一种基于冲击射流换热的风冷装置的制作方法

1.本实用新型涉及冲击射流换热研究装置技术领域，具体涉及一种基于冲击射流换热的风冷装置。


背景技术：

2.冲击射流换热是指从各种排泄口喷出流入周围另一种流体内流动的一种流体,冲击射流是指自由射流对固体壁面或液体表面等的冲击流动。由于流体直接冲击被冷却或被加热的表面，流程短且被冲击的表面上的流动边界层薄换热效果好，所以利用它冷却和加热是一种极其有效的强化传热方法；又由于其具有换热能力强，换热强度可控性好等优点，在工业生产中应用广泛，如纸张干燥、玻璃热处理、连铸射流冷却、钢轨风冷淬火、水雾淬火等领域。
3.换热界面处的换热规律与很多因素有关，如喷嘴几何形状、射流高度、冲击速度、喷嘴间距、射流阵列、过冷度、表面结构和老化度、交叉流和排液条件以及单相/两相射流等且不同位置的冷却规律等对冲击射流换热技术的发展具和更好的应用到实际生产十分重要。
4.在研究冲击射流换热的过程中，采集和分析喷风工艺参数与换热规律的关系的过程是其中重要的程序，对其在实际应用有着关键的指导意义，比如在淬火领域的喷风换热过程中。在研究中，一方面，需要经常性地精确调整喷嘴与换热工件的相对位置，比如调节不同的喷吹高度、喷吹位置等等，要求定位精度较高；另一方面测量工件的表面或内部温度。因此，很有必要开发一种能够实现通过冲击射流冷却的实验装置。


技术实现要素：

5.一、要解决的技术问题
6.本实用新型的目的在于提供一种基于冲击射流换热的风冷装置，能够调整喷嘴与换热工件的相对位置，并且同时测量工件表面或内部温度，方便研究喷风工艺参数和换热规律。
7.二、技术方案
8.本实用新型的通过如下技术方案实现：本实用新型提出了一种基于冲击射流换热的风冷装置，包括框架，所述框架上安装有用于测量工件表面温度的红外测量装置和用于放置及移动工件的十字移动滑台和升降装置；所述升降装置上固定连接有用于射出冲击射流的风箱装置，所述风箱装置通过升降装置控制升降。
9.进一步而言，所述升降装置包括手轮、上轴承架、丝杠、丝杠螺母、滑块、风箱支架、光杆和下轴承架，所述框架上固定连接有两个相互平行的光杆，所述光杆上滑动连接滑块，两根所述光杆之间设置有丝杠，所述丝杠的上下两端分别转动连接有上轴承架和下轴承架，所述上轴承架和下轴承架固定连接在框架上，所述丝杠上端固定连接有手轮、中部螺纹连接有丝杠螺母，所述丝杠螺母与滑块固定连接，所述丝杠穿过滑块，所述滑块侧面固定连
接有风箱支架。
10.进一步而言，所述红外测量装置包括角钢、红外测量头和红外测量头支架，所述红外测量头通过红外测量头支架固定连接在角钢上，所述角钢与框架铰接。
11.进一步而言，所述风箱装置包括风箱、连接管和喷嘴，所述风箱支架上固定连接有风箱，所述风箱下方通过连接管连接有喷嘴。
12.进一步而言，所述十字移动滑台为丝杠式十字移动滑台，包括上滑块、中间滑块、下滑块和连接角钢，所述连接角钢固定连接在框架上，所述连接角钢的上方固定连接下滑块，所述下滑块上沿横向滑动连接有中间滑块，所述中间滑块上方沿纵向滑动连接有上滑块。
13.进一步而言，所述十字移动滑台上方设置有平板热电偶，所述平板热电偶包括热电偶、平板和平板支架，所述平板支架固定连接在十字移动滑台上方并与十字移动滑台之间架起一块用以放置工件的空间，所述平板支架上方连接有平板，所述平板的下表面连接有用以测量工件内部温度的热电偶，所述热电偶为埋入式的。
14.进一步而言，所述框架包括框架主体，所述框架主体上转动连接有第一挡板和第二挡板，所述第一挡板下端转动连接有第一支撑杆，所述第二挡板下方转动连接有第二支撑杆，所述第一支撑杆和第二支撑杆的下端分别支撑在框架主体和地面上。
15.三、有益效果
16.本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：
17.本实用新型提到的一种基于冲击射流换热的风冷装置，通过升降装置控制风箱装置的高度，从而调节喷嘴的喷吹高度；通过十字移动滑台控制工件在水平面上横向和纵向移动，从而调节喷嘴与工件在横向和纵向上的相对喷吹位置；因此，能够本实用新型方便调节喷嘴与工件在横向、纵向和竖直方向的相对位置关系；通过设置红外测量装置，测量工件的表面温度；通过平板热电偶测量工件的内部温度，方便研究喷风工艺参数和换热规律。
附图说明
18.图1是本实用新型的立体结构示意图；
19.图2是升降装置的结构示意图；
20.图3是红外测量装置的结构示意图；
21.图4是风箱装置的结构示意图；
22.图5是平板热电偶的结构示意图；
23.图6是十字移动滑台的结构示意图
24.图7是框架的结构示意图。
[0025]1‑
升降装置；11
‑
手轮；12
‑
上轴承架；13
‑
丝杠；14
‑
丝杠螺母；15
‑
滑块； 16
‑
风箱支架；17
‑
光杆；18
‑
下轴承架；2
‑
红外测量装置；21
‑
角钢；22
‑
红外测量头；23
‑
红外测量头支架；3
‑
风箱装置；31
‑
风箱；32
‑
连接管；33
‑
喷嘴；4
‑ꢀ
平板热电偶；41
‑
热电偶；42
‑
平板；43
‑
平板支架；5
‑
十字移动滑台；51
‑
上滑块；52
‑
中间滑块；53
‑
下滑块；6
‑
框架；61
‑
框架主体；62
‑
第一挡板；63
‑
第二挡板；64
‑
第一支撑杆；65
‑
第二支撑杆。
具体实施方式
[0026]
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0027]
请参阅图1，本实用新型提到的一种基于冲击射流换热的风冷装置，包括框架6，所述框架6上安装有用于测量工件表面温度的红外测量装置2和用于放置及移动工件的十字移动滑台5和升降装置1；所述升降装置1上固定连接有用于射出冲击射流的风箱装置3，所述风箱装置3通过升降装置1控制升降。
[0028]
以上所述构成本实用新型的基本结构。
[0029]
下面结合具体的实施例对本实用新型作进一步描述：
[0030]
本实施例中，请参阅图1和图2，所述升降装置1包括手轮11、上轴承架12、丝杠13、丝杠螺母14、滑块15、风箱支架16、光杆17和下轴承架18，所述框架6上固定连接有两个相互平行的光杆17，所述光杆17上滑动连接滑块15；所述光杆17能够限位和保证滑块15平衡；两根所述光杆17之间设置有丝杠13，所述丝杠13的上下两端分别转动连接有上轴承架12和下轴承架18，所述上轴承架12和下轴承架18固定连接在框架6上，所述丝杠13上端固定连接有手轮 11、中部螺纹连接有丝杠螺母14，所述丝杠螺母14与滑块15固定连接，所述丝杠13穿过滑块15，所述滑块15侧面固定连接有风箱支架16。升降装置1使用时，旋转手轮11，手轮11带动丝杠13转动，丝杠13带动丝杠螺母14在竖直方向上移动，从而带动滑块15升降，滑块15带动风箱支架16升降。
[0031]
本实施例中，请参阅图3，所述红外测量装置2包括角钢21、红外测量头22 和红外测量头支架23，所述红外测量头22通过红外测量头支架23固定连接在角钢21上，所述角钢21与框架6铰接。使用时，可以通过转动角钢21，从而调整红外测量头22朝向，保证红外测量头22对准工件。
[0032]
本实施例中，请参阅图4，所述风箱装置3包括风箱31、连接管32和喷嘴 33，所述风箱支架16上固定连接有风箱31，所述风箱31下方通过连接管32连接有喷嘴33。风箱31会随着风箱支架16的升降而调整高度，风箱31下方连接喷嘴33，使得喷嘴33相对于工件的喷吹高度相对改变，方便研究；其中，风箱 31起到稳压作用，单喷嘴压力稳定是可以不用；所述喷嘴可以根据实验需要更换，从而调节不同的冲击速度、喷嘴几何形状、射流阵列、喷嘴间距等影响换热的喷吹参数。
[0033]
本实施例中，请参阅图5，所述十字移动滑台5为丝杠式十字移动滑台，包括上滑块51、中间滑块52、下滑块53和连接角钢54，所述连接角钢54固定连接在框架6上，所述连接角钢54的上方固定连接下滑块53，所述下滑块53上沿横向滑动连接有中间滑块52，所述中间滑块52上方沿纵向滑动连接有上滑块 51。本实用新型中的十字移动滑台5为常见的滚珠丝杠式的十字移动平台，可以沿x/y轴方向移动，即在水平面上沿横向和纵向移动，工件放置在所述十字移动滑台5上，通过手轮移动其位置。
[0034]
本实施例中，请参阅图6，所述十字移动滑台5上方设置有平板热电偶4，所述平板热电偶4包括热电偶41、平板42和平板支架43，所述平板支架43固定连接在十字移动滑台5上方并与十字移动滑台5之间架起一块用以放置工件的空间，所述平板支架43上方连接有平板42，所述平板42的下表面连接有用以测量工件内部温度的热电偶41，所述热电偶41为
埋入式的。平板支架43可拆卸地连接在十字移动滑台5的上方，使用时，将工件放置在平板支架43与十字移动滑台5之间预留的空间内，热电偶41埋入到工件内，测量工件内部温度；平板热电偶4可以根据实际需求确定是否安装。
[0035]
本实施例中，请参阅图7，所述框架6包括框架主体61，所述框架主体61 上转动连接有第一挡板62和第二挡板63，所述第一挡板62下端转动连接有第一支撑杆64，所述第二挡板63下方转动连接有第二支撑杆65，所述第一支撑杆64和第二支撑杆65的下端分别支撑在框架主体61和地面上。本实施例中，第一挡板62和第二挡板63均为辅助平台，可折叠放置，用于放置热成像仪、 piv粒子测速仪、高速摄像机等外接辅助测量仪器，辅助研究换热过程。
[0036]
工作原理：
[0037]
(1)使用时，将需测量的工件放置在平板支架43和十字移动滑台5之间的预留空间内，将热电偶41埋入至工件内，测量工件的内部温度；(2)通过转动手轮11，带动丝杠13转动，丝杠13带动丝杠螺母14在竖直方向上移动，从而带动滑块15升降，滑块15带动风箱支架16升降；(3)风箱31安装在风箱支架16上，从而调节风箱31及其下方的喷嘴33的高度，即调节喷嘴33与工件的喷吹高度；(4)此外，通过十字移动滑台5调节工件的水平位置；(5) 转动红外测量装置2使得红外测量头22对准工件，测量工件的表面温度；(6) 因此通过以上方式可以调整工件和喷嘴的相对位置关系、热电偶41测量工件内部温度、红外测量头22测量工件表面温度，从而研究喷风工艺参数和换热规律。
[0038]
上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。