專利名稱：一種液滴下落控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能控制液滴下落的裝置，能控制下落液滴的大小和頻率，用于反應(yīng)堆換熱器中。
背景技術(shù)：
反應(yīng)堆換熱器破口事故是反應(yīng)堆安全事故中重點(diǎn)研究對(duì)象。當(dāng)換熱器發(fā)生破口之后，冷卻劑會(huì)與水反應(yīng)發(fā)生反應(yīng)，從而引起蒸汽爆炸致?lián)Q熱器壓力、溫度和成分的劇烈變化，直接影響換熱器乃至反應(yīng)堆的安全運(yùn)行。研究冷卻劑液滴滴入水中的反應(yīng)，目的是研究破口事故時(shí)冷卻劑與水接觸最小單元的反應(yīng)機(jī)理和蒸汽爆炸機(jī)理。開(kāi)展冷卻劑與水接觸傳熱傳質(zhì)以及化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理實(shí)驗(yàn)研究，可以獲得其相互接觸作用的機(jī)理以及尋求解決方案；為我國(guó)先進(jìn)核能系統(tǒng)反應(yīng)堆換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、性能評(píng)價(jià)、優(yōu)化提供實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)和理論依據(jù)。目前關(guān)于冷卻劑液滴滴入水中的實(shí)驗(yàn)，大部分研究沒(méi)有開(kāi)展腐蝕性的冷卻劑開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。針對(duì)強(qiáng)腐蝕性液滴如鉛鉍合金滴入水的實(shí)驗(yàn)，在高溫環(huán)境下幾乎所有的鋼材都不能用來(lái)盛放液態(tài)鉛鉍。由于材料的限制，采用耐高溫不銹鋼坩堝只能適用于低溫液滴滴入水中的實(shí)驗(yàn)中。目前，可以用來(lái)盛放高溫強(qiáng)腐蝕性液體坩堝材料主要是陶瓷，由于陶瓷不易加工，獲得高溫腐蝕性液滴的方法目前主要是采用直接傾倒陶瓷坩堝，手動(dòng)控制難以實(shí)現(xiàn)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裝樣以進(jìn)行下一次實(shí)驗(yàn)。因此，液滴下落裝置中要么采用不具有強(qiáng)腐蝕性的物質(zhì)，要么采用低溫不具有腐蝕性液滴來(lái)避免對(duì)坩堝耐腐蝕耐高溫材料的選擇。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種液滴下落控制裝置，實(shí)現(xiàn)既可以實(shí)現(xiàn)盛放高溫強(qiáng)腐蝕性液體，也可以盛放低溫液體；采用電機(jī)控制液滴下落裝置，實(shí)現(xiàn)液滴大小和頻率的控制。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題擬采用的方案是一種液滴下落控制裝置，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)1、由內(nèi)層坩堝2和外層坩堝3構(gòu)成的雙層坩堝、加熱爐4、保溫層5、充放氣口 6、調(diào)節(jié)桿
7、波紋管8、導(dǎo)向桿9、從動(dòng)輪10、主動(dòng)輪11、坩堝底部小孔12、坩堝上法蘭13和固定桿14 ；內(nèi)層坩堝2外壁緊貼3內(nèi)壁，坩堝上法蘭13上開(kāi)有充放氬氣口 6 ;加熱爐4緊靠外層坩堝3外壁，為坩堝內(nèi)液態(tài)物質(zhì)提供加熱作用；在外熱爐4的外層包上保溫層5，為坩堝提供保溫作用；調(diào)節(jié)桿7通過(guò)錐形塞和坩堝底部小孔12相連；主動(dòng)輪11連接坩堝上法蘭13和導(dǎo)向桿9，控制充放氣口 6的方向；波紋管8連接坩堝上法蘭13和固定桿14，導(dǎo)向桿9穿過(guò)固定桿14，連接坩堝上法蘭13和從動(dòng)輪10，固定桿14固定導(dǎo)向桿9和調(diào)節(jié)桿7的左右方向，使調(diào)節(jié)桿7不致于左右移動(dòng)，只能上下移動(dòng)；從動(dòng)輪10連接導(dǎo)向桿9和主動(dòng)輪11，主動(dòng)輪11和驅(qū)動(dòng)電機(jī)I連接；固體或液體放入內(nèi)層坩堝2內(nèi)，通過(guò)充放氣口 6往內(nèi)層坩堝2中充入氬氣，內(nèi)層坩堝2的上法蘭13采用法蘭密封和波紋管8相結(jié)合的密封形式，防止液體和坩堝被氧化，通過(guò)加熱爐4加熱至預(yù)設(shè)溫度形成液體；所述調(diào)節(jié)桿7底部呈圓錐形，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)桿7使得底部圓錐與坩堝底部小孔12之間產(chǎn)生間隙，通過(guò)I控制調(diào)節(jié)桿7的提升量，同時(shí)控制調(diào)節(jié)桿7上升的高度以及頻率，導(dǎo)向桿9起著控制調(diào)節(jié)桿7的方向，保證調(diào)節(jié)桿7水平方向移動(dòng)距離小，使得液體從小孔流出并形成液滴，同時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制調(diào)節(jié)桿的開(kāi)啟頻率實(shí)現(xiàn)液滴連續(xù)下滴。在所述外層坩堝3和內(nèi)層坩堝2的間隔為1_，能夠有效實(shí)現(xiàn)溫度的傳熱；在外層坩堝3側(cè)壁開(kāi)有2個(gè)帶有螺紋小孔，小孔并不穿透外層坩堝3，通過(guò)螺母將內(nèi)層坩堝2固定在外層坩堝3里。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于(I)本發(fā)明采用雙層坩堝結(jié)構(gòu)，可克服單層坩堝的缺點(diǎn)，根據(jù)不同的液態(tài)物質(zhì)選擇不同的內(nèi)層坩堝材料，可以盛放腐蝕，高溫的物質(zhì)；(2)本發(fā)明坩堝上法蘭采用波紋管和上法蘭相結(jié)合的密封形式，可防止液態(tài)物質(zhì)的氧化；(3)本發(fā)明采用步進(jìn)電機(jī)控制調(diào)節(jié)桿上升頻率和距離來(lái)實(shí)現(xiàn)液滴下落頻率和大小，克服現(xiàn)有傾倒式一次只能倒入一滴的不足，實(shí)現(xiàn)液滴的連續(xù)滴落。


圖1是液滴下落控制裝置的構(gòu)造圖，包括1.驅(qū)動(dòng)電機(jī)，2.內(nèi)層坩堝，3.外層坩堝，4.加熱爐，5.保溫層，6.沖放氣口，7.調(diào)節(jié)桿，8.波紋管，9.導(dǎo)向桿，10.從動(dòng)輪，11.主動(dòng)輪，12坩堝底部小孔、13坩堝上法蘭、14固定桿。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明的控制裝置包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)1、內(nèi)層坩堝2、外層坩堝3、加熱爐
4、保溫層5、充放氣口 6、調(diào)節(jié)桿7、波紋管8、導(dǎo)向桿9、從動(dòng)輪10、主動(dòng)輪11、坩堝底部小孔
12、坩堝上法蘭13、固定桿14。內(nèi)層坩堝2外壁緊貼3內(nèi)壁，上法蘭上開(kāi)有充放氬氣口 6 ;力口熱爐4緊靠外層坩堝3外壁，為坩堝內(nèi)液態(tài)物質(zhì)提供加熱作用；在外熱爐4的外層包上保溫層5，為坩堝提供保溫作用；調(diào)節(jié)桿7通過(guò)錐形塞和坩堝底部小孔12相連(小孔直徑為3_);主動(dòng)輪11連接坩堝上法蘭和導(dǎo)向桿9，控制充放氣口 6的方向；波紋管8連接上法蘭13和固定桿14導(dǎo)向桿穿過(guò)固定桿，連接坩堝上法蘭和從動(dòng)輪，固定桿固定導(dǎo)向桿、調(diào)節(jié)桿的左右方向，使其不致于左右移動(dòng)，只能上下移動(dòng)；從動(dòng)輪10連接導(dǎo)向桿9和主動(dòng)輪11，主動(dòng)輪11和驅(qū)動(dòng)電機(jī)I連接；固體或液體放入內(nèi)層坩堝2內(nèi)，通過(guò)充放氣口 6往內(nèi)層坩堝2中充入氬氣，坩堝上法蘭13采用法蘭密封和波紋管8相結(jié)合的密封形式(采用法蘭密封坩堝，同時(shí)從上法蘭引出波紋管連接到固定桿上來(lái)密封)，防止液體和坩堝被氧化，通過(guò)加熱爐4加熱至預(yù)設(shè)溫度形成液體。調(diào)節(jié)桿7底部呈圓錐形，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)桿7使得底部圓錐與坩堝底部小孔12之間產(chǎn)生間隙，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)I控制調(diào)節(jié)桿7的提升量，同時(shí)控制調(diào)節(jié)桿7上升的高度以及頻率，導(dǎo)向桿9起著控制調(diào)節(jié)桿7的方向，保證水平方向移動(dòng)距離小，使得液體從小孔流出并形成液滴，同時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)I控制調(diào)節(jié)桿7的開(kāi)啟頻率實(shí)現(xiàn)液滴連續(xù)下滴。本發(fā)明工作過(guò)程如下內(nèi)層坩堝2緊靠外層坩堝3，能夠有效地實(shí)現(xiàn)溫度的傳熱；在外層坩堝3側(cè)壁開(kāi)有2個(gè)帶有螺紋小孔，小孔并不穿透外層坩堝3，通過(guò)螺母將內(nèi)層坩堝2固定在外層坩堝3里。坩堝底部開(kāi)有小孔12。驅(qū)動(dòng)電機(jī)I驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪11來(lái)帶動(dòng)從動(dòng)輪10運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)螺桿升降組件的提升；導(dǎo)向桿9起控制升降桿7的方向，使升降桿7不致左右移動(dòng)太劇烈。驅(qū)動(dòng)電機(jī)I可以精確控制液滴下落的頻率。坩堝上法蘭采用法蘭密封和波紋管8密封相結(jié)合的方式。坩堝內(nèi)部是微正壓氬氣環(huán)境，內(nèi)層坩堝2內(nèi)外層均和空氣隔絕，可以防止液滴，內(nèi)層坩堝2和外層坩堝3內(nèi)壁氧化。通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)I控制調(diào)節(jié)桿7的提升達(dá)到控制液滴下落的功能。調(diào)節(jié)桿7底部呈圓錐形，通過(guò)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)桿7使得調(diào)節(jié)桿7底部圓錐與坩堝底部小孔12之間產(chǎn)生間隙，使得液體從小孔流出并形成液滴。與傾倒式裝置比較，本發(fā)明能夠準(zhǔn)確控液滴的大小和下落頻率，并可以連續(xù)多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)?？傊?，本發(fā)明有效的解決了液滴下落大小和頻率的控制。本發(fā)明說(shuō)明書(shū)中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種液滴下落控制裝置，其特征在于包括:驅(qū)動(dòng)電機(jī)(I )、由內(nèi)層坩堝(2)和外層坩堝(3)構(gòu)成的雙層坩堝、加熱爐(4)、保溫層(5)、充放氣口(6)、調(diào)節(jié)桿(7)、波紋管(8)、導(dǎo)向桿(9)、從動(dòng)輪(10)、主動(dòng)輪(11)、坩堝底部小孔(12)、坩堝上法蘭(13)和固定桿(14)；內(nèi)層坩堝(2)外壁緊貼(3)內(nèi)壁，坩堝上法蘭(13)上開(kāi)有充放氬氣口(6);加熱爐(4)緊靠外層坩堝(3)外壁，為坩堝內(nèi)液態(tài)物質(zhì)提供加熱作用；在外熱爐(4)的外層包上保溫層(5)，為坩堝提供保溫作用；調(diào)節(jié)桿(7)通過(guò)錐形塞和坩堝底部小孔(12)相連；主動(dòng)輪(11)連接坩堝上法蘭(13 )和導(dǎo)向桿(9)，控制充放氣口( 6 )的方向；波紋管(8 )連接坩堝上法蘭(13)和固定桿(14)，導(dǎo)向桿(9)穿過(guò)固定桿(14)，連接坩堝上法蘭(13)和從動(dòng)輪(10)，固定桿(14)固定導(dǎo)向桿(9)和調(diào)節(jié)桿(7)的左右方向，使調(diào)節(jié)桿(7)不致于左右移動(dòng)，只能上下移動(dòng)；從動(dòng)輪(10)連接導(dǎo)向桿(9)和主動(dòng)輪(11)，主動(dòng)輪(11)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)(I)連接；固體或液體放入內(nèi)層坩堝(2)內(nèi)，通過(guò)充放氣口(6)往內(nèi)層坩堝(2)中充入氬氣，內(nèi)層坩堝(2)的上法蘭(13)采用法蘭密封和波紋管(8)相結(jié)合的密封形式，防止液體和坩堝被氧化，通過(guò)加熱爐(4)加熱至預(yù)設(shè)溫度形成液體；所述調(diào)節(jié)桿(7)底部呈圓錐形，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)桿(7)使得底部圓錐與坩堝底部小孔(12)之間產(chǎn)生間隙，通過(guò)(I)控制調(diào)節(jié)桿(7)的提升量，同時(shí)控制調(diào)節(jié)桿(7)上升的高度以及頻率，導(dǎo)向桿(9)起著控制調(diào)節(jié)桿(7)的方向，保證調(diào)節(jié)桿(7)水平方向移動(dòng)距離小，使得液體從小孔流出并形成液滴，同時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制調(diào)節(jié)桿的開(kāi)啟頻率實(shí)現(xiàn)液滴連續(xù)下滴。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液滴下落控制裝置，其特征在于:在所述外層坩堝(3)緊靠?jī)?nèi)層坩堝(2)，能夠有效實(shí)現(xiàn)溫度的傳熱；在外層坩堝(3)側(cè)壁開(kāi)有2個(gè)帶有螺紋小孔，小孔并不穿透外層坩堝(3 )，通過(guò)螺母將內(nèi)層坩堝(2)固定在外層坩堝(3)里。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液滴下落控制裝置，它包括雙層坩堝，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其特征在于在底部開(kāi)有小孔的雙層坩堝，上端采用法蘭密封和波紋管密封相結(jié)合的形式，防止液態(tài)物質(zhì)被氧化。調(diào)節(jié)桿連接坩堝底部小孔和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的從動(dòng)輪，驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪帶動(dòng)從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)螺桿升降組件的提升，通過(guò)控制調(diào)節(jié)桿的提升距離和頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)控制下落液滴的大小和頻率。本發(fā)明所提供的裝置主要通過(guò)采用雙層坩堝結(jié)構(gòu)來(lái)解決液態(tài)物質(zhì)在高溫下的盛放，與此同時(shí)，通過(guò)電機(jī)控制液滴下落的頻率和大小，克服傾倒式一次只能實(shí)現(xiàn)一滴下落的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)G09B23/20GK103077647SQ20131003401
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月29日
發(fā)明者周丹娜, 灑榮園, 姜華磊, 高勝, 黃群英 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院