Устройство для определения теплосодержания частиц
Патент 1048389
Авторы
Классы МПК
Устройство для определения теплосодержания частиц
Иллюстрации
Реферат
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ I ТЕП СОДБРЖАНИЯ ЧАСТИЦ при газотер.Мичебком напылении с помощью высокотемпературной струи, содержащее нагревательную спираль, установленную между керамической и медной пластинами , и термопару, помещенную в медную пластину, отличающее-, с я тем, что, с целью увеличения темпера.турного диапазона определения теплосодержания, над медной пластиной , параллельно ее поверхности, установлен поворотный диск с отверстиями , закрепленный на валу электродви-. гателя с регуляторсти скорости вращения , а центр медной пластины удален от оси диска на расстояние радиуса окружности, по которой расположены отверстия , выполненные к поверхности диска под острым углом tt , удовлетворяющим неравенствуSB се h Dntgo(,+Il/cosot4kh/einot, JP -толщина диска; -диаметр пятна струи на плоскости диска, причемГпг.омакс, Лмакс максимальный геометрический . размер медной пластины; - диаметр отверстий диска; К - отношение скорости частиц и высокотемпературной струи в рабочем режиме. «i оо оо 00 ;о
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
1(5П Q 01 Й 25/20
БНЪАЫОТВЫ., ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3398847/18-25. (22) 18.02.82-(46) 15.10.83. Бюл. Р 38 (72) В.М.Зурабов и А.Ф.Пузряков (71) Научно-исследовательский институт проблем машиностроения при Noc-. ковском ордена Ленина, ордена Октяб- рьской Революции и .ордена Трудового
Красного Знамени высшем техническом учиЛище им. Н.Э.Баумана (53) 543. 074 (088. 8) (56} 1. Шиманович В.Д. и др. Многог цветовая пирометрия частиц в плазменных струях. Физика, техника и применение ниэкотемпературной плазмы.
Труды!Ч Всесоюзной конФеренции по физике и генераторам низкотемпературной плазмы.. Алма-Ата, 1970, с. 289-213.
2. Хасай А.. Техника напыления.
М., Наука,. 1975, с. 119 (прототип) . (54) (57) VCTPOACTBO ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ.
ТЕПИОСОДЕРЖАНИЯ ЧАСТИН при газотер.— мическом напылении с помощью высокотемпературной струи, содержа@ее
„„SU„„,1048389 А нагревательную спираль, установленную между керамической и медной пластинами, и термопару, помещенную в медную пластину, о т л и ч а ю щ е е-. с я тем, что, с целью увеличения температурного диапазона определения теплосодержания, над медной пластиной, параллельно ее поверхности, установлен поворотный диск с отверстиями, закрепленный на валу электродви-, гателя с регулятором скорости вращения, а центр медной пластины удален от оси диска на расстояние радиуса . окружности, по которой расположены отверстия, выполненные к поверхности диска под острым углом Ы, удовлетворякщим йеравенству е
h D tgahm(Coea+khfSina, Р где h — толщина диска;
3p - диаметр пятна струи на плоскости диска, причем!)д макс
"щщ- максимальный геометрический -
r размер медной пластины
- диаметр отверстий диска;
- отношение скорости частиц и высокотемпературной струи в рабочем режиме. 4
4 ь
1048389.
Изобретение относится к технике измерения количества тепло"ы, точнее к устройствам для определения теплосодержания частиц при газометрическом напылении, например при плазменном напылении.
Известен спектрометр для определения температуры поверхности. напыляемых частиц в плазменных струях, состоящий из оптической системы и приемника излученИя (11 .
Однако температура на поверхности частиц в начальный момент существенно отличается от температуры в. центре. Это особенно заметно для материалов с низкой теплопроводностью. 15
Наиболее близким по технйческои сущности к изобретению является устройство для определения теплосоу. держания частиц при гащотермическом напылении с помощью высокотемпера- . 2О ту ной струи, содержащее нагревательную спираль, установленную между керамической и медной пластинами, и термопару, помещенную в медную пластину. При напылении на медную плас- 25 тину на ней устанавливается определенная температура. Это означает, что количество теплоты, которое приносят на .пластину в процессе напыления частицы и струя высокотемпературного газа, становится равным количеству теплоты, излучаемой пластиной. Затем прекращается подача напыляемого материала, и пластина нагревается только струей. При этом происходит уменьшение поступления теплоты к пластине. Это уменьшение величины теплового потока компенсируется подключением нагревательной спирали, что позволяет замерять количество теплоты, которое отдают; 4О пластйне частицы при напылении (ф .
Однако это устройство не позволяет измерять теплосодержание частиц в области температур струи выше температуры плавления медной пластины. .45
Белью изобретения является увеличение температурного диапазона определения теплосодержания.
Поставленная цель достигается тем что в устройстве. для определения теплосодержания частиц при газотермическом напылении с помощью высокотемпературной струи, содержащем нагревательную спираль, установленную между керамической и медной пластинами, и термопару, помещенную в медную пластину, над последней, параллельно ее поверхности, установлен поворотный диск с отверстиями, закрепленный на валу электродвигателя с регулятором бО скорости вращений, а центр медной пластины удален от оси диска на расстояние радиуса окружности, по которой расположены отверстия, выполненные к IlosepxBocTB диска под острым 5 углом Ф, удовлетворяющим неравенству, ц « д, 0 + 3/co s oc Ф k h (g j q g, где " — толщина дицжаа
1 р - диаметр пятна струи на плоскости ДИска, причем 2п >@маке
М„ 4- максимальный геометрический ра змер медной пла с тиньц - диаметр отверстий. диска! к - отношение скорости частиц и высокотемпературной струи в рабочем режиме.
Расстояние между центром отверстий и и краем диска должно быть такое, чтобы чтобы исключить попадание высокотемпературной струи на медную пластину через край диска.
На фиг.l изображено устройство, вид сверху на фиг.2 - разрез А-A на фиг.l„ на фиг.3 - разрез диска по окружности, на которой выполнены отверстия.
Устройство состоит из основания 1 со стойкой 2, установленных на стойке термопары 3, керамической пластины 4, нагревательной спирали,5 .и медной пластины 6, диска 7 с отверстиями, укрепленного. на валу 8 электродвигателя 9 с регулятором скорос» ти вращения. Нагревательная спираль
5 установлена между керамической 4 и медной 6 пластинами. Термопара 3 помещена в медную пластину, над которой, параллельно ее поаерхности, устаневлен поворотный диск 7 с отверстиями. Пентр медной пластины удален от оси диска на расстояние радиуса окружности, по которой расположены отверстия, выполненные к поверхности диска под OQTphM углом.
Это хорошо видно на фиг.3., где показано положение отверстия, которое не заштриховано. Генератор 10 высокотемпературной струи ll находится над медной пластиной 6.
Во.время измерения высокотемпературная струя располагается над диском так, чтобы ее ось попадали на окружность с отверстиями и совпадала с осью медной пластины..При вращении диска струя с частицами попадает в его отверстия. Частицы напыляемого материала пройдут через отверстия диска и попадут на медную пластину, если число оборотов диска И определяется выражением ь =У„с1фос/ДЯ R (1)
Ъ где Ч - скорость движения частиц напыляемого материала g
- радиус окружности, на которой выполнены отверстия в диске; . К - угол между осью отверстий и плоскостью диска.
Высокотемпературная струя выйдет через отверстие прежде чем его конец
1048389 на нижней стороне диска йодойдет к . Фиг.3 иллюстрирует неравенство медной пластине, так как скорость (2) . струи на порядок выше скорости час- Преобразуем неравенство (2) к тицы напыляемого материала. Это виду позволяет определять теплосодержа- >рд р/caz z+,(е;„, . (3) ние частиц при температуре струи .. выше температуры плавленной меди. где К - отношение скорости частиц
Выражение (1) получено в предпо- и струк в рабочем режиме. лоэизнии, что скорость частицы напы- При заданных значениях диаметра ляемого материала не изменяется во - пятна струи на поверхности диска, время прохождения через отверстке О толщине диска, диаметра отверстий диска. Это предположение справедли- . в диске и соотношений скоростей . во при ограниченной толщине диска. . частиц и высокотемпературной струи
Высокотемпературная струя не попа-. неравенство (3) может иметь решение дает на медную пластину, если угол . . и высокотемпературная струя не попамежду плоскостью диска и осью . 15 дает на поверхность медной пластиотверстий удовлетворяет неравенству, ;ны. Количество отверстий в диске не которое справедливо, если диаметр влияет на исключение попадания струи пятна струи, на плоскости диска не на медную пластину. меньше максимального геометрического Высокотемпературная струя не размера медной пластины. Я -разрушает вращающийся диск, так как место попадания струи перемещается
c ж >Э„+Рд пot.+ — °вЂ” ч„, е„„, . (2) по поверхности диска. Кроме того, С1P где И - толщина диска диск может охлаждаться струей 1)д - диаметр пятна струи на плос- сжатого воздуха. кости диска, пркчемЭп>esca« > 25 Использование иэобратения поэвоLeave - максимальный геометрический .. ляет увеличить диапазон температуры .размер медной пластины; струи, при которой определяется O — диаметр отверстий диска :теплосодержание часткц напыляемого
Yc - скорость високотемператур- . материала, что дает возможность .ус-. ной струи. . gp корить производственный процесс. 1048389
Воз . Составитель Ю.Коршунов
Редактор М.Петрова Техред:К.Мыцьо Корректор А. Тяско, Закаэ 7923/50 Тираж 873 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по.делам изобретений и открытий.
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4