[发明专利]一种自动控制的液滴释放装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种液滴释放装置，具体涉及一种自动控制的液滴释放装置。

背景技术

在高温熔融液滴与冷却剂的相互作用、液滴撞击固体壁面与液滴冲击液膜等实验研究过程中，液滴被快速精确地释放是实验研究人员极为关心的一个问题。近年来，已经设计出了一些液滴释放装置。但是以往的释放装置普遍存在下落液滴的形态稳定性差、对液滴释放的时间等参数可调节性低；另一方面，还存在装置操作繁杂、释放机构反应缓慢等问题。液滴释放装置的这些弊端造成了液滴释放实验研究过程的复杂与测量结果的大误差。

据检索，发现以下相关的专利公开文献，具体公开内容如下：

专利文献CN106989933A公开了一种液滴碰壁实验装置及方法，该装置包括液滴注射系统、加热系统、可视化系统以及信号控制系统。该实验装置及方法能够有效控制液滴大小、液滴种类、液滴碰壁角度、壁面温度等各个影响液滴碰壁的因素，进而分别探究单一因素的变化对液滴碰壁的影响，以便于探究液滴碰壁的机理，寻找提高发动机经济性与抑制超级爆震的方法。

专利文献CN106885686A属于试验装置领域，并公开了一种液滴高速撞壁的试验装置，包括计算机、继电器模块、高速相机、电磁铁、针头、风洞结构、引流风机、波纹管、支撑管段、支撑架、分流罩、聚光灯和散光板，所述电磁铁包括螺线管盒体、铁芯和回位弹簧，所述针头固定安装在所述铁芯的下端；所述支撑管段的上端伸入所述风洞结构的下端；所述分流罩放置在所述支撑架上；所述测试板设置于所述分流罩内；所述聚光灯和所述散光板设置于所述风洞结构旁；所述高速相机水平设置于所述风洞结构旁。能够有效提高试验中液滴的撞壁速度，体积小，结构紧凑。此外，通过在风洞结构中加装分流罩，将液滴从气流中分离出来，可以解决气流对液滴撞壁的干扰问题。

但上述专利均没有解决下落液滴的形态稳定性差、对液滴释放的时间等参数可调节性低、装置操作繁杂以及释放机构反应缓慢等技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种自动控制的液滴释放装置，该装置能够实现有效的提高下落液滴的形态稳定性，并且能够对液滴释放的时间进行精确地调节，并且结构简单，操作方便，释放机构反应快速。

为达到上述目的，本发明所述的自动控制的液滴释放装置包括钢杆、电磁铁、坩埚、弹簧、电阻炉、弹簧、与电磁铁相配合的衔铁以及用于对电磁铁上的线圈施加瞬时脉冲的控制器，其中，电磁铁上的线圈与控制器相连接，电磁铁、衔铁及电阻炉自上到下依次分布，弹簧的上端与衔铁相连接，弹簧的下端与电阻炉的顶部相连接，坩埚位于电阻炉内，坩埚的底部设置有通孔，钢杆的下端为圆锥形结构，钢杆的上端固定于衔铁上，钢杆的下端插入于电阻炉内后插入于所述通孔内。

所述控制器包括单片机、放大器、Keep键、On键、递减键、递增键、第一电阻、第二电阻、第三电阻R3、第四电阻、第五电阻及逻辑电路，其中，单片机的P1.0端口依次经逻辑电路、第五电阻及放大器与电磁铁上的线圈相连接，单片机的P1.1端口与Keep键的一端及第一电阻的一端相连接，单片机的P1.2端口与On键的一端及第二电阻的一端相连接，单片机的P1.3端口与递减键的一端及第三电阻的一端相连接，单片机的P1.4端口与与递增键的一端及第四电阻的一端相连接，第一电阻的另一端、第二电阻的另一端、第三电阻的另一端及第四电阻的另一端相连接，Keep键的另一端、On键的另一端、递减键的另一端及递增键的另一端均接地。

坩埚底部的通孔连通有释放孔管。

电阻炉的上部设置有绝热装置，弹簧的下端固定于所述绝热装置上。

弹簧的数目为两个，钢杆位于两个弹簧之间。

还包括高度可调的支架，其中，电磁铁固定于支架的顶部。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的自动控制的液滴释放装置在具体工作时，当电磁铁未通电时，钢杆在自身重力及弹簧的作用下插入于坩埚底部的通孔内，防止坩埚内熔融态的液滴渗漏出来；电磁铁通电后，控制器产生瞬时脉冲并作用于电磁铁上的线圈，电磁铁通过磁力将衔铁瞬间向上拉动，衔铁带动钢杆瞬间向上移动，从而使坩埚中的液滴从坩埚底部的通孔释放出来。实际操作过程中，通过改变控制器作用于线圈上的瞬时脉冲宽度以及衔铁的行程距离，可方便准确地控制液滴释放的时间，通过改变坩埚底部通孔的直径可以调节释放液滴的直径。同时本发明在最优的瞬时脉冲宽度条件下工作，有效的保证了实验中释放液滴形状的一致性，从而有效提高下落液滴的形态稳定性，并且结构简单，操作方便，释放机构反应快速。

附图说明