Устройство для определения скорости распыленных частиц расплава

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихреспублик пц 986598(5)М. Кл,В 22 Г 9708 Государственный комитет по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 09. 01.8 тА.Г. Ципунов, Ю.ф. Терновой, Б.Т. Куратченкр .и Б.Т. Пожогин(4) устРОйстВО для ОпРеДелениЯ скОРОсти РАСПЫЛЕННЫХ ЧАСТИЦ РАСПЛАВАИзобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к устройствам для контроля парамет-, ров процесса получения порошков рас" пылением расплавов.Известно устройство, использующее для определения скорости движения металлических частиц в газовом потоке, включающее неоново"гелиевый ла" зер, полупрозрачное зеркало, зеркало, линзу, блок. фотоприемника, состоящий из объектива, диафрагмы и фотоумножителя, широкополосного усилителя, анализатора спектра частот., высокочастотного генератора и частотоме" ра 11. Указанное устройство позволяет определять скорость частиц, используя эффект Допплера. Недостатками этого устройства явго ляются сложность его конструкции и самого процесса измерения скорости металлических частиц, высокая его стоимость, а также невозможность оп" ределения скорости отдельных или редколетяочх частиц при распылении расплава.Целью изобретения является упрощение конструкции устройства и обеспечение возможности измерения скорости отдельных и редколетящих частиц.Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения скорости распыленных частиц расплава, содержащее объектив, отражательный эле-мент и экран, согласно изобретению выполнено в виде Г"образной трубы с расположенными в ее вертикальном колене объективом, в горизонтальном экра" ном, а на стыке его коленьев отражательным элементом в виде правильного многогранника с зеркарьными гранями, соединенного с двигателем, ось вращения которого направлена птз оси симметрии многогранника. На фиг. 1 представлен общий видпредложенного устройства; на Фиг. 29865 98 4дуирована с использованием зависимости:ч= - 4 н нас 9 0 рК 2 л представлена измерительная часть устройства с показом хода световых лу"чей,Устройство включает Г-образную трубу 1, расположенный на стыке ее коленьев зеркальный многогранник 2,фукрепленный на оси 3, с которой жестко связан двигатель 4 с регулируемымчислом оборотов. Ось симметриимногогранника 2 совпадает с осью вращения. В вертикальном колене Г-образной трубы 1 установлен объектив 5,имеющий возможность вертикального перемещения с целью фокусировки изображения движущихся частиц на экране 6, 15Устройство для перемещения объективав целях упрощения схемы на фигурахне показано, Экран 6, расположенныйв горизонтальном колене трубы выполнен из матового стекла и имеет сет- ,20ку направлений параллельно оси 3 ипод углом 45 к ней, С осью 3 жесткосвязан тахогенератор 7, соединенныйс измерителем 8 тока со шкалой, от"градуированной в единицах измерения 25скорости. Ось 3 снабжена рычагом 9,Устройство установлено на поворотномстанке 10 с фиксатором 11,обеспечивающими его поворот вокруг оси Н Йи фиксацию в положении, при котором 30траектория полета частиц параллельнаоси 3. Поворотный столик прикрепленк Фланцу смотрового окна 12 камеры 13распыления. Устройство работает следующим об"разом. Рычагом 9, перпендикулярным оси 3 и жестко связанным к ней, поворачива" ют многогранник 2, обеспечивая попадание изображения траекторий движения частиц на экране 6. Далее перемещением объектива 5 получают четкие изображения траекторий, которые имеют на экране произвольную ориентацию. Уст ройство поворачивают относительно оси йМ на поворотном столике 10 и Фиксируют в положении, при котором изображения траекторий частиц на экране 6 будут параллельными горизонтальной сет ке АА 1. После этого двигателем 4 приводят во вращение многогранник 2 до частоты, при которой изображения траекторий частиц А В 1 занимают положение, параллельное угловой сетке 55 45 на экране 6, При этом определяютйзначение скорости частиц по шкале измерителя 8 тока. Его шкала отграгде К 1 " коэффициент, зависящий отгеометрических размеров устройства и характеристикиобъектива;К - коэффициент, учитывающий тотФакт, что ось вращения зеркального многогранника нележит в плоскости отражающих граней;Н - расстояние траектории час"тицы;- частота вращения многогранника;О - угол поворота.Коэффициенты К и К 2 определяются предварительной градуировкой измерителя. Градуировку осуществляют перемещением точечного источника света в поле зрения объектива параллельно оси зеркального многогранника и сравнени-. ем с соответствующим перемещением светящейся точки на экране, причем В -ЭКогде Е - перемещение точечного источника;перемещение светящейся точЭки на экране,а также вращением зеркального многогранника вокруг оси его симметрии при неподвижном точечном источнике света и сравнением угла поворота К с соответствующим перемещением светящейся точки по экрану:- 2 эПри проведении процесса измерения скорости частиц предварительно нанесенная на поверхность экрана 6 сетка направлений под углом 45 о к оси вращения 3 позволяет повысить точность измерения скорости. В процессе измерения частоту вращения зеркального многогранника 2 подбирают так, чтобы угол развертки совпадал с сеткой направлений. Скорость частиц расплава определяют по формуле: Ч = - 4 кНГКНа фиг. 2 вектором АВ условно показано положение частиц относительно устройства после его ориентации в процессе измерения, Расстояние меж5 .9865ду вектором АВ и объективом 5 определяется габаритами камеры распыления,положением смотрового окна в камеру,геометрическими размерами устройстваи фокусным расстоянием объектива 5 5и может составлять 0,5-2,0 метра.В момент времени 1 частица расположена в точке А, через промежутоквремени Ь 1 частица перемещается соскоростью Ъ, в положение точки В, Точ"Ока А лучами д отображается на экране 6 в точку А . За время.ь многогранник 2 поворачивается на угол внаправлении, указанном стрелкой, и соответственно углу поворота точка 8 3отображается лучами Ь в точку В.С помощью предложенного устройства была измерена Скорость распыленныхчастиц при цетробежном распылениисплава на никелевой основе диском 2014 см при частоте его вращения.50 об/с и подаче расплава 0,5 кг/с.Она составляла 24,5 м/с,Воэможность измерения скоростей25редколетящих и отдельных частиц пред"ложенным устройством определяется возможностью спроецировать на экран све"тящийся объект и инерционностью глаза человека, как измерительного прибора. Частицы должны обеспечить не 30прерывное восприятие глазом их иэобра-жения на экране, т,е. частота их прохождения через зону измерения должнабыть не менее 20 цастиц в секунду.Измерение скорости отдельно летя 31щей частицы возможно при заранее известном направлении ее полета, приэтом операции ориентации устройства 98 61 и включения двигателя следует произвести заблаговременно,Точность измерений в предложенном устройстве определяется нестабильностью частоты вращения двигателя 4, по" грешностью ориентации устройс ра на поворотном столике 10, погрешност ю в оценке углового совпадения штрихов- изображений частиц АВ с угловой сет кой 450. С учетом сказанного погреш" ность измерений скорости частиц не превышает 2.Данное устройство может быть ис" пользовано для контроля скорости рас" пыленных частиц расплава в процессераспыления.формула изобретенияУстройство для определения скорости распыленных частиц расплава, со" держащее объектив, отражательный элемент, экран, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и обеспечения возможности измерения скорости отдельных и редколетящих частиц, оно выполнено в виде Г."образной трубы с расположенными в ее вертикальном колене объективом, вгоризонтальном экраном, а на стыке его коленьев . отражательным элементом в виде правильного многогранника с зеркальными гранями, соединенного с двигателем, ось вращения которого направлена по оси симметрии многогран. ника.Источники информации,принятые во внимание .при экспертизе 1. Журнал "Порошковая металлургия", 1980 У 4, стр.Г. П о Бутягавеев КорректоПодписноССР Редактор Заказ 10 аж 811ного комитетений и открцРаушская неб и а 15 Проектн ж город СоставителАристова Техоец И.Т3/15 Тираж ТирВНИИПИ Государственпо делам изобрет1103 Иосквад В ипиал ППП "Патент", г