一种液滴发生器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种液滴发生器，该装置包括马达、可伸缩凸轮、变频调速器、可控蠕动泵、内运动杆机构、堵头开关、液滴悬挂滴头、发生器台架、外运动杆机构、油域加热器、水平连接杆、第一竖直弹簧、第二竖直弹簧和液滴仓。本实用新型使液体在液滴悬挂滴头处形成液滴，利用内运动杆控制液滴的形成，利用外运动杆将液滴甩出，达到产生液滴的目的，结构简单，使用方便。产生液滴的尺寸可以指定、初始温度可以调节、初始速度可以控制、单位时间内射出液滴的数量可以选择，适用于诸如发动机的燃油燃烧前相关的油滴研究、打印机的喷墨研究、化学材料制备设备等领域。
【专利说明】一种液滴发生器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及液滴制造领域，具体是一种液滴发生器。
【背景技术】
[0002]随着现代各种技术的发展，涉及到燃油的雾化、变形、破碎的动力装置中，小油滴各种研究越来越重要，对液滴发生器的要求越来越高。已知的液滴发生器结构复杂，并且只能产生液滴大小难以控制、初始温度处于常温状态、初始速度为零的一串液滴束。
实用新型内容
[0003]本实用新型为了解决现有液滴发生器结构复杂，液体状态不可控的问题，提供了一种结构简单的液滴发生器，可以控制产生液滴的尺寸大小、初始温度、初始速度和单位时间内射出液滴的数量。
[0004]该装置包括发生器台架，发生器台架侧面设有水平连接杆，外运动杆机构穿过水平连接杆做竖直运动，外运动杆机构外缘开有挡片，挡片与水平连接杆之间装有第一竖直弹簧，外运动杆机构下端为液滴仓，液滴仓下方开有液滴悬挂滴头；外运动杆机构内设有竖直运动的内运动杆机构，内运动杆机构下端装有堵头开关，堵头开关跟随内运动杆竖直运动，控制液滴悬挂滴头的开闭，内运动杆机构上端伸出外运动杆机构，通过凸轮与马达连接，凸轮与外运动杆机构之间装有第二竖直弹簧，第二竖直弹簧的弹性恢复力小于第一竖直弹簧，从而保证内外运动杆的运动顺序；发生器台架内部装有液体泵，液体泵出口与液滴仓相连。
[0005]该装置的工作方法包括以下步骤:
[0006]I)通过可控蠕动泵将液体推进到油域加热器中，加热到设定温度；
[0007]2)初始状态下，堵头开关与液滴悬挂滴头分离，加热后的液体进入液滴仓，在液滴悬挂滴头处形成一定尺寸的悬挂液滴；
[0008]3)马达控制可伸缩凸轮，带动外运动杆机构和内运动杆机构同时向下运动，在运动杆处于向下最低点时，堵头开关关闭，运动杆反向迅速运动，被堵头开关挤出液滴以一定的初始速度被甩出去。
[0009]进一步改进，所述的马达连接有变频调速器。通过调节变频调速器来调节马达的转速，改变液滴初始速度和单位时间内射出液滴的数量。
[0010]进一步改进，所述的液体泵为可控蠕变泵。通过调节可控蠕变泵的旋转速度，从而改变液体推进流量，即在相同的堵头开启时间内可以形成体积不同的液滴悬挂在滴头处，获得指定尺寸的液滴。
[0011]进一步改进，所述的液体泵和液滴仓之间连接有油域加热器。通过调节油域加热器的输入功率，使得油域温度升高或是降低，获得不同初始温度的液滴，液滴可获得温度低于油域加热器内部的沸点。
[0012]进一步改进，所述的凸轮为外径可改变的可伸缩凸轮。改变凸轮的凸起半径，即可以改变运动杆在处于最低点时向下的速度，即可获得不同初始速度的液滴。
[0013]本实用新型有益效果在于:
[0014]1、对于液滴能够悬挂在滴头处，这就是流体粘性的表现，称为内摩擦力或粘性力。这种现象在细管中表现的非常明显，液滴会待在细管中不会滴落。利用这种特性，使液体在液滴悬挂滴头处形成液滴，利用内运动杆控制液滴的形成，利用外运动杆将液滴甩出，达到产生液滴的目的，结构简单，使用方便。
[0015]2、产生液滴的尺寸可以指定、初始温度可以调节、初始速度可以控制、单位时间内射出液滴的数量可以选择，适用于诸如发动机的燃油燃烧前相关的油滴研究、打印机的喷墨研究、化学材料制备设备等领域。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为液滴发生器结构示意图。
[0017]图2为运动杆系统机构结构示意图。
[0018]图3为堵头开关打开时示意图。
[0019]图4为堵头开关关闭时不意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合【具体实施方式】和附图对本实用新型作进一步说明。
[0021]本实用新型一种【具体实施方式】如图1所示，包括发生器台架8，发生器台架8侧面设有水平连接杆11，外运动杆机构9穿过水平连接杆11做竖直运动，外运动杆机构9外缘开有挡片，挡片与水平连接杆11之间装有第一竖直弹簧12，外运动杆机构9下端为液滴仓14，液滴仓14下方开有液滴悬挂滴头7 ;外运动杆机构9内设有竖直运动的内运动杆机构5，内运动杆机构5下端装有堵头开关6，堵头开关6跟随内运动杆竖直运动，控制液滴悬挂滴头7的开闭，内运动杆机构5上端伸出外运动杆机构9，通过可伸缩凸轮2与马达I连接，马达I连接有变频调速器3。可伸缩凸轮2与外运动杆机构9之间装有第二竖直弹簧13，第二竖直弹簧13的弹性恢复力小于第一竖直弹簧12 ;发生器台架8内部装有可控蠕变泵4，可控蠕变泵4和液滴仓14之间连接有油域加热器10。
[0022]所述的液滴发生器产生的液滴尺寸在可以控制的范围为根据现在技术的发展对液滴发生器的要求，以及根据相关机理性研究，保证射出去的液滴是完整的球形，不会变形和破碎。
[0023]所述的带有变频调速器的马达转速可控范围为10: 600转/分钟，避免转速过快、过慢影响液滴的形成状态；
[0024]所述的液滴发生器产生的液滴初始速度在可控的范围为0.03: 4.4概/s,根据相关机理性研究表明:Wt = \29dV2ia<5时，才能保证液滴不破碎，其中d为液滴直径，V为液滴的初始速度，^分别为液滴的表面张力系数。所以有，根据产生液滴直径的可控范围d =1: 6mm ,可得速度需要满足F<6.7ot/s时,液滴才不会破碎,保持完整性。如图2所示:2nLn = V' = VjCOS&^V ,其中^值很/J ^为凸轮端点脱离运动杆端点时，所处的位置与水平方向的夹角'为可伸缩凸轮端点的周向速度；《为马达的转速“力可伸缩凸轮的长度，通过伸缩实现可控尺寸范围为3:1cm ;而2价马达的转速可控范围力10: 600转/分钟，可以实现液滴射出速度可控范围为0.03: 4.4?/s,完全满足液滴不会破碎。
[0025]所述的螺动泵流量可控范围为O: SOmi / mm ,液滴尺寸为d = Xnm1: Smm时，液滴的体积为0.52mW: 113.04_3,而堵头开关处于开启状态的时间最短约为
0.1?χ330''/36(Τ=?10925Τ,所以可以知道蠕动泵的最高流量应满足73.7M|/mm。针对蠕动泵有间歇性特点，正好符合所述液滴发生器中堵头开关的状态中短暂的关闭。
[0026]所述的运动杆机构中内运动杆的运动行程h为1cm，外运动杆行程H为2cm，运动杆的总行程(h + H)为3cm。而且内运动杆弹簧阻尼力要小于外部运动杆的弹簧阻尼力，这样才能先驱动内部运动杆，关闭堵头开关，然后驱动外部运动杆，将液滴推出去。
[0027]所述的堵头和滴头的作用是相互配合组成开关，在液滴形成阶段，开关处于开启状态(如图3所示)，液体在泵驱动力的作用下，液滴聚集到滴头处，液滴形成之后，开关关闭(如图4所示)，将液滴推射出去，并且防止液滴尾部牵扯一些小液滴。其中图中所示长度尺寸a=1 Omm ,直径b=3mm ,堵头尺寸c=6mm。
[0028]所述的油域加热器中用油采用植物油，因为植物油沸点比较高，无害无毒，可以很好地将热量传递给需要加热的液体，受热均匀。其中油域加热器在底部采用电加热片加热，通过调节供电功率，来调节油域温度。赋予液滴初始温度范围为:从常温到液体沸点之间的任意温度。
[0029]本实用新型工作方法如下:
[0030]I)通过可控蠕动泵将液体推进到油域加热器中，加热到设定温度；
[0031]2)初始状态下，堵头开关与液滴悬挂滴头分离，加热后的液体进入液滴仓，在液滴悬挂滴头处形成一定尺寸的悬挂液滴；
[0032]3)马达控制可伸缩凸轮，带动外运动杆机构和内运动杆机构同时向下运动，在运动杆处于向下最低点时，堵头开关关闭，运动杆反向迅速运动，被堵头开关挤出液滴以一定的初始速度被甩出去。
[0033]4)通过调节变频调速器来调节马达的转速，改变液滴初始速度和单位时间内射出液滴的数量。
[0034]5)通过调节可控蠕变泵的旋转速度，从而改变液体推进流量，即在相同的堵头开启时间内可以形成体积不同的液滴悬挂在滴头处，获得指定尺寸的液滴。
[0035]6)通过调节油域加热器的输入功率，使得油域温度升高或是降低，获得不同初始温度的液滴，液滴可获得温度低于油域加热器内部的沸点。
[0036]7)改变凸轮的凸起半径，即可以改变运动杆在处于最低点时向下的速度，即可获得不同初始速度的液滴。
[0037]本实用新型具体应用途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种液滴发生器，其特征在于:包括发生器台架(8)，发生器台架(8)侧面设有水平连接杆(11)，外运动杆机构(9)穿过水平连接杆(11)做竖直运动，外运动杆机构(9外缘开有挡片，挡片与水平连接杆(11)之间装有第一竖直弹簧(12)，外运动杆机构(9)下端为液滴仓(14)，液滴仓(14)下方开有液滴悬挂滴头(7);外运动杆机构(9)内设有竖直运动的内运动杆机构(5)，内运动杆机构(5)下端装有堵头开关(6)，堵头开关(6)跟随内运动杆竖直运动，控制液滴悬挂滴头(7 )的开闭，内运动杆机构(5 )上端伸出外运动杆机构(9 )，通过凸轮(2)与马达(I)连接，凸轮(2)与外运动杆机构(9)之间装有第二竖直弹簧(13)，第二竖直弹簧(13)的弹性恢复力小于第一竖直弹簧(12);发生器台架(8)内部装有液体泵，液体泵出口与液滴仓(14)相连。
2.根据权利要求1所述的液滴发生器，其特征在于:所述的马达(I)连接有变频调速器(3)。
3.根据权利要求1所述的液滴发生器，其特征在于:所述的液体泵为可控蠕变泵(4)。
4.根据权利要求1所述的液滴发生器，其特征在于:所述的液体泵和液滴仓(14)之间连接有油域加热器(10)。
5.根据权利要求1所述的液滴发生器，其特征在于:所述的凸轮(2)为外径可改变的可伸缩凸轮。
【文档编号】B05B1/02GK203916941SQ201420284645
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】朱冬清, 刘勇, 金仁瀚, 李鹏飞 申请人:南京航空航天大学