專利名稱：氣壓式粒子發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粒子發(fā)生器，尤其是涉及一種氣壓式粒子發(fā)生器。
背景技術(shù)：
在運(yùn)用LDV、PIV等激光測(cè)量技術(shù)進(jìn)行流動(dòng)測(cè)量時(shí)，成功的示蹤粒子產(chǎn)生與散播是獲得理想測(cè)量結(jié)果的保障，也是制約這類激光測(cè)量技術(shù)應(yīng)用的限制條件之一。為了能準(zhǔn)確測(cè)量高速流動(dòng)、湍流和分離流等復(fù)雜流動(dòng)，示蹤粒子必須具備良好的跟隨性；對(duì)所用激光有較高的散射率；而且在測(cè)量區(qū)域內(nèi)散播的示蹤粒子濃度必須恰當(dāng)。因此示蹤粒子從產(chǎn)生到散播都必須精心設(shè)計(jì)。
示蹤粒子的跟隨性主要取決于粒子的直徑，粒子的濃度和形狀等參數(shù)也有一定的影響。通過(guò)對(duì)粒子跟隨性的分析，結(jié)果表明較大的粒子在強(qiáng)加速流中存在明顯的滯后；為了較好地跟蹤高速流動(dòng)，示蹤粒子直徑應(yīng)在0.5μm左右。
為此，作為控制粒子的大小和數(shù)量濃度的儀器裝置是至關(guān)重要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種氣壓式粒子發(fā)生器，該發(fā)生器可控制粒子的平均直徑，并且可調(diào)粒子的數(shù)量和濃度，可調(diào)粒子流的流量，該發(fā)生器具有較高的控壓精度，保證所生成的粒子質(zhì)量。
本發(fā)明的氣壓式粒子發(fā)生器是根據(jù)PIV測(cè)量對(duì)示蹤粒子的要求，結(jié)合跨超音速風(fēng)洞的實(shí)驗(yàn)條件而設(shè)計(jì)而成，其既能應(yīng)用于低速風(fēng)洞，又能應(yīng)用于跨超音速風(fēng)洞中PIV、LDV等激光測(cè)速儀使用，并可從低速到跨音速(具有激波，膨脹波系的)的氣流全流場(chǎng)，PIV測(cè)量。
本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明的氣壓式粒子發(fā)生器包括一個(gè)儲(chǔ)液罐，在儲(chǔ)液罐上面設(shè)有一個(gè)與其緊密配合的蓋體，儲(chǔ)液罐與蓋體之間設(shè)有高壓密封圈，至少一個(gè)導(dǎo)管穿過(guò)蓋體而進(jìn)入到儲(chǔ)液罐內(nèi)，進(jìn)入儲(chǔ)液罐內(nèi)的導(dǎo)管的前端設(shè)置有微縫式音速噴嘴，在蓋體外側(cè)的導(dǎo)管通過(guò)一個(gè)連接頭而連接一個(gè)氣流輸送管，在該氣流輸送管是依次設(shè)置有進(jìn)氣開(kāi)關(guān)閥、過(guò)濾器、入口壓力表、進(jìn)氣調(diào)壓閥和氣源壓力表，氣流輸送管最終是連接到高壓氣源；在蓋體上設(shè)置一個(gè)粒子流出口閥，在該粒子流出口閥連接一粒子流出導(dǎo)管，在蓋體上還設(shè)有一個(gè)可測(cè)定粒子流流出時(shí)壓力的出口壓力表。
所述的穿過(guò)蓋體而進(jìn)入到儲(chǔ)液罐內(nèi)的導(dǎo)管的數(shù)量可設(shè)定為1-5個(gè)。
所述的微縫式音速噴嘴是這樣構(gòu)成的，它是通過(guò)在普通的管道出口加一個(gè)橫向擋板蓋在管道出口的橫截面上，保留擋板與管道出口之間的距離形成高壓氣流的出口縫隙，通過(guò)調(diào)節(jié)這個(gè)縫隙的大小來(lái)調(diào)節(jié)產(chǎn)生不同粒徑的油滴顆粒。
氣壓式粒子發(fā)生器工作原理如下氣壓式粒子發(fā)生器的工作過(guò)程是，高壓氣流進(jìn)入音速微噴嘴，從噴嘴中出來(lái)的高速氣流沖擊、霧化物料(待霧化液體)，在儲(chǔ)液罐中形成粒子，并與空氣混合均勻后輸出。
粒子發(fā)生器具有較高的控壓精度，從而保證所生成的粒子質(zhì)量，為提高其工作可靠性，還設(shè)置了液位報(bào)警，另外對(duì)高壓氣流流量也能初步控制。
本氣壓式粒子發(fā)生器的特點(diǎn)如下1)粒子的大小和數(shù)量濃度可調(diào)2)可連續(xù)、穩(wěn)定、均勻地發(fā)生粒子，粒子流的流量可調(diào)。
3)可更換物料，且物料種類繁多(包括采用食用植物油)4)對(duì)人體無(wú)害，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。
5)對(duì)設(shè)備污染小。
6)良好的經(jīng)濟(jì)性。
粒子的大小和數(shù)量濃度受下列因素影響物料、進(jìn)口高壓氣流壓力(高壓氣流入口壓力P1可為0.1-1.0Mpa)、儲(chǔ)液罐中壓力(儲(chǔ)液罐的氣壓P2應(yīng)至少滿足P1-P2＞0.1Mpa)和縫式微噴嘴的狹縫的寬度。粒子發(fā)生器的粒子平均直徑可控制出0.5μ-10.5μ變化。


圖1為氣壓式粒子發(fā)生器的工作原理圖；圖2為氣壓式粒子發(fā)生器的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖3為氣壓式粒子發(fā)生器的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖所給出的實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，使之對(duì)其有更加清楚地了解。
首先參看附圖1，氣壓式粒子發(fā)生器的工作原理如圖1所示，高壓氣流進(jìn)入音速微噴嘴，從噴嘴中出來(lái)的高速氣流沖擊、霧化物料(待霧化液體)，在儲(chǔ)液罐中形成粒子，并與空氣混合均勻后輸出。
參看圖2，氣壓式粒子發(fā)生器包括一個(gè)儲(chǔ)液罐M，在儲(chǔ)液罐M上面設(shè)有一個(gè)與其緊密配合的蓋體N，儲(chǔ)液罐M與蓋體N之間設(shè)有高壓密封圈I，至少一個(gè)導(dǎo)管P穿過(guò)蓋體N而進(jìn)入到儲(chǔ)液罐M內(nèi)，進(jìn)入儲(chǔ)液罐M內(nèi)的導(dǎo)管P的前端設(shè)置有微縫式音速噴嘴F，在蓋體N外側(cè)的導(dǎo)管P通過(guò)一個(gè)連接頭E而連接一個(gè)氣流輸送管L，在該氣流輸送管L上依次設(shè)置有進(jìn)氣開(kāi)關(guān)閥K、過(guò)濾器C、入口壓力表D1、進(jìn)氣調(diào)壓閥B和氣源壓力表D0，氣流輸送管L最終是連接到高壓氣源A；在蓋體N上設(shè)置一個(gè)粒子流出口閥G，該粒子流出口閥G連接一粒子流出導(dǎo)管R，在蓋體N上還設(shè)有一個(gè)可測(cè)定粒子流流出時(shí)壓力的出口壓力表D2，粒子流從所示的流出導(dǎo)管R流出(見(jiàn)H所標(biāo)識(shí)的方向)。
圖3示出了氣壓式粒子發(fā)生器的另一實(shí)施例，該實(shí)施例與圖2所示的實(shí)施例的區(qū)別是所述的穿過(guò)蓋體而進(jìn)入到儲(chǔ)液罐內(nèi)的導(dǎo)管的數(shù)量可設(shè)定為5個(gè)，圖中僅示出了3個(gè)。
儲(chǔ)液罐M采用不銹鋼制罐體，儲(chǔ)液罐M中注入一定量的植物油(沒(méi)過(guò)高壓氣流噴嘴)，上層預(yù)留一定的空間(設(shè)有空氣)，高壓氣體通過(guò)入口流量調(diào)壓B閥進(jìn)入儲(chǔ)液罐M，經(jīng)過(guò)高壓氣流噴嘴F時(shí)，由于噴嘴F處于油的液面下，因此噴嘴F周圍的油在高速氣流的帶動(dòng)下被霧化成非常小的油滴顆粒，這些顆粒隨著高速氣流進(jìn)入儲(chǔ)液罐M的上層空間中，最后經(jīng)過(guò)出口流量閥門(mén)G進(jìn)入流場(chǎng)。高壓氣流噴嘴F是產(chǎn)生霧化油滴的部件，它是通過(guò)在普通的管道出口加一個(gè)橫向擋板蓋在管道出口的橫截面上，保留擋板與管道出口之間的距離就是高壓氣流的出口縫隙，通過(guò)調(diào)節(jié)這個(gè)縫隙的大小來(lái)調(diào)節(jié)產(chǎn)生不同粒徑的油滴顆粒。高壓氣流的入口壓力范圍在0.1-1.0Mpa可調(diào)，高壓噴嘴縫隙可調(diào)，使用這種噴嘴產(chǎn)生的最小油滴直徑可以調(diào)節(jié)控制，小顆粒油滴在流場(chǎng)中的跟隨性已經(jīng)在測(cè)量M＝1.5(速度500米/秒)存在激波脹波的流場(chǎng)測(cè)量中驗(yàn)證。此外，采用多個(gè)高壓噴嘴F，粒子流的濃度可調(diào)，粒子流的流量可調(diào)。
權(quán)利要求
1.一種氣壓式粒子發(fā)生器，其特征在于它包括一個(gè)儲(chǔ)液罐，在儲(chǔ)液罐上面設(shè)有一個(gè)與其緊密配合的蓋體，儲(chǔ)液罐與蓋體之間設(shè)有高壓密封圈，至少一個(gè)導(dǎo)管穿過(guò)蓋體而進(jìn)入到儲(chǔ)液罐內(nèi)，進(jìn)入儲(chǔ)液罐內(nèi)的導(dǎo)管的前端設(shè)置有微縫式音速噴嘴，在蓋體外側(cè)的導(dǎo)管通過(guò)一個(gè)連接頭而連接一個(gè)氣流輸送管，在該氣流輸送管是依次設(shè)置有進(jìn)氣開(kāi)關(guān)閥、過(guò)濾器、入口壓力表、進(jìn)氣調(diào)壓閥和氣源壓力表，氣流輸送管最終是連接到高壓氣源；在蓋體上設(shè)置一個(gè)粒子流出口閥，在該粒子流出口閥連接一粒子流出導(dǎo)管，在蓋體上還設(shè)有一個(gè)可測(cè)定粒子流流出時(shí)壓力的出口壓力表。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣壓式粒子發(fā)生器，其特征在于所述的穿過(guò)蓋體而進(jìn)入到儲(chǔ)液罐內(nèi)的導(dǎo)管的數(shù)量可設(shè)定為1-5個(gè)
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣壓式粒子發(fā)生器，其特征在于所述的微縫式音速噴嘴是這樣構(gòu)成的，它是通過(guò)在普通的管道出口加一個(gè)橫向擋板蓋在管道出口的橫截面上，保留擋板與管道出口之間的距離形成高壓氣流的出口縫隙，通過(guò)調(diào)節(jié)這個(gè)縫隙的大小來(lái)調(diào)節(jié)產(chǎn)生不同粒徑的油滴顆粒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氣壓式粒子發(fā)生器，它包括一個(gè)儲(chǔ)液罐，在儲(chǔ)液罐上面設(shè)有蓋體，儲(chǔ)液罐與蓋體之間設(shè)有高壓密封圈，至少一個(gè)導(dǎo)管穿過(guò)蓋體而進(jìn)入到儲(chǔ)液罐內(nèi)，進(jìn)入儲(chǔ)液罐內(nèi)的導(dǎo)管的前端設(shè)有噴嘴，在蓋體外側(cè)的導(dǎo)管通過(guò)一個(gè)連接頭而連接一個(gè)氣流輸送管，在該氣流輸送管是依次設(shè)置有進(jìn)氣開(kāi)關(guān)閥、過(guò)濾器、入口壓力表、進(jìn)氣調(diào)壓閥和氣源壓力表，氣流輸送管最終是連接到高壓氣源；在蓋體上設(shè)置一個(gè)粒子流出口閥和粒子流出導(dǎo)管，在蓋體上還設(shè)有一個(gè)可測(cè)定粒子流流出時(shí)壓力的出口壓力表。該發(fā)生器可控制粒子的平均直徑，并且可調(diào)粒子的數(shù)量和濃度，可調(diào)粒子流的流量，該發(fā)生器具有較高的控壓精度，保證所生成的粒子質(zhì)量。
文檔編號(hào)G01P5/22GK1519565SQ0310076
公開(kāi)日2004年8月11日 申請(qǐng)日期2003年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月23日
發(fā)明者申功炘, 彭少波, 代欽, 魏潤(rùn)杰, 申功 申請(qǐng)人:申功炘, 申功