УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ФОРСУНОК Российский патент 1996 года по МПК B05B1/34 

Изобретение относится к техническим средствам изучения параметров распыленной жидкости, а именно к устройствам для исследования центробежных форсунок мелкодисперсного распыления жидкости, используемых в сельскохозяйственном производстве.

Известно устройство для исследования центробежных форсунок, содержащее корпус, мерные сосуды, распределительный орган с трубками для отвода жидкости в мерные сосуды, перекидное устройство с рукояткой и регулировочным приспособлением с втулкой для крепления форсунки и регулировочным винтом. Распределительный орган выполнен в виде цилиндрической чаши с концентрическими и радиальными перегородками, установленными в ней с образованием равновеликих секций /1/.

Недостатком известного устройства является отсутствие возможности исследования нескольких параметров форсунки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для исследования центробежных форсунок, содержащее корпус, установленную на телескопическом кронштейне посредством подвижного держателя испытываемую форсунку с гибким шлангом для подачи жидкости, поворотный экран с размещенными под ним на верхней крышке корпуса каплеулавливателями и механизм привода /2/.

Недостатками известного устройства, принятого за прототип, является то, что:
не обеспечивается получение гидравлических характеристик для диаметрально противоположных сторон факела в данный момент времени, т. к. имеет одно сегментное отверстие, которое обеспечивает последовательное снятие гидравлических характеристик по всей площади, поэтому пока одно сегментное отверстие "дойдет" до противоположной стороны, пройдет много времени, и в удельном потоке жидкости могут произойти изменения. В результате целостная, объективная картина получена не будет;
непрерывно вращающийся экран (без возможности его остановки) не позволяет проводить посегментальные исследования в отдельности, а при значительных объемах исследований отсутствует систематизация в получении исходных данных, что приводит к ошибкам и сказывается на достоверности исследований;
отсутствует автоматический запуск и остановка механизма привода вращения экрана;
нет оперативного управления цикличности процесса подачи жидкости на распылитель. Подача жидкости путем открытия и закрытия вентильного крана приводит к отсутствию постоянного давления струи при выходе диспергированной жидкости из сопла исследуемой центробежной форсунки в начальный и конечный моменты времени, что ведет к искажению данных;
не контролируется время процесса распыления жидкости, а это приводит к тому, что оператору, обслуживающему установку, приходится определять время продолжительности процесса по секундомеру;
не ведется автоматический подсчет количества циклов исследований различных параметров форсунки;
отсутствует блочный механизм установки каплеулавливателей;
отсутствуют условия безопасной эксплуатации установки. Расположение электротехнического оборудования высокого напряжения в непосредственной близкости распыливаемой жидкости может привести к несчастному случаю;
нет механизмов устранения влияния неблагоприятных условий внешней среды (ветер, неравномерный режим испарения, дополнительные источники влагонасыщения воздуха) и внутри установки не создан собственный микроклимат.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение качества исследований.

Указанная задача обеспечивается тем, что в устройстве, содержащем корпус, установленную на телескопическом кронштейне посредством подвижного держателя испытываемую форсунку с гибким шлангом для подачи жидкости, поворотный экран с размещенными под ним на верхней крышке корпуса каплеулавливателями и механизм привода, согласно изобретению поворотный экран выполнен в виде концентрически размещенных и шарнирно закрепленных двухпозиционных форточек с сегментными отверстиями между ними, расположенных с возможностью смещения и перекрытия последних, причем площади двухпозиционных форточек выбраны равными площадям сегментных отверстий, верхняя крышка корпуса выполнена с пазами, в которые вставлены сегментные обоймы, каплеулавливатели закреплены в последних, механизм привода размещен на боковой стенке корпуса и снабжен многоскоростным редуктором, а форсунка соединена с гибким шлангом посредством трубки с включенным в нее электромагнитным клапаном, при этом устройство снабжено пультом управления с размещенными на нем электросчетчиком и электросекундомером и камерой со створками, шарнирно закрепленными на вертикальных стойках.

Устройство содержит корпус 1, на боковой стенке которого смонтирован механизм 2 привода с многоскоростным редуктором 3, связанный посредством вращающегося вала 4 и механизма червячной передачи 5 с вертикально установленной осью 6 вращения. Рядом с механизмом 2 привода размещен пульт 7 управления установки с блоком 8 управления под его лицевой панелью. На противоположном подсоединенному к механизму червячной передачи 5 и выступающему из габаритов корпуса 1 торцевом конце оси 6 вращения концентрически жестко установлены каркасные оси 9, на которых шарнирно закреплены двухпозиционные форточки 10 поворотного экрана, выполненные в виде отдельных сегментов, с площадями, равными площадям сегментных отверстий. На верхней крышке 11 корпуса 1 под двухпозиционными форточками 10 в пазы 12 устанавливаются сегментные обоймы 13, представляющие собой трапецеидальные пластины с глубокими ячейками (фиг. 2), в которые фиксированно устанавливаются каплеулавливатели предметные стекла 14 или бюксы 15, в зависимости от вида исследований. Над поворотным экраном установлена испытываемая центробежная форсунка 16 с гибким шлангом для подачи жидкости, которая крепится в подвижном держателе 17 на телескопическом кронштейне 18.

Форсунка 16 соединена с гибким шлангом посредством трубки с электромагнитным клапаном 19, на лицевой панели пульта 7 управления перед форсункой 16 размещены электросчетчик 20 и электросекундомер 21. Кулачковый механизм 22 жестко зафиксирован на оси 6 вращения. Рядом с ним находится микровыключатель 23 управления двухпозиционными форточками 10. Установка закрыта защитной камерой 24, стенки которой выполнены из прозрачного материала и шарнирно закреплены на вертикальных стойках 25 корпуса 1, и представляют собой двустворчатые окна.

Устройство работает следующим образом.

На верхнюю крышку 11, условно разбитую на равные сектора (фиг. 3а), площадь каждого из которых равна площади сегментного отверстия и площади сегментной форточки 10 (фиг. 3б), в секторах, где имеются сегментные отверстия 1, 4, 7, 10 (фиг. 3б), в пазы 12 устанавливают сегментные обоймы 13 с закрепленными в их ячейках каплеулавливателями предметными стеклами 14 или бюксами 15 (фиг. 3в) в зависимости от вида исследований. Возможность применения различных типов каплеулавливателей позволяет проводить исследования всех четырех параметров форсунки 16. Площадь сегментной обоймы 13 равна площади сегментного отверстия и равна площади условного сектора, а количество сегментных обойм 13 определяется количеством сегментных отверстий. Проведение исследований посегментно позволяет организовать лабораторные работы системно, а использование в качестве фиксатора каплеулавливателей сегментных обойм 13 способствует повышению качества, надежности и снижению трудозатрат. После установки сегментных обойм 13 их закрывают двухпозиционными форточками 10 и открывают двухпозиционные форточки 10 "позади" закрытых сегментных обойм 13 (фиг. 3г); таким образом, сегментные отверстия оказываются в предыдущих (по нумерации) секторах. Такое расположение сегментных отверстий (фиг. 3б) дает возможность получать гидравлические характеристики исследуемых форсунок для диаметрально противоположных сторон факела в данный момент времени. После переключения двухпозиционных форточек 10 закрывают створки защитной камеры 24, которые, закрываясь, обеспечивают замыкание электрической цепи установки. Установка готова к работе. Защитная камера 24 обеспечивает устранение влияния неблагоприятных условий внешней среды (ветер, неравномерный режим испарения, дополнительные источники влагонасыщения воздуха и т. д.) на качество исследований. Включение механизма привода 2 производится с пульта управления 7 нажатием кнопки. Одновременно с включением механизма привода 2 и началом вращения поворотного экрана происходит включение электромагнитного клапана 19 (который открывает подачу жидкости на форсунку 16), электросекундомера 21 (ведущего отсчет времени экспозиции) и электросчетчика 20 (подсчитывающего количество циклов). Использование в установке электромагнитного клапана 19, электросекундомера 21 и электросчетчика 20 ведет к повышению качества исследований и снижению трудозатрат. Запас хода двухпозиционных форточек 10 до открытия первых каплеулавливателей, расставленных и закрепленных на сегментных обоймах 13, позволяет распыленной жидкости принять установившийся характер, что дает возможность получить равномерный распыл во времени для всех без исключения каплеулавливателей данного исследуемого сегмента. Механизм привода 2 передает через многоскоростной редуктор 3 вращение на поворотный экран, который начинает вращение. Вращение производится на два сектора вперед. Вращаясь, поворотный экран постепенно открывает сегментные обоймы 13, расположенные в секторах 1, 4, 7, 10 (фиг. 3д), и на открывающуюся часть обоймы 13 начинает попадать распыливаемая жидкость. При этом двухпозиционные форточки 10 переходят из секторов 1-2, 4-5, 7-8, 10-11 (фиг. 3 г) в сектора 2-3, 5-6, 8-9, 11-12 (фиг. 3е) с находящимися в них сегментными обоймами 13, которые оказываются полностью открытыми. При дальнейшем вращении поворотного экрана двухпозиционные форточки 10 начинают постепенно закрывать сегментные обоймы 13, и на закрывающуюся часть жидкость уже не попадает (фиг. 3ж). А сегментные обоймы 13 полностью закрываются двухпозиционными форточками 10; двухпозиционные форточки 10 переходят из секторов 1-2, 4-5, 7-8, 10-11 (фиг. 3г) в сектора 3-4, 6-7, 9-10, 12-1 (фиг. 3з), а сегментные отверстия в сектора 2, 5, 8, 11 (фиг. 3з). Как только сегментные обоймы 13 закрылись от попадания на них жидкости, происходит автоматическое отключение вращения поворотного экрана. Отключение это производится при помощи кулачкового механизма 22, расположенного на оси 6 вращения; кулачковый механизм 22 производит разрыв в цепи блока управления 8. (Произвести запуск приводного механизма 2 вновь можно лишь при повторном нажатии кнопки на пульте управления 7). После окончания распыливания жидкости над исследуемыми секторами 1, 4, 7, 10 отключается не только механизма привода 2, но одновременно с этим и электромагнитный клапан 19, перекрывающий подачу жидкости на форсунку 16, электросекундомер 21 и электросчетчик 20. Показания электросекундомера 21 и электросчетчика 20 заносятся в лабораторный журнал.

Один цикл исследований закончен, данные исследований секторов 1, 4, 7, 10 (фиг. 3б) получены, и можно переходить к исследованиям следующих секторов: 2, 5, 8, 11 (фиг. 3з). Для этого в секторах 2, 5, 8, 11 (фиг. 3и) устанавливаются новые сегментные обоймы 13 с расставленными на них каплеулавливателями 14, 16. Открывшиеся сегментные обоймы 13 с исследованными каплеулавливателями 14, 15 вынимают из установки (фиг. 3л) и отдают на обработку. Расположенные в секторах 2, 5, 8, 11 сегментные обоймы 13, закрытие двухпозиционными форточками 10, подготовлены к дальнейшим исследованиям.

Следующий цикл повторяется в той же последовательности, что и предыдущий: открываются каплеулавливатели 14, 15, установленные в сегментных обоймах, размещенные в следующих секторах (фиг. 3м) и т. д.

В такой последовательности проходят исследования каждого цикла, следующего один за другим.

Следует особо отметить, что количество сегментных обойм, одновременно используемых при использовании, необязательно должно быть равно четырем. Количество сегментных обойм может изменяться в пределах от одного до четырех, в зависимости от требуемой точности исследований.

Выбор позиции никак не влияет на последовательность переключения двухпозиционных форточек во время работы по технологической цепочке (позиции, их последовательность, также положение размещения сегментных обойм 13 представлены на фигуре 4), а это означает, что позиции устанавливаются произвольно, и какой бы номер ее ни установили бы, эта позиция и будет начальной. Последующие же позиции выставляются в строгом соответствии с указанной технологической цепочкой, которая замыкается начальной позицией. Таким образом, начальная позиция одновременно является и конечной.

Цикличность процесса проводимых исследований заключается в трех последовательно сменяющих друг друга позициях. Указанный для каждого рисунка в верхнем левом углу номер соответствует последовательности проводимых операций и положению позиций до и после переключения двухпозиционных форточек.

Переключение положений двухпозиционных форточек 10 и установка сегментных обойм 13 производится вручную. Все остальные операции в большей или меньшей степени автоматизированы.

Использование: в сельскохозяйственном производстве. Сущность изобретения: в устройстве для исследования центробежных форсунок поворотный экран выполнен в виде концентрически размещенных и шарнирно закрепленных двухпозиционных форточек с сегментными отверстиями между ними, расположенных с возможностью смещения и перекрытия последних. Площади двухпозиционних форточек выбраны равными площадям сегментных отверстий. Верхняя крышка корпуса выполнена с пазами, в которые вставлены сегментные обоймы. Каплеулавливатели закреплены в обоймах. Механизм привода размещен на боковой стенке корпуса и снабжен многоскоростным редуктором. Испытываемая форсунка соединена с гибким шлангом посредством трубки с включенным в нее электромагнитным клапаном. Устройство снабжено пультом управления с размещенными на нем электросчетчиком и электросекундомером и камерой со створками, шарнирно закрепленными на вертикальных стойках. 4 ил.

Устройство для исследования центробежных форсунок, содержащее корпус, установленную на телескопическом кронштейне посредством подвижного держателя испытываемую форсунку с гибким шлангом для подачи жидкости, поворотный экран с размещенными под ним на верхней крышке корпуса каплеулавливателями и механизм привода, отличающееся тем, что поворотный экран выполнен в виде концентрически размещенных и шарнирно закрепленных двухпозиционных форточек с сегментными отверстиями между ними, расположенных с возможностью смещения и перекрытия последних, причем площади двухпозиционных форточек выбраны равными площадям сегментных отверстий, верхняя крышка корпуса выполнена с пазами, в которых вставлены сегментные обоймы, каплеулавливатели закреплены в последних, механизм привода размещен на боковой стенке корпусе и снабжен многоскоростным редуктором, а форсунка соединена с гибким шлангом посредством трубки с включенным в нее электромагнитным клапаном, при этом устройство снабжено пультом управления с размещенными на нем электросчетчиком и электросекундомером и камерой со створками, шарнирно закрепленными на вертикальных стойках.