一種液膜發生裝置及其使用方法制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種液膜發生裝置及其使用方法，該裝置包括：下水箱、溢流管、泵、凈化器、上水箱、電磁閥、流量計、微型定量蠕動泵、緩沖箱、液膜刷、刮刀、設備平臺、液膜槽、液壓支架、步進電機和直線導軌平臺。本發明專利技術利用微型定量蠕動泵采用等體積法將液體以一定速率均勻平鋪到液膜槽內，通過步進電機帶動絲杠運轉牽引液壓支架恒速水平運動，液壓支架上載有液膜刷和刮刀，通過液膜刷在液膜槽中水平運動來平鋪形成液膜，附著在液膜刷后面的刮刀將形成的液膜刮平，本裝置具有操作簡單、使用方便、對液膜厚度可調且精確控制，適用于諸如液滴撞擊液膜水花形成機理研究、噴淋殺菌冷卻隧道的研究等領域。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種液膜發生裝置及其使用方法。
技術介紹
液膜是懸浮在液體中的一層極薄的膜，這層膜是分隔液—液（氣—氣、氣—液）兩相的中介相，它是兩相之間進行物質傳遞的“橋梁”。液膜流動廣泛存在于自然界中，液膜傳熱冷卻作為一種高效傳熱傳質技術被應用于很多領域，例如，噴霧冷卻、熱噴涂等。液滴撞擊固體壁面和附著在固體表面的液膜是工業中常見的現象，液滴碰撞流動液膜產生飛濺液滴的情況廣泛存在于噴淋冷卻、噴墨打印等
中。對液滴撞擊液膜的研究主要集中于對液滴撞擊平面液膜的研究，流動液膜的厚度、流速以及液膜傾斜角對液滴碰撞問題具有重要的影響目前，已有的液膜發生裝置結構較為復雜，液膜產生方法及原理不盡相同。較為廣泛使用的是采用溢流方法產生厚度可調的液膜，但溢流法產生的液膜普遍存在厚度控制不精確的缺點。
技術實現思路
本專利技術目的在于：液滴碰撞液膜產生一系列的自由液面動力學運動，為了探索液滴碰撞液膜產生飛濺液滴的情況，研究液膜厚度對液滴碰撞表面產生不同碰撞特性時的主要影響因素。本專利技術提供了一種液膜發生裝置及其使用方法，可產生不同液體屬性、不同厚度的液膜。為實現上述目的，本專利技術通過如下技術方案來實現：一種液膜發生裝置包括下水箱、溢流管、泵、凈化器、上水箱、電磁閥、流量計、微型定量蠕動泵、緩沖箱、液膜刷、刮刀、設備平臺、液膜槽、液壓支架、步進電機、直線導軌平臺，所述泵一端與下水箱相連，另一端與凈化器相連，將下水箱中的液體介質經過凈化器注入到上水箱中，所述溢流管一端接在上水箱的上部，另一端接入下水箱的上端，所述微型定量蠕動泵進口與流量計連接，出口接入到緩沖箱，將上水箱中的液體介質經過凈化器和流量計注入緩沖箱，所述排氣閥設置在緩沖箱的上端面，所述液膜刷連接在緩沖箱底部，與緩沖箱同寬，所述刮刀與緩沖箱同寬并與其連接在一起，刮刀上端與緩沖箱上端齊平，刮刀刀口與液膜刷最下端齊平，刮刀在液膜槽中水平運動將形成的液膜刮平，保證液膜厚度均勻；所述液膜槽和液壓支架都固定在設備平臺上并在平臺上移動；直線導軌平臺與步進電機連接，固定安裝于設備平臺上。上述設備平臺主視圖呈U型凹槽狀，分左右兩側，兩側設備平臺的上端面都開有限位槽，限制液壓支架的移動位置，平臺兩側內部開設有輪槽，用以液壓支架下端滾輪的滾動。平臺兩端有連接左右側平臺的兩塊底板，用來固定和承載直線導軌平臺。上述液壓支架包括液壓桿、油缸、滾輪以及肋板，液壓支架安裝在設備平臺上兩側的限位槽內，由肋板連接。液壓桿與刮刀和液膜刷連接，液壓桿的運動行程L＝20mm，油缸下端與呈45°排列的三個滾輪連接。油缸控制液壓桿在垂直方向運動。上述直線導軌平臺包括絲杠、光杠以及絲杠支撐座，光杠和絲桿均穿過連接兩側液壓支架的肋板，同時穿過兩端布置的絲杠支撐座，絲杠與連接兩側液壓支架的肋板螺紋連接，由步進電機傳動牽引液壓支架運動，帶動液膜刷在液膜槽內平鋪產生液膜。上述緩沖箱形狀為倒三角，緩沖箱的寬度與液膜生成的寬度相同，由透明有機玻璃制成。上述液膜刷連接在緩沖箱底部，與緩沖箱同寬，液膜刷的材料為軟性橡膠，中間密集布置了軟毛細管，軟毛細管由純聚氨酯制成，外徑1mm，內徑0.3mm，毛細管可以為單排布置、雙排布置或多排布置。上述刮刀由硬質疏水塑料制成，與緩沖箱同寬并與其連接在一起，刮刀上端與緩沖箱上端齊平，刮刀刀口與液膜刷最下端齊平。上述液膜槽由透明有機玻璃制成，固定在設備平臺上。液膜槽尺寸為20cm*20cm*20mm，四周內壁面上有0-20mm刻度，用于測量液膜厚度。一種液膜發生裝置使用方法，利用上述的系統，步驟如下：（a）裝置開始使用前，開啟泵從下水箱注水到上水箱中，打開緩沖箱上的排氣閥排盡裝置內的空氣，保證整個裝置在運行前注滿水；（b）調節液壓支架，使液膜刷及刮刀下移到液膜厚度目標刻度位置；（c）啟動微型定量蠕動泵，控制液體介質以恒定流量（q=2vd，單位為m3/s，d為液膜厚度目標值）從液膜刷中流出，同時啟動步進電機，帶動絲杠運轉牽引支架以恒速v水平在輪槽內運動；（d）液膜刷在液膜槽中水平運動以平鋪液膜，附著在液膜刷后面的刮刀將形成的液膜刮平；（e）調節液壓支架，將液膜刷及刮刀移出液膜槽；（f）待液膜平穩后，人工肉眼讀取液膜槽四個內壁面上的刻度讀數，再求其平均值，即為形成的液膜厚度。附圖說明圖1是液膜發生裝置系統圖；圖2是液膜生成臺結構示意圖；圖3是液膜生成臺運動裝置結構示意圖；圖4是液膜槽結構示意圖；圖5是緩沖箱、液膜刷及刮刀結構示意圖；圖6是液膜刷結構局部放大圖。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本專利技術的技術方案，而不能以此來限制本專利技術的保護范圍。如圖1、圖2所示，一種液膜發生裝置，包括下水箱1、溢流管2、泵3、凈化器4、上水箱5、電磁閥6、流量計7、微型定量蠕動泵8、緩沖箱9、排氣閥10、液膜刷11、刮刀12、設備平臺13、液膜槽14、液壓支架15、步進電機16、直線導軌平臺17；泵3一端與下水箱1相連，另一端與凈化器4相連，將下水箱1中的液體介質經過凈化器4注入到上水箱5中；溢流管2一端接在上水箱5的上部，另一端接入下水箱1的上端；電磁閥6控制上水箱5中的出水；微型定量蠕動泵8進口與流量計7連接，出口接入到緩沖箱9，將上水箱5中的液體介質經過凈化器4和流量計7注入緩沖箱9；排氣閥10設置在緩沖箱9的上端面，液膜刷11連接在緩沖箱9底部，與緩沖箱9同寬，刮刀12與緩沖箱9同寬并與其連接在一起，刮刀12上端與緩沖箱9上端齊平，刮刀12刀口與液膜刷11最下端齊平，刮刀12在液膜槽14中水平運動將形成的液膜刮平，保證液膜厚度均勻；液膜槽14和液壓支架15都固定在設備平臺13上并在平臺上移動；直線導軌平臺17與步進電機16連接，固定安裝于設備平臺13上。如圖2所示，設備平臺13主視圖呈U型凹槽狀，分左右兩側，兩側設備平臺13的上端面都開有限位槽13-1，限制液壓支架15的移動位置，平臺兩側內部開設有輪槽13-2，用以液壓支架下端滾輪15-3的滾動；平臺兩端有連接左右側平臺的兩塊底板13-3，用來固定和承載直線導軌平臺17。如圖2、圖3、圖5所示，液壓支架15包括液壓桿15-1、油缸15-2、滾輪15-3以及肋板15-4，液壓支架15安裝在設備平臺13上兩側的限位槽13-1內，由肋板15-4連接；液壓桿15-1與液膜刷11和刮刀12連接，液壓桿15-1的運動行程L＝20mm。油缸15-2下端與呈45°排列的三個滾輪15-3連接；油缸15-2控制液壓桿15-1在垂直方向運動，運動行程L＝20mm。如圖3所示，直線導軌平臺17包括絲杠17-1、光杠17-2以及絲杠支撐座17-3，固定在設備平臺的底板13-3上，光杠17-2和絲桿17-1均穿過連接兩側液壓支架的肋板15-4，同時穿過兩端布置的絲杠支撐座17-3，絲杠17-1與連接兩側液壓支架的肋板15-4螺紋連接，由步進電機16傳動牽引液壓支架15運動，帶動液膜刷11在液膜槽14內平鋪產生液膜。如圖5所示，緩沖箱9形狀為倒三角，液膜刷11的材料為軟性橡膠，中間密集布置了由純聚氨酯制成的軟毛細管11-1，軟毛細管11-1外徑1mm，內徑0.3mm，為單排布置、雙排布置或多排布置。刮刀12由硬質疏水塑料制成。與緩沖箱本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種液膜發生裝置，其特征在于：包括下水箱（1）、溢流管（2）、泵（3）、凈化器（4）、上水箱（5）、電磁閥（6）、流量計（7）、微型定量蠕動泵（8）、緩沖箱（9）、排氣閥（10）、液膜刷（11）、刮刀（12）、設備平臺（13）、液膜槽（14）、液壓支架（15）、步進電機（16）、直線導軌平臺（17）；所述泵（3）一端與下水箱（1）相連，另一端與凈化器（4）相連，將下水箱（1）中的液體介質經過凈化器（4）注入到上水箱（5）中；所述溢流管（2）一端接在上水箱（5）的上部，另一端接入下水箱（1）的上端；所述電磁閥（6）控制上水箱（5）中的出水；所述微型定量蠕動泵（8）進口與流量計（7）連接，出口接入到緩沖箱（9），將上水箱（5）中的液體介質經過凈化器（4）和流量計（7）注入緩沖箱（9）；所述排氣閥（10）設置在緩沖箱（9）的上端面，所述液膜刷（11）連接在緩沖箱（9）底部，與緩沖箱（9）同寬，所述刮刀（12）與緩沖箱（9）同寬并與其連接在一起，刮刀（12）上端與緩沖箱（9）上端齊平，刮刀（12）刀口與液膜刷（11）最下端齊平，刮刀（12）在液膜槽（14）中水平運動將形成的液膜刮平，保證液膜厚度均勻；所述液膜槽（14）和液壓支架（15）都固定在設備平臺（13）上并在平臺上移動；所述直線導軌平臺（17）與步進電機（16）連接，固定安裝于設備平臺（13）上。...

【技術特征摘要】
1.一種液膜發生裝置，其特征在于：包括下水箱（1）、溢流管（2）、泵（3）、凈化器（4）、上水箱（5）、電磁閥（6）、流量計（7）、微型定量蠕動泵（8）、緩沖箱（9）、排氣閥（10）、液膜刷（11）、刮刀（12）、設備平臺（13）、液膜槽（14）、液壓支架（15）、步進電機（16）、直線導軌平臺（17）；所述泵（3）一端與下水箱（1）相連，另一端與凈化器（4）相連，將下水箱（1）中的液體介質經過凈化器（4）注入到上水箱（5）中；所述溢流管（2）一端接在上水箱（5）的上部，另一端接入下水箱（1）的上端；所述電磁閥（6）控制上水箱（5）中的出水；所述微型定量蠕動泵（8）進口與流量計（7）連接，出口接入到緩沖箱（9），將上水箱（5）中的液體介質經過凈化器（4）和流量計（7）注入緩沖箱（9）；所述排氣閥（10）設置在緩沖箱（9）的上端面，所述液膜刷（11）連接在緩沖箱（9）底部，與緩沖箱（9）同寬，所述刮刀（12）與緩沖箱（9）同寬并與其連接在一起，刮刀（12）上端與緩沖箱（9）上端齊平，刮刀（12）刀口與液膜刷（11）最下端齊平，刮刀（12）在液膜槽（14）中水平運動將形成的液膜刮平，保證液膜厚度均勻；所述液膜槽（14）和液壓支架（15）都固定在設備平臺（13）上并在平臺上移動；所述直線導軌平臺（17）與步進電機（16）連接，固定安裝于設備平臺（13）上。2.根據權利要求1所述的一種液膜發生裝置，其特征在于：所述設備平臺（13）主視圖呈U型凹槽狀，分左右兩側，兩側設備平臺（13）的上端面都開有限位槽（13-1），限制液壓支架（15）的移動位置，平臺兩側內部開設有輪槽（13-2），用以液壓支架下端滾輪（15-3）的滾動；平臺兩端有連接左右側平臺的兩塊底板（13-3），用來固定和承載直線導軌平臺（17）。3.根據權利要求1所述的一種液膜發生裝置，其特征在于：所述液壓支架（15）包括液壓桿（15-1）、油缸（15-2）、滾輪（15-3）以及肋板（15-4），所述液壓支架（15）安裝在設備平臺（13）上兩側的限位槽（13-1）內，由肋板（15-4）連接；所述液壓桿（15-1）與液膜刷（11）和刮刀（12）連接...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張志翔，趙雪怡，劉婷婷，翟曉暉，周嶸，閔慧芹，孔慶杰，吳倩，
申請(專利權)人：河海大學常州校區，
類型：發明
國別省市：江蘇;32