Способ определения размера капель
METHOD FOR DETERMINING DROP SIZE

Предлагаемое изобретение относится к области метрологии и найдет применение при испытании распылительных форсунок, в том числе используемых в сельскохозяйственных опрыскивателях.
Известен способ определения размеров капель включающий, напыление ненасыщенного раствора водорастворимой соли на водоотталкивающую поверхность, предварительно взвешенного коллектора, подсчет капель на поверхности коллектора, высушивание коллектора до образования кристаллов соли, последующее взвешивание высушенного коллектора и расчет среднего диаметра капель (АС СССР, № 1562777, МКИ G01N 15/02, бюл. № 17, 07.05.90 г.).
Недостатком этого способа является неустановившийся расход в момент сбора капель на поверхность коллектора, так как процесс распыления жидкости при включении форсунки делится на три этапа: начала работы с нарастающей интенсивностью, установившийся расход и завершение работы с убывающей интенсивностью. На первом и третьем этапах, капли имеют не характерный для форсунки размер. Поэтому капли собранные на коллекторе будут иметь усредненную величину, что снижает точность определения размера капель соответствующего установившемуся рабочему режиму форсунки.
Известен способ определения размеров капель включающий, распыление ненасыщенного раствора водорастворимой соли над водоотталкивающей поверхностью коллектора, отбор капель на поверхность коллектора, высушивание до образования кристаллов соли. Последующее восстановление капель из этих кристаллов соли, в атмосфере повышенной влажности до момента полного растворения кристалла соли и измерение их размеров с помощью микроскопа оборудованного фото насадкой (АС СССР, №1539598, МКИ G01N 15/02, бюл. № 4, 30.01.90 г.).
Недостатком этого способа является также неустановившийся расход в момент сбора капель на поверхность коллектора, так как процесс распыления жидкости при включении форсунки делится на три этапа: начала работы с нарастающей интенсивностью, установившийся расход и завершение работы с убывающей интенсивностью. На первом и третьем этапах, капли имеют не характерный для форсунки размер, поэтому капли собранные на коллекторе будут иметь усредненную величину, что снижает точность определения размера капель соответствующего установившемуся рабочему режиму форсунки.
Устранить указанные недостатки позволяет способ определения размеров капель, включающий распыление ненасыщенного раствора водорастворимой соли над водоотталкивающей поверхностью коллектора, отбор капель на поверхность коллектора, высушивание до образования кристаллов соли, последующее восстановление капель из этих кристаллов соли в атмосфере повышенной влажности до момента полного растворения кристалла соли и измерение их размеров с помощью микроскопа, оборудованного фото насадкой, согласно изобретению, распыление раствора производят над камерой, выполненной в виде емкости, на дне которой расположена подставка для коллектора, а в верхней части размещена крышка с отверстием, над которым смонтирована подвижная заслонка, выполненная в форме клиновидной полой емкости, состоящей из боковых стенок, верхней пластины с отверстием в центральной части и нижней пластин установленной с наклоном не менее 130°, а также задней стенки снабженной водосливным отверстием, при этом в передней части нижней пластины выполнена сквозная прорезь, сообщенная с отверстием в верхней пластине, кроме того заслонка сопряжена с гидравлическим приводом.
Новый технический результат применения предложенного способа состоит в повышении точности измерения размера капель при диспергировании раствора в рабочем режиме форсунки, в связи с тем, что открытие заслонки в камере производят при установившемся рабочем режиме форсунки, что позволяет, исключит попадание на коллектор не типичных для рабочего режима капель, образующихся в периоды выхода форсунки на рабочий режим и выход из него.
Сущность предложения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен общий вид камеры перед отбором капель; на фиг. 2 - общий вид камеры в момент отбора капель; на фиг. 3 - вид заслонки крупным планом. Камера для осуществления предложенного способа включает емкость 1 образованную четырьмя стенками 2, дном 3 и крышкой 4,в крышке выполнено отверстие 5, а под ним на дне 3 установлена подставка для размещения коллектора 6, покрытого гидрофобным материалом. Над отверстием 5 смонтирована подвижная заслонка 7, выполненная в форме клиновидной полой емкости, состоящей из двух боковых стенок 8 верхней пластины 9 и нижней пластин 10, установленной с наклоном не менее 130°, а также задней стенки 11, снабженной отверстием 12 с водосливным патрубком 13. На нижней наклонной пластине 10 расположена отражающая перегородка 14. При этом в передней части нижней пластины 10 выполнена сквозная прорезь 15, сообщенная с отверстием 16 в верхней пластине 9. Кроме того заслонка 7 сопряжена со штоком 17 с гидравлическим приводом. На емкости 1 смонтирована стойка 18, на которой крепится шланг 19 с форсункой 20.
Рассмотрим пример осуществления предложенного способа измерения капель. Предварительно приготовили ненасыщенный раствор соли, например хлористого натрия. Коллектор 6 установили на подложке на дне камеры 1. Форсунку 20 разместили строго над центром коллектора. При этом заслонку 7 переместили над камерой 1, перекрывая отверстие 5 в крышке 4. Форсунку 20 пропустили через прорезь 15 и совместили с отверстием 16 в верхней пластине 9 заслонки 7. Затем включили подачу раствора по шлангу 19 к форсунке 20. Продолжительность подачи составила 10 секунд. За этот период времени форсунка вышла на установившийся рабочий режим. При этом капли раствора, выбрасываемые из форсунки, отражаясь от перегородки 14, стенки 10 и боковых стенок 8 затвора, стекали на дно заслонки. Здесь они накапливались и через отверстие 12 по патрубку 13 вытекали в накопительную емкость (на рисунке не указано). При установившемся рабочем режиме форсунки 20, произвели отбор пробы капель на коллектор 6. Для этого с помощью пневмоцилиндра, через шток 17 отвели заслонку 7 в крайнее левое положение, открыв доступ каплям из форсунки 20 в камеру 1. Затем возвратили заслонку 7 в исходное положение. Продолжительность экспозиции при проведении испытаний составляла 0,05 с.
Угол наклона пластины 10 не превышает 130°. Поэтому у форсунок с максимальным углом раскрытия факела 120° при движении заслонки 7 отсутствовал контакт капель в факеле со стенкой заслонки. После закрытия заслонкой 7 отверстия 5, коллектор 6 в течение несколько минут выдерживали в камере 1, для достижения полного оседания капель на его поверхность. Затем коллектор извлекли и поставили на высушивание до образования кристаллов соли. После высушивания было произведено восстановление капель из этих кристаллов соли в атмосфере повышенной влажности до момента полного растворения кристалла соли и образования капель. Измерение размеров, которых производили с помощью микроскопа, оборудованного фото насадкой.
Таким образам применение способа измерения капель с использованием камеры с подвижной заслонкой обеспечило повышение точности измерения, благодаря исключению отбора капель в период неустановившегося режима работы форсунки.