振荡流道3的出口均连通。
可以理解的是，出流槽4的出口和喷嘴出口5相对，即出流槽4的出口沿喷嘴出口5的轴向方向获得的投影、和喷嘴出口5沿其轴向获得的投影具有重叠部。上述出流槽4的出口、喷嘴出口5以及射流振荡流道3的出口均连通，是指上述出流槽4的出口、喷嘴出口5以及射流振荡流道3的出口两两连通且在同一区域连通。出流槽4的深度即为射流振荡流道3所在平面和出流槽4的底壁之间的距离。
上述出流槽4可延伸至射流振荡流道3的进口，也可不延伸至射流振荡流道3的进口，根据实际需要进行选择，本实施例对此不做限定。
本实用新型实施例提供的反馈式射流振荡喷嘴，通过在射流振荡流道3的出口处设置出流槽4，使得出流槽4处的深度较大，从而增大了流经出流槽4的流量，由于出流槽4的出口、喷嘴出口5以及射流振荡流道3的出口均连通，则增大了沿喷嘴出口5的轴线流出的液体流量，从而增大了出流覆盖区域的中间区域的流量，相应地，减小了出流覆盖区域的两端区域的流量，有效地提高了反馈式射流振荡喷嘴的出流均匀性；而且，通过调整出流槽4和射流振荡流道3的深度比值，可以得到不同的流量分布，对出流槽4和射流振荡流道3的深度比值进行优化，可以显著的改善现有反馈式射流振荡喷嘴出流均匀性较差的问题。
对于出流槽4的具体结构，根据实际需要进行选择。优选地，上述出流槽4包括第一槽段41，第一槽段41自出流槽4的进口向出流槽4的出口延伸，且第一槽段41的第一槽底壁43的进口和出流槽4所在的射流振荡流道3的内壁平齐，这样，实现了流体自射流振荡流道3至出流槽4的过渡，降低了能量损失，也降低了对流体流动的影响。
上述第一槽段41的第一槽底壁43的进口，是指第一槽底壁43位于第一槽段41的进口的一端。由于第一槽段41的第一槽底壁43的进口和出流槽4所在的射流振荡流道3的内壁平齐，则第一槽段41的深度自其进口至其出口逐渐增大。
上述第一槽段41的结构，根据实际需要进行选择，例如上述第一槽段41的第一槽底壁43为平面结构或弧面结构等。为了便于制造和降低对流体的影响，上述第一槽底壁43为平面结构，同时，出流槽4所在的射流振荡流道3的内壁均为平面结构，则出流槽4所在的射流振荡流道3的内壁和第一槽底壁43之间具有第一夹角。可以理解的是，该第一夹角大于180°。
对于第一夹角的具体数值，根据实际需要进行选择，本实施例对此不做限定。
当所述第一夹角为定值时，上述第一槽底壁43的长度越小，对流体的影响越大；上述第一槽底壁43的长度越大，对流体的影响越小，但是流入出流槽4的流体流量较小。为了选择一个合理的长度，第一槽段41的第一槽底壁43的长度l6＝3l0～4.5l0，其中，l0为喷嘴出口5的最小宽度。具体地，l6＝4.31l0。可以理解的是，喷嘴出口5沿清洗介质流动方向呈渐扩状。
上述第一槽段41的第一槽底壁43的长度，是指第一槽底壁43的进口和出口两端之间的最短距离。
当然，也可选择上述第一槽底壁43的长度为其他，并不局限于上述实施例。
上述第一槽段41可延伸至出流槽4的出口，此时，出流槽4仅包括第一槽段41。上述第一槽段41可未延伸至出流槽4的出口，即第一槽段41仅为出流槽4的部分槽段。
为了实现对流体的缓冲，进一步提高反馈式射流振荡喷嘴的出流均匀性，上述出流槽4还包括第二槽段42，第一槽段41通过第二槽段42与喷嘴出口5的连通，第二槽段42的出口深度不低于其进口深度，且第二槽段42的进口和出口的深度差小于第一槽段41的进口和出口的深度差。
上述第二槽段42的第二槽底壁44可为平面结构，也可为曲面结构，根据实际需要进行选择。为了便于加工，优先选择上述第二槽段42的第二槽底壁44为平面结构。
为了简化结构，上述出流槽4所在的射流振荡流道3的内壁为平面结构，且出流槽4所在的射流振荡流道3的内壁和第二槽底壁44平行，第一槽段41的出口深度等于第二槽段42的入口深度。
可以理解的是，上述第二槽段42为等深度槽。
上述结构，获得较长的出流槽4无需增大整个反馈式射流振荡喷嘴的厚度；同时，第二槽段42为等深度槽，第二槽段42可对进入第二槽段42内的流体实现缓冲，稳定流体流速，从而便于提高出流均匀性。
由于上述第二槽段42的第二槽底壁44为平面结构，上述第一槽段41的深度自其进口至其出口逐渐增大，则上述第一槽段41的第一槽底壁43和第二槽底壁44之间具有第二夹角，上述第二夹角为钝角。为了降低第一槽底壁43和第二槽底壁44的连接对流体的影响，上述第二夹角θ3＝120°～160°。例如，θ3＝160°。当然，也可选择上述第二夹角的角度值为其他，并不局限于上述实施例。
在实际应用过程中，也可选择上述第二槽段42为其他结构，例如弧面结构等，并不局限于上述实施例。
为了便于流体自出流槽4流出，上述出流槽4的两个槽侧壁45自出流槽4的进口至出流槽4的出口相互靠近。这样，出流槽4的横截面越来越小，流体流速越来越快，从而方便了流体自出流槽4流出。
具体地，出流槽4的两个槽侧壁45关于出流槽4的轴线对称设置。上述槽侧壁45和出流槽4的进口端之间的第三夹角为θ1，对于第三夹角θ1的具体角度值根据实际需要进行选择，例如第三夹角θ1＝80°。
上述出流槽4的进口宽度影响出流槽4的流量，上述出流槽4的进口宽度越大，出流槽4的流量越大，对射流振荡流道3的影响越大。优选地，上述出流槽4的进口宽度为l5＝2.5l0～4.5l0，其中，l0为喷嘴出口5的最小宽度。例如，l5＝3.30l0。
在实际应用过程中，也可选择上述出流槽4的进口宽度为其他数值，并不局限于上述实施例。
上述反馈式射流振荡喷嘴中，反馈通道2的宽度会影响反馈流体量，反馈通道2过窄会导致反馈流体量过少，不足以推动出流震荡，反馈通道2过宽则会导致喷嘴整体的效率下降，因此，优先选择上述反馈通道2的宽度为l1＝0.8l0～1.2l0。当然，也可根据需要适当调整反馈通道2的宽度，并不局限于上述实施例。
上述射流振荡流道3中，两侧的侧壁上具有引流面31，两侧引流面31的最小间距过大，会增加反馈式射流振荡喷嘴的整体宽度，两侧引流面31的最小间距过小会影响振荡效果，优先选择两侧引流面31的最小间距为l2＝4l0～6l0。在实际应用过程中，也可根据需要适当调整两侧引流面31的最小间距，并不局限于上述实施例。
上述反馈式射流振荡喷嘴的反馈流体作用区6的出口宽度为l3，且l3>l0，反馈流体作用区6的进口宽度为l4，且l4<l0。进一步地，上述l3略大于l0，l4略小于l0，例如l3＝1.17l0，l4＝0.83l0。
上述喷嘴出口5为渐扩口，上述喷嘴出口5的渐扩角影响出流扇形角度，上述喷嘴出口5的渐扩角越大，则出流覆盖面积越大。优选地，上述喷嘴出口5的渐扩角为θ2＝30°～100°，例如，θ2＝80°。
上述反馈式射流振荡喷嘴中，喷嘴出口5的总深度为h1，射流振荡流道3的出口深度为h2，出流槽4的出口深度为h3，则h1＝h2 h3。优选地，h1＝l0～3l0。当然，也可选择上述喷嘴出口5的总深度为其他数值，并不局限于上述限定。
需要说明的是，上述深度是以喷嘴芯顶面9为基准面，该基准面与出流槽5所在的射流振荡流道3的内壁平行。喷嘴芯顶面9为喷嘴芯的顶面，上述喷嘴进口1、反馈通道2、射流振荡流道3、以及喷嘴出口5均设置在喷嘴芯上。上述喷嘴出口5和喷嘴进口1的中心轴线共线。
在l0一定、h2和h3相等的情况下，射流振荡流道3的流阻低于出流槽4的流阻，相应地，射流振荡流道3的出口流量会高于出流槽4的出口流量。因此，相比于现有反馈式射流振荡喷嘴，增加了出流槽4的反馈式射流振荡喷嘴，在保证流量一致性的情况下，本实施例中喷嘴出口5的总深度大于同等流量下现有反馈式射流振荡喷嘴的喷嘴出口深度。在l0不变的前提下，为保证本实施例提供的反馈式射流振荡喷嘴和现有反馈式射流振荡喷嘴的流量一致，可参照下述经验进行设计再通过实验进行校核调整。
具体地，h2＝h1’*a-h3*b，其中，h1’为现有反馈式射流振荡喷嘴的喷嘴出口的深度。
在设计过程中，选定的出流槽4的最大深度为h3；a和b为经验系数，a和b随着l0、l5、θ1等尺寸变化而改变，a、b可根据反馈式射流振荡喷嘴的具体尺寸结构进行实验标定，在本实施实例所选择的尺寸、l0＝0.6mm的条件下，a＝1.11，b＝0.44。
如图5所示，喷嘴出口5会形成扇形喷雾区域7，在距离喷嘴出口5的特定距离的位置布置喷雾收集装置8，该喷雾收集装置8包括若干个带有刻度的集液槽，反馈式射流振荡喷嘴开启一段时间后，可根据不同集液槽内的液体量来对反馈式射流振荡喷嘴的出流分布进行分析。
选择三个反馈式射流振荡喷嘴进行试验，分别记为1号喷嘴、2号喷嘴和3号喷嘴，1号喷嘴、2号喷嘴和3号喷嘴的基本特征尺寸相同，l0均为0.6mm，1号喷嘴、2号喷嘴和3号喷嘴不同的是射流振荡流道3和出流槽4的出口深度。
具体地，1号喷嘴为现有反馈式射流振荡喷嘴，该反馈式射流振荡喷嘴具有射流振荡流道但是没有出流槽，h1’＝h2’＝0.7mm，h3’＝0mm，其中，h2’为现有反馈式射流振荡喷嘴的射流振荡流道的出口深度，h3’为现有反馈式射流振荡喷嘴的出流槽的出口深度。2号喷嘴和3号喷嘴为本实施例提供的反馈式射流振荡喷嘴。2号喷嘴中，h3＝0.2mm,h2＝0.69mm，喷嘴出口5的总深度h1＝0.89mm。3号喷嘴中h3＝0.4mm，h2＝0.6mm，喷嘴出口5的总深度h1＝1mm。
由图6可知，1号喷嘴的流量分布很不均匀，中间的流量较低，接近两端边缘的出流流量较高，流量最高点的流量约为中间点附近平均流量的3倍。2号相比于1号喷嘴，中间出流区域的流量有所增加，两端出流流量有所下降，此时流量最高点约为中间点附近平均流量的1.6倍，出流不均匀性得到了显著的改善。3号喷嘴相比于2号喷嘴，增加了中间出流区域的流量，两端出流区域的流量相应的减少，此时中间区域的流量略高于两端区域的流量高点。
由上述测试结果可知，通过调整出流槽4和射流振荡流道3的出口深度比值，可以得到不同的流量分布特性，选取优化后的出流槽4和射流振荡流道3的出口深度比值，可以显著改善喷嘴的出流均匀性。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
1.一种反馈式射流振荡喷嘴，包括射流振荡流道(3)，其特征在于：
所述射流振荡流道(3)的内壁设置有出流槽(4)，所述出流槽(4)自所述射流振荡流道(3)的出口向所述射流振荡流道(3)的进口的方向延伸，所述出流槽(4)的出口、所述反馈式射流振荡喷嘴的喷嘴出口(5)以及所述射流振荡流道(3)的出口均连通。
2.根据权利要求1所述的反馈式射流振荡喷嘴，其特征在于，所述出流槽(4)包括第一槽段(41)，所述第一槽段(41)自所述出流槽(4)的进口向所述出流槽(4)的出口延伸，且所述第一槽段(41)的第一槽底壁(43)的进口端和所述出流槽(4)所在的所述射流振荡流道(3)的内壁平齐，所述第一槽段(41)的深度自其进口至其出口逐渐增大。
3.根据权利要求2所述的反馈式射流振荡喷嘴，其特征在于，所述第一槽底壁(43)和所述出流槽(4)所在的所述射流振荡流道(3)的内壁均为平面结构，且所述出流槽(4)所在的所述射流振荡流道(3)的内壁和所述第一槽底壁(43)之间具有第一夹角。
4.根据权利要求3所述的反馈式射流振荡喷嘴，其特征在于，所述第一槽底壁(43)的长度l6＝3l0～4.5l0，其中，l0为所述喷嘴出口(5)的最小宽度。
5.根据权利要求2所述的反馈式射流振荡喷嘴，其特征在于，所述出流槽(4)还包括第二槽段(42)，所述第一槽段(41)通过所述第二槽段(42)与所述喷嘴出口(5)相连通，所述第二槽段(42)的出口深度不低于其进口深度，且所述第二槽段(42)的进口和出口的度差小于所述第一槽段(41)的进口和出口的深度差。
6.根据权利要求5所述的反馈式射流振荡喷嘴，其特征在于，所述第二槽段(42)的第二槽底壁(44)和所述出流槽(4)所在的所述射流振荡流道(3)的内壁均为平面结构，且所述出流槽(4)所在的所述射流振荡流道(3)的内壁和所述第二槽底壁(44)平行，所述第一槽段(41)的出口深度等于所述第二槽段(42)的入口深度。
7.根据权利要求6所述的反馈式射流振荡喷嘴，其特征在于，所述第一槽段(41)的第一槽底壁(43)和所述第二槽底壁(44)之间具有第二夹角，所述第二夹角θ3＝120°～160°。
8.根据权利要求1所述的反馈式射流振荡喷嘴，其特征在于，所述出流槽(4)的两个槽侧壁(45)自所述出流槽(4)的进口至所述出流槽(4)的出口相互靠近。
9.根据权利要求1所述的反馈式射流振荡喷嘴，其特征在于，所述出流槽(4)的进口宽度为l5＝2.5l0～4.5l0，其中，l0为所述喷嘴出口(5)的最小宽度。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的反馈式射流振荡喷嘴，其特征在于，
所述反馈式射流振荡喷嘴的反馈通道(2)的宽度为l1＝0.8l0～1.2l0；
所述射流振荡流道(3)中两侧的引流面(31)的最小间距为l2＝4l0～6l0
其中，l0为所述喷嘴出口(5)的最小宽度；
所述反馈通道(2)为两个且分别位于所述射流振荡流道(3)的两侧，所述反馈通道(2)的两端分别与所述射流振荡流道(3)的两端连通。
技术总结