CN104568406B - 喷雾不均匀系数测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种喷雾不均匀系数测量装置，能够对喷雾效果进行量化测量，挑选出雾化效果合格的喷嘴，用该喷嘴装配发动机，从而提高发动机的介质雾化效果。本发明的装置包括喷雾收集组件、接水组件及质量测量组件，喷雾收集组件包括与雾化装置正对的收集盘，收集盘上设置多个接水槽，每个接水槽对应设置有一个集水嘴；接水盘设置在收集盘的正下方与收集盘螺纹连接且能够相对于收集盘旋转一指定角度，该指定角度与零度代表了接水盘两种位置，一种是接水位置，另一种是排水位置；在接水位置时，接水嘴与收集盘的集水嘴对中，在排水位置时，收集盘的集水嘴正处于相邻两个接水嘴之间的位置，水由排水嘴流出。

Description

喷雾不均匀系数测量装置

技术领域

本发明应用在小流量推力装置的不均匀系数测量试验中，适用于各型号发动机喷嘴的喷雾不均匀系数测量，也可用于其它设备的喷雾不均匀系数测量。

背景技术

为提高发动机燃烧效率及温升均匀性，防止发动机局部过热，需要提高每个喷嘴的雾化均匀度，在现有技术中，雾化均匀度的检测通常是通过目视来进行的，难以量化。

发明内容

为了解决现有喷雾雾化效果难以量化的技术问题，本发明提供一种喷雾不均匀系数测量装置。

本发明的技术解决方案如下：

一种喷雾不均匀系数测量装置，其特殊之处在于：包括喷雾收集组件、接水组件及质量测量组件，

所述喷雾收集组件包括与雾化装置正对的收集盘、所述收集盘与雾化装置正对的面为锥面31，沿锥面底部还圆周设置有一圆环面32，

收集盘上还均匀设置有多个隔离片，所述多个隔离片将锥面及圆环面进行了均分，使得收集盘上形成了多个接水槽，每个接水槽对应设置有一个集水嘴，所述集水嘴设置在圆环面上，所述集水嘴的上端面低于锥面底部，所述圆环面的外周垂直设置有一朝向雾化装置的第一挡环33，所述第一挡环与集水嘴之间沿挡环圆周设置有锥形过渡面34；

所述接水组件为与圆环面直径相同的接水盘，所述接水盘上还设置有多个接水嘴和至少一个排水嘴，所述接水嘴与集水嘴的数量相同且按照与集水嘴相同的角度间隔圆周设置，所述排水嘴靠近接水盘中央，

所述接水盘设置在收集盘的正下方与收集盘螺纹连接且能够相对于收集盘旋转一指定角度，该指定角度与零度代表了接水盘两种位置，一种是接水位置，另一种是排水位置；在接水位置时，接水嘴与收集盘的集水嘴对中，在排水位置时，收集盘的集水嘴正处于相邻两个接水嘴之间的位置，水由排水嘴流出，

所述接水组件还包括对接水盘旋转角度进行限位的限位部件，

所述质量测量组件包括设置在接水盘下方的试管架，所述试管架上设置有多个试管，所述试管与集水嘴一一对应，且试管位于集水嘴的正下方用于量测从集水嘴流下的水。

上述收集盘具有一中心柱36，所述锥面以中心柱36为中心，所述中心柱的上端伸出锥面，

所述接水盘的中心设置有中心孔，所述中心柱的底端设置有孔径小于中心孔的螺纹孔，所述中心孔用于安装盘柱，所述盘柱的上端设置有与中心柱上的螺纹孔相匹配的螺纹，所述接水盘通过盘柱与收集盘螺纹连接。

上述喷雾收集组件还包括多条沿圆周均布的凹槽，每条凹槽依次沿中心柱的侧壁、收集盘的锥面、锥形过渡面、挡环的内壁面开设；

所述多个隔离片对应插在多条凹槽内，且隔离片与中心柱的侧壁、收集盘的锥面、锥形过渡面、挡环的内壁面胶接密封。

上述限位部件包括一个沿接水盘的外圆周设置的与接水盘垂直且朝向收集盘的第二挡环51、一个沿第二挡环外圆周设置的与挡环垂直的定位柱、一个U形限位块，

所述U形限位块设置在上层角钢14的下方，所述定位柱伸入该U形限位块中，U形限位块的宽度限定了该定位柱的转动角度，即接水盘的旋转角度，所述第二挡环的外圆周还设置有一手柄54。

上述测量装置还包括台架，所述台架为长方形框架结构，包括左框、右框18、上框、下框12，所述左框及右框的内侧平行安装有两层角钢，上层用于支撑收集盘，下层用于支撑试管架，

所述试管架包括上板21、下板22及两侧板23，所述上板及下板通过两端带螺纹的支柱24连接，所述两侧板位于上板和下板之间，所述上板上开设有数量与集水嘴相同且按照与集水嘴相同的角度间隔圆周设置的试管安装孔，所述下板上设置有多个与试管底部形状相匹配且位置相应的凹坑，

所述试管架还包括滚动轴承27、轴26，所述滚动轴承安装在轴的一端，所述轴的另一端安装在设置在侧板内的与侧板垂直的轴孔内，所述试管架通过设置在两侧板外的滚动轴承在台架的下层角钢15上前后移动，

所述下层角钢的后端还设置有限位柱，所述下层角钢的前端设置有凸台17，所述下层角钢的内侧还设置有限定轴承左右移动的限位条16。

上述测量装置还包括用于安装被测产品的两个条状架板，所述条状架板通过螺栓固定在台架的上框的横梁上，且位于收集盘的中心柱的上方且与中心柱垂直，其高度可调；两个条状架板上设置有多个用于调节被测产品与收集盘中心柱同轴的圆孔或腰形孔。

上述试管为玻璃试管，所述试管架为有机玻璃试管架。

上述上板与下板的中间位置设置有减重孔28，该减重孔兼具排水的作用。

上述中心柱的顶部为圆锥形。

上述集水嘴的内径一致，所述接水嘴的内孔为上大下小的锥形孔且入口端的内径大于集水嘴的内径，所述试管的内径大于接水嘴出口端的内径。

本发明与现有技术相比，优点是：

1、本发明提供了喷雾不均匀系数测量装置，能够对喷雾效果进行量化测量，挑选出雾化效果合格的喷嘴，用该喷嘴装配发动机，从而提高发动机的介质雾化效果、燃烧稳定性。

2、本发明测量装置经多年、多型号产品试验验证，说明设计结构合理，通用性好，测量精度高，重复性好，满足各种产品喷雾不均匀系数值的测量要求，使用效果好。

附图说明

图1A为测量装置结构图；

图1B为图1A的局部放大图；

图2A为收集盘结构图；

图2B为图2A的A向视图；

图2C为图2A的1部放大图；

图2D为图2A的2部放大图；

图3A为接水盘结构图；

图3B为图3A的A向视图；

图4A为试管架结构图；

图4B为图4A的A向视图；

图5A为台架结构图；

图5B为图5A的A向视图；

其中附图标记为：1-台架、11-左框、12-下框、13-上框、18-右框、14-上层角钢、15-下层角钢、16-限位柱、17-限位条；2-试管架、21-上板、22-下板、23-侧板、24-支柱、25-试管、26-轴、27-滚动轴承、28-减重孔；3-收集盘、31-锥面、32-圆环面、33-第一挡环、34-锥形过渡面、35-集水嘴、36-中心柱、37-定位棒、38-隔离片、4-接水盘、41-接水嘴、42-排水嘴、43-盘轴；51-第二挡环、52-凹形限位块、53-定位柱、54-手柄、6-条状架板、61-螺栓、7-回水槽。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

以下从设计的角度对本发明进行说明。

本发明为保证收集盘3接水槽加工方便可行，选用了试管圆周单排摆放的方案；考虑水收集方便及测量精度，选择将喷雾锥等分；考虑测量装置针对大小流量的通用性，根据设计给出的最大流量，最小收集水时间计算，选用合适的试管，依次设计出接水盘4、收集盘、台架1的关键尺寸，按如下顺序安装：a用胶粘结接收集盘的隔离片38与收集盘形成多个接水槽，用胶粘结接收集盘的集水嘴35，用盘轴43连接收集盘与接水盘，点焊收集盘与台架1。b将试管架2放置在台架上，在保证集水嘴、接水嘴41中心线与试管中心线重合的状态下将凹形限位块52焊接在台架上，点焊试管架的左右方向限位条，前后方向的限位柱。c用定位棒37调节被试产品与收集盘同轴度，用螺栓调节喷雾锥大小，从而保证测量装置测量精度。

收集盘结构图见附图2，根据设计输出的流量范围，要保证大流量时，水喷到收集盘内不外溅，收集盘3必须足够大，接水槽要足够深，以便从盘中心到集水孔之间能加工出斜面，使水喷到收集盘接水槽内能沿斜面全部快速流进集水嘴，以便接水盘接收或排水。要将收集盘均匀地分成多个接水槽，如果直接在收集盘加工槽工艺性差，成本高，为此在设计中先将收集盘加工成中心带圆柱的锥形面，其中心圆柱尽可能小，这样小流量测量时精度高。采用在收集盘内壁盘中心的圆柱面及它们之间的圆锥底面上开出多条沿圆周均布的插槽，再将不锈钢隔离片插入槽中，隔离片上端打磨成尖角，上端高度处于同一平面且与第一挡环33高度一致，以便将水均匀分开，隔离片与槽之间采用胶粘牢，保证接水槽之间不渗漏。

接水盘4结构图见附图3，收集盘与接水盘通过盘轴连接，可以沿圆周旋转，采用U形限位块5和焊在接水盘外侧的定位柱53相互配合进行限位。以保证接水盘转停位置不是集水位置，就是排水位置。调流量时，接水盘处于排水位置，水由接水盘的排水嘴42排掉；流量调节到设计流量时，接水盘处于收集位置，此时接水盘接水嘴、试管中心对正，按要求收集水、称重。接水嘴的内径大于集水嘴出口端的内径，确保收集盘接水槽排出的水全部被接收，接水嘴出水端内径小于入水端的内径，确保接水盘收集的水全部被试管接收。

试管架结构图见附图4，试管架沿圆周均匀放置多玻璃试管，为减轻试管架的重量，选用有机玻璃材料加工试管架，将试管架上、下板设计成四角导成圆弧形的正方形，便于操作，用两端带螺纹的支柱及2个侧面板将上、下板牢牢固定，设计侧面板是为了给试管架侧面安装滚动轴承，使试管架可以沿台架上的角钢轨道前后移动，轨道后端有限位柱，保证试管架准确推进到收集水位置；前端有限位柱，避免试管架滑出轨道；试管架中间挖空，一为排水，二为试管架更轻；用玻璃试管便于快速找出最大流量，最小流量所在圆周分布的位置，提高试验工作效率，快速计算出喷雾不均匀系数。

台架结构图见附图5，台架采用槽钢焊接而成。内侧有两层角钢，上层用于支撑收集盘，下层用于支撑试管架。设计了两个长条状架板6，用长螺栓61固定在台架上端面；两个架板中间各有多个孔，孔的形状可以为圆孔也可以为腰形孔，用于固定产品装夹工装或产品，选用腰形孔方便调节产品中心与接水盘中心一致。通过升降架板以调节被试产品出口与收集盘之间的距离，达到调节收集的喷雾锥的大小。左右移动架板位置，以使多种产品装夹工装可以固定在台架上，进行喷雾不均匀系数测试试验。提高了该工装的通用性。

产品装夹工装根据产品图样及压降流量试验参数要求设计，产品装夹工装固定在台架之前，用定位棒37、带通孔的工装盖调校其位置，使被试产品和收集盘同轴，以保证喷雾不均匀系数测量精度。

Claims (10)

1.一种喷雾不均匀系数测量装置，其特征在于：包括喷雾收集组件、接水组件及质量测量组件，

所述喷雾收集组件包括与雾化装置正对的收集盘、所述收集盘与雾化装置正对的面为锥面，沿锥面底部还圆周设置有一圆环面，

收集盘上还均匀设置有多个隔离片，所述多个隔离片将锥面及圆环面进行了均分，使得收集盘上形成了多个接水槽，每个接水槽对应设置有一个集水嘴，所述集水嘴设置在圆环面上，所述集水嘴的上端面低于锥面底部，所述圆环面的外周垂直设置有一朝向雾化装置的第一挡环，所述第一挡环与集水嘴之间沿第一挡环圆周设置有锥形过渡面；

所述接水组件为与圆环面直径相同的接水盘，所述接水盘上还设置有多个接水嘴和至少一个排水嘴，所述接水嘴与集水嘴的数量相同且按照与集水嘴相同的角度间隔圆周设置，所述排水嘴靠近接水盘中央，

所述接水盘设置在收集盘的正下方与收集盘螺纹连接且能够相对于收集盘旋转一指定角度，该指定角度与零度代表了接水盘两种位置，一种是接水位置，另一种是排水位置；在接水位置时，接水嘴与收集盘的集水嘴对中，在排水位置时，收集盘的集水嘴正处于相邻两个接水嘴之间的位置，水由排水嘴流出，

所述接水组件还包括对接水盘旋转角度进行限位的限位部件，

所述质量测量组件包括设置在接水盘下方的试管架，所述试管架上设置有多个试管，所述试管与集水嘴一一对应，且试管位于集水嘴的正下方用于量测从集水嘴流下的水。

2.根据权利要求1所述的喷雾不均匀系数测量装置，其特征在于：

所述收集盘具有一中心柱，所述锥面以中心柱为中心，所述中心柱的上端伸出锥面，

所述接水盘的中心设置有中心孔，所述中心柱的底端设置有孔径小于中心孔的螺纹孔，所述中心孔用于安装盘柱，所述盘柱的上端设置有与中心柱上的螺纹孔相匹配的螺纹，所述接水盘通过盘柱与收集盘螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的喷雾不均匀系数测量装置，其特征在于：

所述喷雾收集组件还包括多条沿圆周均布的凹槽，每条凹槽依次沿中心柱的侧壁、收集盘的锥面、锥形过渡面、第一挡环的内壁面开设；

所述多个隔离片对应插在多条凹槽内，且隔离片与中心柱的侧壁、收集盘的锥面、锥形过渡面、第一挡环的内壁面胶接密封。

4.根据权利要求1或2或3所述的喷雾不均匀系数测量装置，其特征在于：

所述限位部件包括一个沿接水盘的外圆周设置的与接水盘垂直且朝向收集盘的第二挡环、一个沿第二挡环外圆周设置的与第二挡环垂直的定位柱、一个U形限位块，

所述U形限位块设置在上层角钢的下方，所述定位柱伸入该U形限位块中，U形限位块的宽度限定了该定位柱的转动角度，即接水盘的旋转角度，所述第二挡环的外圆周还设置有一手柄。

5.根据权利要求4所述的喷雾不均匀系数测量装置，其特征在于：

所述测量装置还包括台架，所述台架为长方形框架结构，包括左框、右框、上框、下框，所述左框及右框的内侧平行安装有两层角钢，上层用于支撑收集盘，下层用于支撑试管架，

所述试管架包括上板、下板及两侧板，所述上板及下板通过两端带螺纹的支柱连接，所述两侧板位于上板和下板之间，所述上板上开设有数量与集水嘴相同且按照与集水嘴相同的角度间隔圆周设置的试管安装孔，所述下板上设置有多个与试管底部形状相匹配且位置相应的凹坑，

所述试管架还包括滚动轴承、轴，所述滚动轴承安装在轴的一端，所述轴的另一端安装在设置在侧板内的与侧板垂直的轴孔内，所述试管架通过设置在两侧板外的滚动轴承在台架的下层角钢上前后移动，

所述下层角钢的后端还设置有限位柱，所述下层角钢的前端设置有凸台，所述下层角钢的内侧还设置有限定轴承左右移动的限位条。

6.根据权利要求5所述的喷雾不均匀系数测量装置，其特征在于：

所述测量装置还包括用于安装被测产品的两个条状架板，所述条状架板通 过螺栓固定在台架的上框的横梁上，且位于收集盘的中心柱的上方且与中心柱垂直，其高度可调；两个条状架板上设置有多个用于调节被测产品与收集盘中心柱同轴的圆孔或腰形孔。

7.根据权利要求6所述的喷雾不均匀系数测量装置，其特征在于：所述试管为玻璃试管，所述试管架为有机玻璃试管架。

8.根据权利要求7所述的喷雾不均匀系数测量装置，其特征在于：所述上板与下板的中间位置设置有减重孔，该减重孔兼具排水的作用。

9.根据权利要求8所述的喷雾不均匀系数测量装置，其特征在于：所述中心柱的顶部为圆锥形。

10.根据权利要求1所述的喷雾不均匀系数测量装置，其特征在于：所述集水嘴的内径一致，所述接水嘴的内孔为上大下小的锥形孔且入口端的内径大于集水嘴的内径，所述试管的内径大于接水嘴出口端的内径。