[发明专利]用于多相流中微纳颗粒的在线粒径测量及同步收集系统

权利要求书

1.用于多相流中微纳颗粒的在线粒径测量及同步收集系统，其特征在于：包括收集气道(A)、分流器(B)、高压金属软管(C)和加压桶(D)；所述的分流器(B)负责将加压的液体分为多路后分别通入扇形喷头；高压金属软管(C)用于高压液体输运；加压桶(D)用于贮存和加压喷射液体；所述的收集气道(A)用于喷射液体来收集固体发动机羽流中的高温高速多相流中的微纳颗粒；收集气道(A)包括发动机套筒(1)、卡盖(2)、激光套筒(3)、定位套筒(4)、支架(5)、六角螺钉(6)、垫片(7)、六角螺母(8)、转接套筒(9)、收集套筒(10)、密封盖(11)、收集槽(12)、螺纹转接头(13)、内六角螺钉(14)、垫片(15)、压盖(16)、喷头转接(17)、扇形喷头(18)、大六角螺钉(19)和垫板(20)；所述的发动机套筒(1)为圆环型结构，一端用于接固体火箭发动机，另一端为法兰结构，在发动机套筒(1)靠近接发动机处焊接有用于连接卡盖(2)的环形凸台；卡盖(2)用于将激光套筒(3)固定在发动机套筒(1)上；定位套筒(4)通过螺纹连接在激光套筒(3)上，定位套筒(4)还具有连接激光粒度仪的螺纹结构，螺纹结构分别连接激光粒度仪激光发射端和接收端，激光粒度仪用于在线测高温高速多相流中微纳颗粒的粒度，激光粒度仪发射的激光光路穿过发动机套筒(1)的环形凸台、卡盖(2)和激光套筒(3)构成内部空腔，即实现保证使激光粒度仪发射的激光免受外界光源影响，且避免外界气流对羽流的影响；所述的支架(5)通过大六角螺钉(19)和垫板(20)固定发动机套筒(1)和收集套筒(10)，垫板上具有通孔和螺纹孔，穿过垫板通孔的螺钉又穿过支架滑槽连接至套筒上的螺纹孔，连接至垫板上螺纹孔的螺钉先穿过支架滑槽，而后连接至垫板上螺纹孔；且支架(5)底端有沉孔通孔，六角螺钉能够在支架(5)上的滑槽滑动，用于调节各套筒高度；且支架(5)底端有通孔，用于通过螺钉将收集气道(A)固定在试车台上；所述的转接套筒(9)为变径结构，用于防止大径端扇形喷头(18)喷出的水幕轰击在管道壁面产生的液滴弹回发动机套筒(1)左端的接激光套筒(3)处，能够同时实现颗粒收集和激光粒度仪在线测粒度，测试互不干涉；转接套筒(9)大小径端均有法兰结构；所述收集套筒(10)为圆环型结构，两端开口，一端有法兰结构，在互不干涉的外壁面各处上安装有N1个均匀分布的扇形喷头(18)，套筒下端开有通孔，通孔外焊接有能放置收集槽(12)的导轨，收集槽(12)覆盖收集套筒(10)下端的通孔，固体火箭发动机喷出的高温高速多相流中微纳颗粒轰击在扇形喷头(18)喷出的液体水幕上，带有微纳颗粒的液体通过收集套筒(10)下端的通孔最终流入到收集槽(12)中，达到收集高温高速多相流中微纳颗粒目的。

2.如权利要求1所述的用于多相流中微纳颗粒的在线粒径测量及同步收集系统，其特征在于：先组装收集气道(A)，将发动机套筒(1)、转接套筒(9)和收集套筒(10)首尾放置，使发动机套筒(1)和收集套筒(10)的分别接卡盖(2)和密封盖(11)的凸出结构处于同一平面，并使用六角螺钉(6)，垫片(7)和六角螺母(8)固定，随后将喷头转接(17)焊接在收集套筒(10)预留孔位处，再将扇形喷头(18)拧到螺纹转接头(13)上，随后将部件放在喷头转接(17)凸台内，盖上压盖(16)，旋转扇形喷头(18)，使扇形喷头(18)喷出的扇形水幕平行于收集套筒(10)的桶端面，随后使用内六角螺钉(14)和垫片(15)将压盖(16)压紧，使扇形喷头(18)不能转动，安装好所有扇形喷头(18)后，使用卡盖(2)将激光套筒(3)固定在发动机套筒(1)两端，拧上定位套筒(4)，随后将连接好的气道放在三个支架上，使用大六角螺钉(19)和垫板(20)固定气道，即就组成完整的收集气道(A)；随后组装加压桶(D)，将泄压阀(21)，压力表(22)和常闭电磁阀(24)分别通过螺纹连接液体容器桶(23)对应螺纹孔处，将收集使用的液体通过堵头(25)处预留的孔处注入液体容器桶(23)，随后使用堵头(25)密封，加压桶(D)装配完成；随后使用高压金属软管(C)一端连接至收集气道(A)上的螺纹转接头(13)，根据实际需要的扇形喷头(18)数量和位置选择管路连接，另一端连接至分流器(B)，在使用一根高压金属软管(C)连接分流器(B)液体入口和加压桶(D)上的常闭电磁阀(24)的出口，最后将加压气体钢瓶通过减压阀和高压金属软管(C)连接至加压桶(D)上端螺纹口处，即组成完整的用于多相流中微纳颗粒的在线粒径测量及同步收集系统。