SU860877A1

SU860877A1 - Apparatus for producing calibrated-drop flows

Info

Publication number: SU860877A1
Application number: SU792832106A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Николаевич Гунько; Юрий Григорьевич Нарожный; Леонид Александроввич Одновол
Original assignee: Предприятие П/Я М-5539
Priority date: 1979-10-15
Filing date: 1979-10-15
Publication date: 1981-09-07

Description

1one

Изобретение относитс к машиностроению , в частности к устройству дл получени потоков капель заданной дисперсности и плотности при испытани х материалов и образцов на эрозионную прочность.The invention relates to mechanical engineering, in particular, to an apparatus for producing streams of droplets of a given dispersion and density when testing materials and samples for erosion strength.

Известно устройство дл получени капель жидкостей или расплавов, содержащее перфорированную камеру, патрубок подачи продукта, вибратор, св занный с камерой и создающий колебани в горизонтальной плоскости, и основание 1.A device for producing droplets of liquids or melts is known, comprising a perforated chamber, a product supply nozzle, a vibrator associated with the chamber and generating oscillations in a horizontal plane, and a base 1.

Недостатки этого устройства в том,что оно создает поток капель с одной лищь частотой каплеобразовани , так как вибратор возбуждает колебани камеры с фиксированной частотой, равной собственной частоте конструкции, в невозможности создани потоков с заданным взаимным расположением капель вдоль направлени потока; в ограниченности формы орошаемой площади, вызванной тем, что центральна часть камеры не может быть использована дл образовани струй, так как при крутильных колебани х центр камеры возмущаетс недостаточно дл устойчивого каплеобразовани .The disadvantages of this device are that it creates a stream of droplets with a single frequency of droplet formation, since the vibrator excites oscillations of the chamber with a fixed frequency equal to the natural frequency of the structure, in the impossibility of creating streams with a given mutual arrangement of the droplets along the flow direction; in the limited shape of the irrigated area, due to the fact that the central part of the chamber cannot be used to form jets, since with torsional vibrations the center of the chamber is not sufficiently perturbed for steady drop formation.

Известно также устройство дл получени потоков калиброванных капель, содержащее вертикально установленную камеру дл жидкости с перфорированным днищем.It is also known to have a device for receiving flows of calibrated droplets containing a vertically installed liquid chamber with a perforated bottom.

соединенную с источником посто нного давлени жидкости, и размещенный в ней колеблющийс элемент 2. Это устройство - наиболее близкое кизо5 бретению по технической сущности и достигаемому результату.connected to a source of constant pressure of a fluid, and an oscillating element 2 placed in it. This device is the closest to the core of the product by its technical essence and the achieved result.

Недостатками его вл ютс нерегул рное , неустойчивое дробление струй на капли при создании потоков капель с большимIts disadvantages are irregular, unstable splitting of jets into droplets when creating streams of drops with large

10 расходом жидкости, например с диаметром отверстий пор дка одного - нескольких милиметров и числом отверстий больше двадцати, вызванное тем, что поток жидкости в камере, вынужденный к тому же10 liquid flow, for example, with a hole diameter of the order of one to several millimeters and the number of holes more than twenty, due to the fact that the flow of fluid in the chamber, forced to the same

15 обтекать колеблющеес тело, и в истекающих стру х возмущен; неоднородность потока капель с большим расходом жидкости и с большой орошаемой площадью, так как при значительных размерах нижнего15 wrap around the oscillating body, and is perturbed in the flowing streams; the heterogeneity of the flow of droplets with a large flow rate and with a large irrigated area, as with significant sizes of the lower

20 торца колеблющегос тела, расположенного вблизи днища, центральные и периферийные отверсти наход тс в неодинаковых услови х - полное давление жидкости падает к центру, вследствие чего скоростиThe 20 ends of the oscillating body located near the bottom, the central and peripheral openings are in unequal conditions — the total fluid pressure drops to the center, as a result of which

25 истечени в стру х различны и различны размеры капель и рассто ни между капл ми в стру х, которые при данной частоте колебаний колеблющегос тела завис т от скорости истечени струи; отсутствие25 outflows in the jets are different and different are the sizes of the droplets and the distances between the droplets in the jets, which at a given oscillation frequency of the oscillating body depend on the speed of the jet outflow; absence of

30 возможности получени потоков капель с30 possibilities of obtaining flows of drops with

заданным взаимным расположением каисль в стру х вдоль направлени потока, так как точка начала образовани капель в струе находитс на определенном рассто нии от среза отверсти , и это рассто ние зависит от индивидуальных особенностей отверсти .the given mutual arrangement of the cisis in the streams along the flow direction, since the point of the beginning of the formation of droplets in the jet is at a certain distance from the cut of the hole, and this distance depends on the individual characteristics of the hole.

Цель изобретени - расширение диапазона параметров потоков капель и повышение их однородности.The purpose of the invention is to expand the range of parameters of the flows of droplets and increase their homogeneity.

Указанна цель достигаетс тем, что устройство дл получени потоков калиброванных капель, содержапдее вертикально установленную камеру дл жидкости с перфорированным днишсм, соединенную с источником посто нного давлени жидкости, и размешенный в ней колеблющийс элемент , соединеиный с источником колебаний, согласно изобретению, снабжено установленной в камере над днишем упругой перфорированпой мембраной и расположенными в перфораци х дниша с возможностью продольного перем.ешени трубками, при этом колеблющийс элемент выполнен в виде сплошной плоской мембраны.This goal is achieved by the fact that a device for receiving flows of calibrated droplets, containing a vertically installed fluid chamber with a perforated bottom, connected to a constant pressure source of fluid, and an oscillating element mixed in it with the oscillation source according to the invention, is provided in a chamber over the bottom elastic perforated membrane and located in the perforations of the bottom with the possibility of longitudinal moving tubes, while the oscillating element is en in the form of a continuous flat membrane.

На чертеже изображено устройство дл получени потоков калиброванных кабель, общий вид.The drawing shows a device for receiving flows of calibrated cable, a general view.

Оно содержит вертикально установленную камеру 1 дл жидкости со съемным перфорированным днищем 2, соединенную с источником посто ииого давлени жидкости (на чертеже не показан), и размещенный в ней колеблющийс элемеит, выполненный в виде сплощной плоской мембраны 3, установленной в верхней части камеры 1 и соприкасающейс с жидкостью в камере, и соединенный с источником колебаний в виде динамической головки 4, электрически св занным с генератором 5. It contains a vertically installed fluid chamber 1 with a removable perforated bottom 2 connected to a source of constant fluid pressure (not shown), and an oscillating element located therein, made in the form of a flattened flat membrane 3 installed in the upper part of chamber 1 and in contact with the fluid in the chamber, and connected to a source of oscillations in the form of a dynamic head 4, electrically connected to the generator 5.

Кроме того, устройство снабжено установленной в камере 1 над днищем 2 упругой перфорированной мембраной 6 и размещенными в перфораци х 7 днища 2 с возможностью продольного перемещени трубками 8.In addition, the device is provided with an elastic perforated membrane 6 installed in the chamber 1 above the bottom 2 and placed in the perforations 7 of the bottom 2 with the possibility of longitudinal movement of the tubes 8.

Устройство работает следующим образом .IThe device works as follows .I

Жидкость от источника посто нного давлени поступает в камеру 1 через входные отверсти 9, проходит через перфорировапную мембрану бис посто нной скоростью истекает из трубок 8 в виде струй. При этом возмущени , возникающие в потоке при переходе из входных отверстий 9 внутрь камеры 1, гас тс при прохождении через микроотверсти перфорированной мембраны 6.The fluid from the constant pressure source enters the chamber 1 through the inlets 9, passes through the bis perforation membrane at a constant speed and flows out of the tubes 8 in the form of jets. In this case, the disturbances in the flow at the transition from the inlets 9 to the inside of the chamber 1 are extinguished when the perforated membrane 6 passes through the microperforations.

Динамическа головка 4, электрически св занна с генератором 5, создает акустические колебани , которые через мембрану 3 передаютс жидкости в камере 1, проход т через упругую перфорированную мембрану 6 к стру м жидкости, истекающим из трубок 8, и вызывают посто нное образование капель в стру х. Частота образовани капель в струе равна частоте колебаний мембраны 3, котора равна задающей частоте генератора 5, и подбираетс в зависимости от диаметра струи и скорости ее истечени опытным путем. Дл заданного диаметра струи и заданной скорости ее истечени существует определенный диапазон частот устойчивого дроблени струи. Рассто ние от нижнего среза трубки 8 до точки начала образовани капель в струе посто нно дл данной скорости истечени струи и данной частоты колебаний и зависит от индивидуальных неконтролируемых особенностей отверсти трубки 8. Нужное взаимное расположение капель в стру х вдоль направлени потока устанавливаетс перемещением трубок 8 в перфораци х 7 днища 2, при этом перемещаютс и точки начала образовани капель в струе. Трубки 8 в перфораци х 7 удерживаютс силами трени .The dynamic head 4, electrically connected to the generator 5, creates acoustic oscillations which transfer the fluids in the chamber 1 through the membrane 3, pass through the elastic perforated membrane 6 to the liquid streams emanating from the tubes 8 and cause permanent formation of droplets in the jet x The frequency of formation of droplets in the jet is equal to the oscillation frequency of the membrane 3, which is equal to the master frequency of the generator 5, and is selected depending on the diameter of the jet and the rate of its expiration experimentally. For a given diameter of the jet and a given rate of its outflow, there is a certain range of frequencies for steady splitting of the jet. The distance from the bottom of the tube 8 to the point of the beginning of droplet formation in the jet is constant for a given jet outflow rate and a given oscillation frequency and depends on individual uncontrollable features of the tube opening 8. The desired mutual arrangement of the droplets in the jets along the flow direction is established by moving the tubes 8 perforations 7 of the bottom 2, and the points of initiation of the formation of droplets in the jet are also moved. Tubes 8 in perforations 7 are held by friction forces.

Контроль параметров потока капель производитс в проход щих лучах света от строботахометра, дающего импульсы света с частотой, кратной частоте каплеобразовани . При этом визуально наблюдаетс пеподвижпое поле капель, что дает возможпость непосредственно измер ть размеры капель и рассто ние между капл ми отсчетным микроскопом МПБ-2, а также визуальио контролировать взаимное расположеиие капель в потоке.Parameters of the flow of droplets are monitored in the transmitted rays of light from the strobachometer, which produces light pulses at a frequency that is a multiple of the droplet frequency. At the same time, the pedestrian field of droplets is visually observed, which makes it possible to directly measure the size of the droplets and the distance between the droplets with a BCH-2 reading microscope, as well as visually monitor the relative position of the droplets in the stream.

Экспериментальные испытани подтвердили возможность получени устойчивых однородных потоков капель большого диаметра (пор дка одного - нескольких милиметров ) с большой орошаемой площадью и с регулируемым взаимным расположением капель вдоль направлени потока.Experimental tests confirmed the possibility of obtaining stable uniform flows of large-diameter droplets (on the order of one to several millimeters) with a large irrigated area and with an adjustable mutual arrangement of the drops along the flow direction.

Использоваппе предлагаемого устройства позвол ет улучшить качество испытаний образцов и материалов на эрозионную прочность, упростить и удешевить испытани .Using the proposed device allows to improve the quality of testing of samples and materials for erosion strength, simplify and reduce the cost of testing.

Claims

1. USSR author's certificate2. US Patent No. 3679132, cl. 239-4,

No. 448889, cl. B 05 B 1/02, 1970.public. 1972 (prototype).

860877

; -: п ± 3 КЙ

oh oh