一种便调式电火花气泡发生装置的制作方法

1.本发明属于船舶与海洋工程技术领域，具体涉及一种便调式电火花气泡发生装置。


背景技术：

2.在民用领域，气泡可用于管道、液仓的清理等。气泡作用在不同的结构上时，其膨胀、坍塌、射流等都有着很大的差别，只有揭示其运动规律，才能更好的运用在各个领域。如今普遍采用电火花打火装置产生气泡，该方法不仅成本低，而且产生的气泡便于观测运动规律，能较好的反映实际现象，效果比较好，实验操作便捷。
3.传统的电火花实验装置，先用电箱进行充电，用导线连接两个电极，电极端部焊有铜丝，两根铜丝交叉接触短路，电箱放电产生局部空化。但对模拟水下爆炸多气泡作用时，需要安装更多的电极，工作繁琐。对于封闭域、管道内的气泡进行实验模拟时，固定两个电极比较繁琐等。且每完成一次实验后都需要重新焊接铜丝，操作复杂，降低了实验效率。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于解决现有的电火花实验装置在模拟多气泡、封闭域以及管道内气泡等复杂工况下存在电极安装繁琐、实验效率低等不足的问题，提供一种便调式电火花气泡发生装置。
5.一种便调式电火花气泡发生装置，包括电极装置和电箱；所述电极装置包括铜柱和机械臂；所述机械臂包括一级铜臂和二级铜臂；两个一级铜臂上端相交并通过第一旋转机构安装在铜柱下端；两个二级铜臂分别通过第二旋转机构安装在两个一级铜臂的下端，在二级铜臂下端安装有铜丝；所述铜柱上端通过导线与电箱连接，导线伸入铜柱内部后分成两根起爆导线，并分别与两根铜丝连接；使用时，机械臂伸入水中，通过控制第一旋转机构、第二旋转机构控制两个二级铜臂下端的铜丝接触，通过电箱向两根起爆导线供电，两根铜丝接触位置短路形成局部空化，产生爆炸气泡。
6.进一步地，所述铜柱由铜柱上部、六角螺栓部、外螺纹部和铜柱下部组成；所述电极装置通过铜柱的六角螺栓部和外螺纹部安装在电极安装板上。
7.进一步地，所述电箱可遥控第一旋转机构与第二旋转机构，电箱还具有电压控制功能，电压控制范围为100v-1200v。
8.进一步地，所述导线通过铜鼻环连接在电箱的接线柱上。
9.本发明的有益效果在于：
10.本发明将传统电火花打火装置进行了改进，把两个电极整合为一个，根据需要可在合适的位置进行安装拆卸电极，铜丝可通过机械臂进行360
°
调节，通过电极安装板排列多个电极装置。本发明结构便捷、灵活多变，可根据需要在不同工况下任意位置产生气泡，且电极位置处密闭性良好，安装便捷，对实验的干扰较小，结果更加的准确，对于多气泡的模拟也更为方便。
附图说明
11.图1(a)为本发明中电极装置的总布置示意图。
12.图1(b)为本发明中电极装置的剖面图。
13.图2为本发明中电箱的示意图。
14.图3为本发明中电极安装板的示意图。
15.图4为l型与一字型连接件示意图。
16.图5为多块电极安装板组合的示意图。
17.图6为多个电极装置安装的示意图。
18.图7为模拟多气泡实验的示意图。
19.图8为模拟管道内气泡实验的示意图。
20.图9为模拟封闭域内气泡实验的示意图。
具体实施方式
21.下面结合附图对本发明做进一步描述。
22.本发明提供了一种便调式电火花气泡发生装置，将传统电火花打火装置进行了改进，把两个电极整合为一个，根据需要可在合适的位置进行安装拆卸电极。每次实验后不用焊接铜丝，铜丝直接插入电极中完成固定，同时可以控制铜丝的移动，使其接触点任意调节。另外配套有安装板，用于电极构件的排列，提高多气泡实验效率，本发明可高效模拟不同工况下的气泡实验，并且安装便捷，易于操作。
23.实施例1：
24.一种便调试电火花气泡发生装置，包括电箱2，电极装置1，电极安装板3，所述电箱2通过导线1-1与电极装置1连接，用来充放电，另外电箱2可以用来控制铜丝1-11固定、移动；所述电极装置1是用于放电形成气泡，可在指定的位置安装拆卸；所述电极安装板3是用来排列电极，可进行组合，模拟多气泡的实验。
25.所述电箱2为方形，正面带有电压仪表盘2-1，其电压控制范围为100v-1200v，下方设有调节电压按钮(减压按钮2-2，加压按钮2-3)，根据工况需求调节不同的电压。仪表盘2-1旁边是控制机械臂的方向按键(左控制键2-5、右控制键2-7)，机械臂通过传感器由电箱2控制，上下按键使机械臂前后运动，左右按键使机械臂左右运动，从而调节铜丝1-11交叉点的位置。方向按键下部分是控制充电放电的按钮(充电按钮2-4、放电按钮2-6)，待调节到指定电压，充电完成后，放电按键指示灯亮起，按下放电按钮2-6即可完成起爆。方向按键和充放电按钮中间的是控制固定铜丝的按钮，按下可松开铜丝，更换铜丝后进行下一次实验。电箱侧面有开关按钮2-8，下部为导线接线柱2-9，连接电极的导线端部是铜鼻环1-2，以此安装到接线柱2-9上。
26.所述电极装置1，上部铜柱1-1与空心六角螺栓1-4焊接，下部连接机械臂。机械臂由传感器和铜臂组成，铜臂可分为一级铜臂1-8和二级铜臂，一级铜臂1-8控制二级铜臂，二级铜臂1-10端部设有孔洞，铜丝伸入的同时，孔洞闭合，电箱2上的控制按钮可松开铜丝1-11进行更换。铜丝1-11一端伸入机械臂内固定，另一端交叉接触，接触位置短路形成局部空化，产生爆炸气泡，铜丝1-11的尺寸可根据实验需求选择。上部导线1-1插入空心铜柱并与机械臂对接，整个电极装置1需要安装到指定螺丝孔，用扳手进行固定，六角螺栓1-4外部可
缠绕生料带并涂抹防水软胶进行水密处理，螺丝孔需要预先设置，也可使用配套的安装板进行预安装。
27.所述电极安装板3为长方体，每隔一定距离开一个螺丝孔3-1，可根据不同工况需求安装电极装置1，电极安装板3主要为了使电极装置1固定一起，便于多个气泡的实验模拟，例如多气泡融合，气泡帷幕实验等。电极安装板3的两端可使用一字型连接件5或者l型连接件4自行拼装，可根据实验需要组合，若实验中不需要电极安装件，也可根据电极装置的螺纹尺寸自行打孔。
28.实施例2：
29.下面三个实施例输入电压均为400v，在自由场中可产生6cm直径的爆炸气泡。实例一中多气泡的模拟是用电极安装板将4个电极按一定间距排列，将其固定在90cm
×
120cm
×
90cm的爆炸水箱中，按下开关同时产生两个爆炸气泡。实施例二中的管道直径为8cm，长为50cm，固定于实施例二的爆炸水箱中。实例三中的封闭域为方形盒，尺寸为15cm
×
15cm
×
15cm，上部由法兰扣的盖子封闭，进行封闭域内的爆炸实验。
30.如图1—图3所示，本实施例从上部导线1-1到下部铜丝1-11为电极装置1的主体，上部导线端部的铜鼻环1-2与电箱2连接，导线伸入铜柱1-3内，铜柱与六角螺栓1-4连接，螺丝1-5固定在电极安装板3上，1-6为下部铜柱，旋转孔1-7控制一级铜臂1-8的移动，旋转孔1-9连接二级铜臂并控制其移动，铜丝1-11插入机械臂下方孔1-10中。由电箱2中的左控制键2-5和右控制键2-7控制机械臂的移动，使铜丝接触，打开电箱开关2-8，将导线连接到接线柱2-9上，调节按钮2-2、按钮2-3使电压到400v，按下充电按钮2-4进行充电，待充电完成后，按2-6起爆。
31.如图4-6所示，电极安装板3可通过l型连接件4和一字型连接件5进行组装，可模拟不同阵列，不同数量的气泡实验。
32.如图7所示，本实施例将电极装置固定于安装板3上，安装板上装有4个电极，用于模拟多气泡实验。本实例将电极安装板附带4个电极固定在90cm
×
120cm
×
90cm的爆炸水箱6-2中，电极安装板被拉杆6-1固定在水中，外部配套有高速摄像机进行录像。
33.实施例3
34.本实施例不使用电极安装板，使用的电箱的操作与电极安装方法与实施例一基本一致。
35.如图8所示，实施例三将电极装置1固定在管道壁7-1上，管道厚度根据实验需求自行选择，管道尺寸为8cm，控制电箱2上的方向按键2-5、2-7，将机械臂上的铜丝1-11接触点固定在管道的中心位置处，爆炸后的气泡会朝向管道壁射流，本实验可用于模拟气泡射流清洗管道。忽略自由面和底面的影响，在管道壁上开设螺纹孔，与电极装置1-5尺寸一致，安装后在六角螺栓1-4外部使用生料带和704软胶进行水密处理，减少打孔对实验的影响。在电箱2完成充电后，按下放电按钮2-6完成起爆，并且在外部配套有高速摄像机进行录像。
36.实施例4
37.本实施例同样不使用电极安装板，电箱的操作与电极的安装连接与其他实施例一致。
38.如图3所示，本实施例方形水箱8内装满液体8-1，整个方形水箱放到实验桌上，将电极1中的机械臂预先拉直，伸入螺丝孔1-5中，通过螺纹将电极1进行安装固定，电极上部
的导线直接伸出与电箱连接，本实例为密闭容器，水箱8用亚克力板粘接而成，盖子使用法兰扣进行封闭，并且垫有胶垫进行水密处理。每次实验后拆卸盖板，按下电箱的铜丝控制按钮进行更换铜丝，之后进行下一组实验，完成实验后要及时进行清理，在外部配套有高速摄像机进行录像。
39.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。