Trong quá trình kiểm tra thử nghiệm các thông số vòi phun, có thể phải làm việc với các hóa chất ăn mòn, nên bàn kiểm tra thử nghiệm được thiết kế
bằng hợp kim, ngoài ra để thuận tiện cho việc di chuyển, thay đổi vị trí của bàn kiểm tra thực nghiệm, chân bàn được thiết kế có hệ thống bánh xe di
động có chốt hãm [10].
Quá trình kiểm tra mật độ phân bố của giọt thuốc phun được phun từ vòi phun, thường được thực hiện khi vòi phun một giá trị áp lực và lưu lượng thuốc nhất định, trong thời gian tiêu chuẩn, giọt chất lỏng phun từ vòi phun sẽ được thu lại thông qua hệ thống các rãnh thu chữ V, rồi chảy vào các ống đo dung tích. Căn cứ vào một số yêu cầu đểđo được thông số của một số loại vòi phun thống dụng, cũng như các tiêu chuẩn quốc tế liên quan, chúng tôi sơ bộ
lựa chọn kích thước của bàn kiểm tra thực nghiệm là 2600×1600×2200mm, chiều cao bố trí vòi phun có khả năng điều chỉnh trong phạm vi từ 0 đến 1000 mm, hệ thống có thể đo với các vòi phụ có góc phun của vòi phun từ 65° đến 110°. Sơđồ cấu trúc bàn kiểm tra thử nghiệm được thể hiện trong hình 3.3.
6
5 4
3
2 1
Hình 3.3. Sơ đồ cấu trúc bàn kiểm tra thực nghiệm
1. Giá gắn vòi phun; 2. Bộ phận điều chỉnh độ cao vòi phun; 3. Rãnh chữ V thu chất lỏng phun từ vòi phun; 4.Giá đỡ các ống đo dung tích; 5.Ống đo dung tích;
6. Khung bao.
Nguyên lý hoạt động, khoảng cách giữa vòi phun và rãnh thu được điều chỉnh thông qua bộ phận điều chỉnh độ cao vòi phun 2, chất lỏng được phun từ
vòi phun xuống các rãnh thu chữ V 3, được tập hợp lại rồi chảy vào ống đo dung tích 5; để thuận tiên cho quá trình thử nghiệm và đọc kết quả, giá đỡ ống đo dung tích 4 được thiết kế sao cho có thể nhanh chóngchuyển đổi ba chế độ hoạt
động của ống đo dung tích thu chất lỏng, đọc kết quảđo lường và xả chất lỏng.
¾Bàn kiểm tra
Bàn kiểm tra thực nghiệm gồm 47 rãnh thu chữ V, được thiết kế thống nhất về chiều cao, chiều sâu, bề rộng, sai số kích thước chế tạo của các rãnh theo phương vuông góc với các đường rãnh không quá ± 1 % (10mm /1000mm), theo phương song song với các rãnh không quá ± 1,5% (15mm/ 1000mm). Rãnh thu chất lỏng được thiết kế sao cho khi giọt chất lỏng phun vào rãnh, sẽ được thu lại ở trong rãnh mà không nảy lên, bắn sang các rãnh khác, chúng tôi lựa chọn độ sâu rãnh là 60mm, góc nghiêng của thành rãnh là 45°, chiều rộng rãnh là 50mm, rãnh có độ nghiêng là 6° để chất lỏng sau khi vào rãnh có thể dễ dàng chảy về ống đodung tích. Thiết kế của các rãnh thu chữ V được thể hiện trên hình 3.4.
Theo định nghĩa của góc phun vòi phun, bề rộng phun thực tế là góc tính từ vòi phun giới hạn vùng phạm vi ảnh hưởng của giọt thuốc phun từ vòi phun, góc này được sử dụng để tính toán bề rộng làm việc của vòi phun phù hợp với điều kiện vận hành thực tế.
Giả thiết trong quá trình kiểm tra thử nghiệm một vòi phun, các giọt thuốc phun được thu thập trong các rãnh thu, bề rộng tổng các rãnh thu có chất lỏng là b, khoảng cách từ vòi phun tới mặt phẳng ngang qua đỉnh của các rãnh là x, bề rộng phun thực tếđược xác định như sau:
1 ( ) 2 x b tg / 2 x α = (3-1)
hoặc 2 (1 2 x)
b= xtg α (3-2)
Hình 3.4. Cấu tạo của các rãnh thu chất lỏng phun từ vòi phun
Trong trường hợp kiểm tra thử nghiệm với các vòi phun kết hợp, do kích thước hạn chế của bàn kiểm tra thực nghiệm, không thể lắp đặt tất cả các vòi phun như giàn phun trong thực tế, vì vậy nhằm đáp ứng yêu cầu kiểm tra xác
địnhmật độ phân bố thuốc phun từ hệ thống các vòi phun, trong các thí nghiệm chúng tôi sử dụng 3 vòi phun, bố trí lắp đặt các vòi phun như hình 3.5.
a) Sơđồ bố trí các vòi phun
b) Hình ảnh bố trí các vòi phun
Hình 3.5. Bố trí lặp đặt các vòi phun trong trường hợp kiểm tra thử nghiệm nhiều vòi phun
¾Hệ thống khung giá đỡ ống đo dung tích
Trong quá trình kiểm tra thử nghiệm xác định mật độ phân bố thuốc phun, yêu cầu đặt ra là các ống đo dung tích có vị trí ổn định khi thử nghiệm và sau khi hoàn thành thử nghiệm có thể nhanh chóng đổ bỏ dung dịch trong
ống. Do đó yêu cầu đặt ra khi thiết kế hệ thống đỡ và lật ống là phải linh hoạt, nhanh chóng và chính xác.
Các ống đo dung tích được thiết kế đặt vững cố định trong một giá ống là khung hợp kim nhôm, phương pháp này là đơn giản, kinh tế và thực tế. Khung này có ba vị trí là vị trí thứ nhất là vị trí sao cho các ống đo thẳng đứng, vị trí thứ
hai là vị trí ống đo nghiêng về phía trước 200, vị trí thứ 3 làvị trí các ống đolật ngang 900. Quá trình kiểm tra thực nghiệmxác định mật độ phân bố của thuốc phun các ống đo bố trí như sau, ban đầu ống đo để ở vị trí thẳng đứng, khi bắt
đầu thực nghiệm, ống đo được để ở vị trí nghiêng phía trước 200 để hứng chất lỏng từ rãnh chữ V chảy về, khi chất lỏng từ rãnh chữ V đã chảy hết về các ống
đo, ống được đưa về vị trí thẳng đứng đểđọc dung tích chất lỏng trong ống, sau
đó ống nghiệm sẽđược lật ngang 900độđểđổ chất lỏng trong ống vào hộp chất thải, cuối cùng lại đưa ống đo về vị trí thẳng đứng.
Để có thểđịnh vị khung giá đỡống đo tại các vị trí như trên chúng tôi sử
dụng cơ cấu chốt hãm tại giá khung. Cấu tạo và hình ảnh hệ thống khung giá
đỡống đo thể hiện trong hình 3.6. 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
(a) Sơđồ nguyên lý các vị trí của ống đo (b) Cấu tạo của khung giá đỡống đo
(c) Hình ảnh ống đo và khung giá đỡống đo sau khi chế tạo
Hình 3.6. Hệ thống khung giá đỡ ống đo
(a), 1. Khung đỡ trong; 2. Lắp ống đo; 3.Chốt hãm; 4. Trục quay.
(b) 1, 5, 7, 12.Khung ngoài giữ các ống nghiệm;2,4,9,11.Vị trí định vị khung bằng chốt hãm; 3,10. Mặt bích liên kết khung và chốt hãm;6. Các ống đo dung tích;
8. Tay quay;13. Chốt hãm; 14. Khung đỡ các ống đo dung tích.
¾Dung tích chứa của ống đo
Thông thường các vòi phun có lưu lượng phun từ 0,5 – 1,2 lít/phút. Hệ
thống có thể tiến hành thí nghiệm với hệ thống 3 vòi phun cùng hoạt động, như vậy lưu lượng tối đa là 3,6 lít/ phút,lấy lưu lượng tối đa hệ thống có thể đo được là 4 lít/phút. Theo tiêu chuẩn quốc tế về kiểm tra kiểm định vòi phun quá trình thí nghiệm không ít hơn 60 giây, lấy thời gian thí nghiệm là 100 giây. Vậy trong một lần thí nghiệm lượng chất lỏng phun tối đa là 4 x (100/60) x 1000 = 6667 ml. Lượng chất lỏng này được chia cho 47 ống đo dung tích, như vậy trung bình 1 ống cần chứa được: 6667/47 = 148 ml. Trong quá trình phun thực tế, có thể chất lỏng phun có thể phân bố không đều, vì vậy, chọn ống đo có dung tích chứa là 200 ml để đảm bảo chứa đủ dung tích chất lỏng trong thí nghiệm với 3 vòi phun.
¾Thiết kế cơ cấu điều chỉnh chiều cao vòi phun
Để có thể thay đổi được chiều khoảng cách chiều cao của vòi phun, chúng tôi sử dụng cơ cấu điều chỉnh thay đổi độ cao thanh lắp vòi phun. Trong cơ cấu này thanh lắp vòi phun có thể trượt lên xuống dọc theo khung thẳng đứng, khi cần đưa thanh tới vị trí nào ta sẽ đẩy thanh tới vị trí đó, sau
đó sử dụng các mặt bích đỡđể cốđịnh vị trí thanh. Cấu trúc cơ cấu điều chỉnh
độ cao vòi phu thể hiện trong hình 3.7.
Hình 3.7. Cơ cấu thay đổi chiều cao vòi phun