Устройство для определения скорости распыленных частиц расплава

 

ЬП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических республик

<»i986598

I (61) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 27. 04. 81 (21) 3279173/22-02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 07.01.83. Бюллетень № 1 (5I)M. Кл.

В 22 F 9/.08

Государственный комитет по делам изобретений н открытий (53) УДК 621.762..264(088.8) Дата опубликования описания 09. 01.8

i

А.Г. Ципунов, Ю.Ф. Терновой, Б.Т. Ку атченкр . и Б.Т. Пожогин

/ т ь

Украинский научно-исследовательский институт"-специальных сталей, сплавов и ферросплавов (( (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ

РАСПЫЛЕННЫХ ЧАСТИЦ РАСПЛАВА

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к устройствам для контроля парамет-. ров процесса получения порошков распылением расплавов.

Известно устройство, использующее для определения скорости движения металлических частиц в газовом потоке, включающее неоново-гелиевый лазер, полупрозрачное зеркало, зеркало, линзу, блок. фотоприемника, состоящий из объектива, диафрагмы и фотоумножителя, широкополосного усилителя, анализатора спектра -частот, высокочастотного генератора и частотомера (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 onределения скорости отдельных или редколетян их 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 экраном, 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 вид предложенного устройства; на фиг. 2

9865

98 4 дуирована с использованием зависимости:

V„= — ° 4uHfctg g

К2 л

КМ представлена измерительная часть устройства с показом хода световых лу" чей.

Устройство включает Г-образную трубу 1, расположенный на стыке ее коленьев зеркальный многогранник 2, укрепленный на оси 3, с которой жест" ко связан двигатель 4 с регулируемым числом оборотов. Ось симметрии многогранника 2 совпадает с осью вра- 10 щения. В вертикальном колене Г-образной трубы 1 установлен объектив 5, имеющий возможность вертикального перемещения с целью фокусировки изображения движущихся частиц на экране 6, Устройство для перемещения объектива в целях упрощения схемы на фигурах не показано. Экран 6, расположенный в горизонтальном колене трубы выполнен из матового стекла и имеет сет-,20 ку направлений параллельно оси 3 и под углом 45О к ней. С осью 3 жестко связан тахогенератор 7, соединенный с измерителем 8 тока со шкалой, отградуированной в единицах измерения 25 скорости. Ось 3 снабжена рычагом 9, Устройство установлено на поворотном станке 10 с фиксатором 11,обеспечивающими его поворот вокруг оси N N и фиксацию в положении, при котором 30 траектория полета частиц параллельна оси 3. Поворотный столик прикреплен к фланцу смотрового окна 12 камеры 13 распыления.

Устройство работает следующим образом.

Рычагом 9, перпендикулярным оси 3 и жестко связанным к ней, поворачивают многогранник 2, обеспечивая попада-40 ние изображения траекторий движения частиц на экране 6. Далее перемещением объектива 5 получают четкие изображения траекторий, которые имеют на экране произвольную ориентацию. Уст- 45 ройство поворачивают относительно оси йН на поворотном столике 10 и фиксируют в положении, при котором изображения траекторий частиц на экране 6 будут параллельными горизонтальной сет- 50 ке А А1. После этого двигателем 4 приводят во вращение многогранник 2 до частоты, при которой изображения траекторий частиц А 81 занимают положение, параллельное угловой сетке ss

45 на экране 6. При этом определяют

0 значение скорости частиц по шкале измерителя 8 тока. его шкала отграгде К1 - коэффициент, зависящий от геометрических размеров устройства и характеристики объектива;

К вЂ” коэффициент, учитывающий тот факт, что ось вращения зеркального многогранника не лежит в плоскости отражающих граней;

Н вЂ” расстояние траектории час" тицы;

- частота вращения многогранника;

О - угол поворота.

Коэффициенты К и К 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

Ф -Э

К

Lî где Ео - перемещение точечного источника; перемещение светящейся точЭ ки на экране, а также вращением зеркального многогранника вокруг оси его симметрии при неподвижном точечном источнике света и сравнением угла поворота „ с соответствующим перемещением светящейся точки по экрану:

0. Н

2 2

При проведении процесса измерения скорости частиц предварительно нанесенная на поверхность экрана 6 сетка направлений под углом 45 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:

V, = — -40М

К

К

На фиг. 2 вектором AB условно показано положение частиц относительно устройства после его ориентации в процессе измерения. Расстояние меж5 .9865 ду вектором АВ и объективом 5 опреде-" ляется габаритами камеры распыления, положением смотрового окна в камеру, геометрическими размерами устройства и фокусным расстоянием объектива 5 3 и может составлять 0,5-2,0 метра.

В момент времени 4 частица расположена в точке А, через промежуток времени Ь1 частица перемещается со скоростью Vz в положение точки В. Точ"0 ка А лучами g отображается на экране 6 в точку А . За время.bt многогранник 2 поворачивается на угол в направлении, указанном стрелкой, и соответственно углу поворота точка В !3 отображается лучами Ь в точку В .

С помощью предложенного устройства была измерена Скорость распыленных частиц при цетробежном распылении сплава на никелевой основе дискОм 20

14 см при частоте его вращения.

50 об/с и подаче расплава 0,5 кг/с.

Она составляла 24,5 м/с.

Воэможность измерения скоростей

25 редколетящих и отдельных частиц пред" ложенным устройством определяется возможностью спроецировать на экран све» тящийся объект и инерционностью глаза человека, как измерительного прибора. Частицы должны обеспечить не30 прерывное восприятие глазом их иэобра- жения на экране, т.е. частота их .прохождения через зону измерения должна быть не менее 20 частиц в секунду.

Измерение скорости отдельно летя31 щей частицы возможно при заранее известном направлении ее полета, при этом операции ориентации устройства

98 6

1и включения двигателя следует произвести заблаговременно.

Точность измерений в предложенном устройстве определяется нестабильностью частоты вращения двигателя 4, погрешностью ориентации устройства на поворотном столике 10, погрешност о в оценке углового совпадения штриховизображений частиц А48 с угловой сет. кой 45О. С учетом сказанного погреш" ность измерений скорости частиц не превышает 24.

Данное устройство может быть ис" пользовано для контроля скорости распыленных частиц расплава в процессе распыления. формула изобретения

Устройство 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.-об. разной трубы с расположенными в ее вертикальном колене объективом, в горизонтальном 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

l. Журнал "Порошковая металлургия", 1980 и 4, стр. 1-4.

986598

Составитель Г, Портнова

Редактор Н. Аристова Техреду И. Тепер Корректор В. БУтвга

Заказ 10393/15 Тираж Тираж 811 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11)03) Иосквад Н-3 Раушскав наб. д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г„ Ужгород, ул. Проектнав,