[发明专利]一种液滴下落控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种能控制液滴下落的装置，能控制下落液滴的大小和频率，用于反应堆换热器中。

背景技术

反应堆换热器破口事故是反应堆安全事故中重点研究对象。当换热器发生破口之后，冷却剂会与水反应发生反应，从而引起蒸汽爆炸致换热器压力、温度和成分的剧烈变化，直接影响换热器乃至反应堆的安全运行。研究冷却剂液滴滴入水中的反应，目的是研究破口事故时冷却剂与水接触最小单元的反应机理和蒸汽爆炸机理。开展冷却剂与水接触传热传质以及化学反应的机理实验研究，可以获得其相互接触作用的机理以及寻求解决方案；为我国先进核能系统反应堆换热器结构设计、性能评价、优化提供实验指导和理论依据。

目前关于冷却剂液滴滴入水中的实验，大部分研究没有开展腐蚀性的冷却剂开展实验。针对强腐蚀性液滴如铅铋合金滴入水的实验，在高温环境下几乎所有的钢材都不能用来盛放液态铅铋。由于材料的限制，采用耐高温不锈钢坩埚只能适用于低温液滴滴入水中的实验中。目前，可以用来盛放高温强腐蚀性液体坩埚材料主要是陶瓷，由于陶瓷不易加工，获得高温腐蚀性液滴的方法目前主要是采用直接倾倒陶瓷坩埚，手动控制难以实现液滴下落大小并且一次只能滴入一次，每次滴入后需要重新装样以进行下一次实验。因此，液滴下落装置中要么采用不具有强腐蚀性的物质，要么采用低温不具有腐蚀性液滴来避免对坩埚耐腐蚀耐高温材料的选择。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术不足，提供一种液滴下落控制装置，实现既可以实现盛放高温强腐蚀性液体，也可以盛放低温液体；采用电机控制液滴下落装置，实现液滴大小和频率的控制。

本发明解决其技术问题拟采用的方案是：一种液滴下落控制装置，包括：驱动电机1、由内层坩埚2和外层坩埚3构成的双层坩埚、加热炉4、保温层5、充放气口6、调节杆7、波纹管8、导向杆9、从动轮10、主动轮11、坩埚底部小孔12、坩埚上法兰13和固定杆14；内层坩埚2外壁紧贴3内壁，坩埚上法兰13上开有充放氩气口6；加热炉4紧靠外层坩埚3外壁，为坩埚内液态物质提供加热作用；在外热炉4的外层包上保温层5，为坩埚提供保温作用；调节杆7通过锥形塞和坩埚底部小孔12相连；主动轮11连接坩埚上法兰13和导向杆9，控制充放气口6的方向；波纹管8连接坩埚上法兰13和固定杆14，导向杆9穿过固定杆14，连接坩埚上法兰13和从动轮10，固定杆14固定导向杆9和调节杆7的左右方向，使调节杆7不致于左右移动，只能上下移动；从动轮10连接导向杆9和主动轮11，主动轮11和驱动电机1连接；固体或液体放入内层坩埚2内，通过充放气口6往内层坩埚2中充入氩气，内层坩埚2的上法兰13采用法兰密封和波纹管8相结合的密封形式，防止液体和坩埚被氧化，通过加热炉4加热至预设温度形成液体；所述调节杆7底部呈圆锥形，旋转调节杆7使得底部圆锥与坩埚底部小孔12之间产生间隙，通过1控制调节杆7的提升量，同时控制调节杆7上升的高度以及频率，导向杆9起着控制调节杆7的方向，保证调节杆7水平方向移动距离小，使得液体从小孔流出并形成液滴，同时驱动电机控制调节杆的开启频率实现液滴连续下滴。

在所述外层坩埚3和内层坩埚2的间隔为1mm，能够有效实现温度的传热；在外层坩埚3侧壁开有2个带有螺纹小孔，小孔并不穿透外层坩埚3，通过螺母将内层坩埚2固定在外层坩埚3里。

本发明与现有技术相比的优点在于：

（1）本发明采用双层坩埚结构，可克服单层坩埚的缺点，根据不同的液态物质选择不同的内层坩埚材料，可以盛放腐蚀，高温的物质；

（2）本发明坩埚上法兰采用波纹管和上法兰相结合的密封形式，可防止液态物质的氧化；

（3）本发明采用步进电机控制调节杆上升频率和距离来实现液滴下落频率和大小，克服现有倾倒式一次只能倒入一滴的不足，实现液滴的连续滴落。

附图说明

图1是液滴下落控制装置的构造图，包括：1.驱动电机，2.内层坩埚，3.外层坩埚，4.加热炉，5.保温层，6.冲放气口，7.调节杆，8.波纹管，9.导向杆，10.从动轮，11.主动轮,12坩埚底部小孔、13坩埚上法兰、14固定杆。

具体实施方式