[發明專利]一種懸掛液滴保護罩自動分離裝置及方法

有效

• 申請號: 201810207482.6
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN108458877B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 王筱蓉;戴明露;王勛;任貴龍;羅會利;金張良;宋印東;黃海濤
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: G01M15/04
• 分類號: G01M15/04;G01M15/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

本發明涉及一種懸掛液滴保護罩自動分離裝置，包括夾具體、懸掛裝置、保護罩連接桿、等；夾具體左右側面設有支耳，上下表面設有中貫通孔和邊貫通孔；前側面設有緊固孔和調節孔；懸掛裝置包括金屬桿和石英架；金屬桿末端固定連接石英架的頂板；金屬桿穿過中貫通孔，且通過緊固孔內的緊固螺釘固定；保護罩連接桿穿過邊貫通孔，且通過調節孔內的調節螺釘調節；保護罩連接桿中段設置有與其垂直的支桿，支桿上固定有定位螺釘；進口平板固定于高溫腔上部且位于定位螺釘下方；保護罩連接桿底端固定連接石英玻璃罩頂端；金屬桿、石英架和石英玻璃罩的中部形成放置熱電偶的通孔；使液滴在目標位置開始蒸發時更接近初始位置的狀態。

技術領域

本發明涉及內燃機高溫高壓環境燃油液滴蒸發與燃燒技術領域，具體涉及一種懸掛液滴保護罩自動分離裝置。

背景技術

柴油機廣泛應用于運輸車輛船舶、農用機械設備、軍事裝備等領域，柴油機缸內噴霧燃燒過程十分復雜，包括噴射、霧化、蒸發、混合、燃燒等過程，其中燃油蒸發和油氣混合速率嚴重制約柴油機燃燒效率。為此，國內外學者對燃油的霧化蒸發和油氣混合做了大量的研究，設計了單液滴蒸發與燃燒實驗裝置。目前針對單液滴蒸發和燃燒的實驗裝置主要分為“掛滴法”和“飛滴法”。“掛滴法”如中國專利CN103529078A提供了“一種高溫高壓環境下液滴蒸發點火實驗裝置及其使用方法”；“飛滴法”如中國專利CN103308662A“一種高溫高壓單液滴蒸發與燃燒裝置”。掛滴法具有方便易操作等特點，得到更廣泛的使用。但是這種方式在懸掛液滴及液滴輸運上也存在一些問題：(1)若在高溫高壓密閉環境中，燃油是通過輸運管路懸掛在石英絲上；該過程會加熱管路從而升高燃油初始溫度，影響實驗效果。目前蒸發實驗環境所需溫度普遍為800℃，當處于800℃時，整個實驗過程時間不低于3s，“飛滴法”與“掛滴法”在800℃溫度下3s內懸掛液滴由室溫20℃加熱至240℃，其內部管路由室溫20℃加熱至130℃；同時，在進行重復性對比實驗時實驗次數至少為兩次以上，以上述相同情況進行實驗，在第二次進入800℃環境時，“飛滴法”與“掛滴法”內部管路溫度升溫至190℃，達到輕組分柴油沸點；(2)“掛滴法”液滴懸掛裝置固定，采用燃油采用推進裝置推進到輸送管路中，管路一部分暴露于高溫腔內部，會導致管路升溫迅速，燃油溫度達到柴油沸點，不但會影響實驗結果，而且會導致輸送管路在高溫下迅速老化；“飛滴法”讓燃油從高溫腔外部在重力作用下飛入高溫腔觀察位置，避免了燃油溫度升溫較高，但由于重力作用燃油液滴會成水滴形而不是正球形，導致液滴體積測量誤差達8％；(3)懸掛液滴直徑一般大于1mm，而內燃機缸中液滴直徑多為20-30um，無法準確模擬缸內環境的液滴蒸發，且無法實現對微小液滴蒸發與燃燒特性的研究，因此能夠懸掛越小的液滴對實驗的準確性至關重要。

由此可見，無論是高溫密閉空間或開放空間的“掛滴法”，都無法懸掛直徑小于0.5mm的液滴，“飛滴法”則因液滴變形導致實驗誤差較大。目前罕有人使用微小液滴的懸掛方法，且尚無人提出懸掛液滴保護及自動分離裝置。

發明內容

針對上述現有技術中懸掛液滴保護裝置的不足，本發明的目的在于提供一種懸掛液滴保護罩自動分離裝置，實現液滴輸運過程中的隔熱與保護，避免輸運過程中液滴被加熱與蒸發，使液滴在目標位置開始蒸發時更接近初始位置的狀態；采用交叉石英絲懸掛液滴，可實現對微小直徑液滴蒸發與燃燒的研究。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：