Генератор капель Советский патент 1979 года по МПК B22D23/08 

Изобретение относится к моделирующим устройствам, подающим в газовый поток или улавливающую емкость моно-или полидисперсные совокупности, например жидкометаллических капель заданного размера, с требуемой частотой бросания.

Известна конструкдия генератора ка- . пель, включающая в себя дозирующее устройство и установленный под ним режущий механизм в виде крыльчатки, на лопастях которой установлены V -образные стойки с натяну-йлми на них микрометрическими нитями, при этом дозирующее устройство выполнено в виде обогреваемого кольцевохч) коллектора с капиллярными каналами в днище 1,1 .

Недостатком этой конструкции является невозможность получения параллельных совокупностей (рядов) капель, определенных размеров, которые совместно с транспортирующим рабочим телом (например, газом) имитируют реальные двухфазные течения, пригодные для экспериментальных

исследований с использованием контактных и бесконтактных средств измерений.

Цель изобретения - получение через заданные интервалы времени параллельных совокупностей моно- или полидисперсных исходных сферических капель определенных размеров.

Для этого режущий механизм снабжен ползуном с закрепленными на нем зигелями, а коллектор-дозатор выполнен прямоугольной формы и с продольным пазом а дншхш, параллельно которому размещены ряды капиллярных каналов, снабженных автоматическими затворами с регулируемым ходом. V -образные стойки с нитями выполнены подпружиненными. Затворы выполнены в виде поршней и штоков, смонтированных в цилиндрах, соединенных друг с другом каналами. Привод режущего механизма выполнен в виде винтового штока, соединенного с коническим редуктором и электродвигателем.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 вид по стролке Л на фщ-. 1; на фи1 3 вид по стрелке fj но фиг. 1; на фиг. 4 - сечение В-{3 на фиг. Ij на фиг, 5 « разрез Г-Г на фиг. 1. В редукторном отсеке 1 генератора ка пель смонтирован редуктор с электродвига телем 2 (например, электродвигатель тина ). Редуктор состоит из двух кони ческих шестерен 3. Ведущая шестерня наса жена на вал привода редуктора, ведомая шестерня закреплена в подшипниках4, раз мешенных в крышке 5 и задней стенке редукторного отсека. В ведомую шестерню 3, внутри которой нарезана резьба, ввернут винтовой шток 6, На одном конце этого штока размешена столор рукоятка 7, другой конец штока закреплен в ползуне 8 режуше го механизма. Для плавления или уменьшения вязкости загружаемого в коллектор-дозатор 9 рабочего компонента: легкоплахжого веще ва парафинового ряда, металла (например галлия) эвтектического сплава (например индий-галлий-олово), жидкости и т.д. на наружной боковой поверхности коллектора-дозатора 9 смонтирован электроподогреватель 10 с теплоизоляцией. Рабочее напряжение к электродвигателю 2 гене«. ратора капель и к электроподогревателю 1О подводится через колодку 11, укрепленную на боковой стенке коллектора-дозатора. Прямоугольный коллектор-дозатор 9 сверху закрыт герметичной крышкой 12 с бобышками, внутри этой крышки изготовлены также цилиндры и разводные каналы. В крышке коллектора-дозатора закреплены штуцеры 13 для загрузки твердого (жидкого) рабочего компонента, установки измерительных датчшшв давления, температуры, для подвода инертного газа, создающего избыточное давление на зеркало жидкого компонента и т.д. В днище коллектора-йозатора 9 вдоль его Продольной линии симметрии прдусмот ран прямоугольный паз с боковыми треугольными направляющими. Этот паз с треугольными направляюшими предназначен для перемещения режущего механизма генератора. Кроме прямоугольного паза на наружном днише коллектора-дозатора параллельно пазу имеются также две пря молинейных направляющих с капиллярными каналами. Назначение этих направляющихуменьшить зону контакта (силу трения) между элементами (микрометрической про11олс)) режушеуо механизма и наружным дни1лем коллектора-дозатора. Режущий MesxaHHSM, назначение коп-орого состоит в срезании вытекающих из капиллярных каналов жидких капель, перемешается посредством зигелей 14 в прямо угольном пазу дниша коллектора-дозатора. На ползуне 8 с помощью плоской пружины 15 и винтов 16 закреплена обойма 17. В этой обойме 17 смонтированы стойки 18, на концах которых приварены предварительно натянутые режушие элементы микрометрические нити 19. Усилие, с которым режушие элементы - микрометрические нити прижимаются к прямолинейным направляющим наружного дниша коллекторадозатора, в генераторе можно регулировать с помощью плоской пружины 15 и винтов 16. В цилиндрах крышки 12 коллектора-дозатора 9 установлены изготовленные как единое целое поршни 20 и штоки 21, которые являются затворами дозаторов мас сового расхода рабочего компонинтя. Затворы открываются (закрываются) посредством сжатого газа (или жидкости), поступающего через входные (выходные) штуцеры 22 и систему разводных каналов крышки 12 в полости 23 и 24 внутренних цилингров крышки. В бобышки сверху ввинчены маточные гайки 25, в которые в свою очередь вмонтированы регуляторы хода подвижных затворов дозаторов. Эти регуляторы включают в себя подвиишые штоки 26 с микрометрической резьбой и гнездом под отвертку, а также поджимные гайки 27 и уплотнения, состоящие, например, из асбестового шнура-41абИБКИ 28 и шайб. 29. ПocлeдIiиe необходимы для обеспечения герметичности между полостями 23 цилиндров крышки и окружающей средой. Герметичность между полостями 24 цилиндров крышки и внутренней полостью коллектора-дозатора достигается с помощью аналогичных уплотнений, состоящих из асбестового шнура-наб1юки 30, шайб 31 и поджимных гаек 32. Генератор капель работает следующим образом. До начала работы генератора все выходные каналы-капилляры прямоугольного коллектора-дозатора 9 закрываются с помошью штоков 21 затворов дозаторов массового расхода рабочего компонента, для чего сферические концы последних упираются во входные седла капиллярных каналов. В коллектор-дозатор 9 загружается рабочий компонент, который может 5 68681 быть в твердом или жидком состоянии. После этого, в случае необходимости, рабочий компоиеит подогревается или плавится. Далее во внутреннюю полость коллектора-дозатора 9, опять же в случаеs необходимости, подается инертный газ, с помощью которого на зеркале жидкого понента создается избыточное, по сравнению с окрун ающей средой, давление. Запускается электродвигатель 2, начинают враишться конические шестерни 3 редуктора и винтовой шток 6, в результате че- го режущий механизм, смонтированный на ползуне 8, начинает совершать двусторонние перемещения по треугольным направлиюшим вдоль внешнего дниша коллекто- ра-дозатора. Реверс конической пары редуктора, и соответственно режущего меха- низма осуществляется в предлагаемой конструкдии при помощи электронного блока ° управления. После этого через входныевыходные штуцеры 22 и систему разводных каналов в полости 24 цилиндров верхней крышки 12 подается сжатый газ и создается зазор на входе в капиллярные ка- налы дозатора-коллектора - в результате этого обеспечивается требуемый массо- вый расход жидкого компонента через капиллярные каналы. На выходе капилляр- ных каналов, размещенных в прямолиней- ных направляющих днища коллектора-дозатора, формируется жидкая капля. Режущий элемент - микрометрические нити набегают ка шейки капель и срезают последние. После зтого образовавши- еся под действием сил поверхностного натяжения капли начинают либо транспортироваться газовым (жидкостным) потоком, либо падают в кювету с масляной или иной подложкой. В предлагаемой конструкции генератора за счет изменения скорости перемещения режущего механизма, давления инёртного газа на зеркало жидкого компонента, регулирования зазора между сферкческими концами штоков затворов дозаторов и входными седлами капиллярных каналов коллектора-дозатора, диаметров кашшляров получать монодисперсные илиJQ 66 полидисперсные совокупности жидких капель. Положительный эффект: имитация реальных двухфазных течений, пригодных для экспериментальных исследований с использоваьием контактных и бесконтактных средств измерений, Формула изобретения 1, Генератор капель, включающий обогреваемый коллектор-дозатор с капиллярными каналами в днише и смонтированный под ним режущий механизм с V -образными стойками и натянутыми на них мик- рометрическими нитями, отличаюш и и с я тем, что, с целью получения через заданные интервалы времени параллельных .совокупностей моно- или полидисперсных жидких сферических капель определенных размеров, режущий механизм снаб жен ползуном с закрепленными на нем зигелями, а коллектор-дозатор выполнен прямоугольной формьт и с продольным пазом в днище, параллельно которому размешены ряды капиллярных каналов, снабженных автоматическими затворами с регулируемым ходом. 2. Генератор капель по п. 1, о т л и - чающийся тем, что Y -образные стойки с нитями выполнены подпружиненными. з. Генератор капель по п. 1, о т л и чающийся тем, что затворы вы- полнены в виде поршней и штоков, смонтированных в цилиндрах, соединенных друг с другом каналами. 4. Генератор капель по п. 1, о т л ичающийся тем, что привод режу- шего механизма выполнен в виде винтового штока, соединет1ного с коническим редуктором и электродвигателем, Источники информации, принятые во вниманке при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке №2424271/02, кл.В 22 D 23/08, 1976. «(1

18

te;

2

Х о тнодисперные

/в

Рабочий компонент

13

/f Штуцеры для safltiiKu ра5. тела, датчиков и тп. условно Мериуты