[发明专利]一种粒径可控的粘弹流体液滴发生装置

说明书

本发明公开了一种粒径可控的粘弹流体液滴发生装置，包括液滴发生器、供气装置、供液装置、控制系统；液滴发生器包括腔体，腔体上开有滴液通道和供气通道，滴液通道和供气通道相连通，滴液通道与供液装置相连，供气通道与供气装置相连，腔体的下端出液口处从上至下依次设置第一测速装置、第一控速电场板、第二控速电场板和第二测速装置；控制系统包括单片机和电流信号发生器，单片机与电流信号发生器相连，第一测速装置、第二测速装置、供气装置和供液装置均与单片机相连，腔体的侧壁、第一控速电场板和第二控速电场板均与电流信号发生器相连。本发明利用气体将液滴间隔并压出，避免了液体粘连与堵头，对形成液滴的大小控制更为精准。

技术领域

本发明属于液滴产生和分离技术领域，特别涉及一种粒径可控的粘弹流体液滴发生装置。

背景技术

液滴发生装置可用于液滴的变形、破碎、碰撞、沉降等性能测试实验。这类实验是研究和检测液体雾化喷涂机理和特性的重要组成部分。粘弹性流体其粘度依赖于剪切率，兼具粘性和弹性，如绝大多数聚合物溶液，悬浮溶液，生物流体就属于粘弹性流体。粘弹性流体的破碎机理及其液滴的变形，碰撞特性在喷涂，医药，航空，新材料等领域有着重要的应用背景。

针对于粘弹性流体液滴的发生装置目前尚无成熟的结构，已有的液滴发生器对形成的液滴大小和初始速度没有稳定、精准、直观的控制方法，也未考虑到粘弹性流体具有高黏性和弹性容易堵塞管路和出口，同时其液丝易发生粘连。

公开号为CN103182113A的在先申请，公开了一种液滴发生器及其工作方法，利用液滴自重悬挂在低头处，并利用堵头开关甩出液滴，这个方法对粘弹性流体会产生明显的粘连液丝，也无法直观准确的量化控制液滴大小，因而有其局限性。

发明内容

针对上诉不足，本发明提供一种粒径可控的粘弹流体液滴发生装置。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种粒径可控的粘弹流体液滴发生装置，包括液滴发生器、供气装置、供液装置、控制系统；所述液滴发生器包括腔体，所述腔体的材料为导电性材料，所述腔体上开有滴液通道和供气通道，所述滴液通道和供气通道相连通，滴液通道与供液装置相连，供气通道与供气装置相连，腔体的下端出液口处从上至下依次设置第一测速装置、第一控速电场板、第二控速电场板和第二测速装置，第一控速电场板和第二控速电场板均与腔体之间隔有绝缘材料；所述控制系统包括单片机和电流信号发生器，所述单片机与电流信号发生器相连，所述第一测速装置、第二测速装置、供气装置和供液装置均与单片机相连，所述腔体的侧壁、第一控速电场板和第二控速电场板均与电流信号发生器相连。

进一步的，所述供气装置和供液装置结构相同，包括基座和注射器腔体，所述注射器腔体通过固定块固定在基座上，固定块之间铰接有驱动丝杆，驱动丝杆上套设有驱动滑块，驱动滑块与驱动丝杆啮合传动，固定块之间固定连接有固定滑杆，固定滑杆穿过驱动滑块，注射器腔体内设置有注射器活塞，注射器活塞与驱动滑块固定相连，注射器腔体出口处连接有软管；基座上安装有步进电机，步进电机驱动驱动丝杆转动，步进电机与单片机相连；供气装置的软管与供气通道相连，供液装置的软管与滴液通道相连。

进一步的，所述控制系统还包括输入装置和输出装置，所述输入装置用于输入需液滴大小、初速度和液滴滴落频率、液体粘度和张力，输出装置为显示器，用于显示输入数值和最终液滴速度。

进一步的，所述第一测速装置和第二测速装置均为测速传感器。

本发明的有益效果是：本发明根据液滴破碎机理对形成的液滴大小预测和液滴的速度控制更为精准。本发明利用气体将液滴间隔并压出，避免了液体粘连与堵头，对形成液滴的大小控制更为精准。产生的液滴大小、初速度和液滴滴落频率可以精准控制并显示在显示屏上，节省了实验中计算的时间，使液滴参数更直观的呈现，有利于对液滴的研究。

附图说明

图1为本发明液滴发生装置的结构连接示意图；