專利名稱：新型實驗用點火測溫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種點火裝置，更具體的說，涉及一種無需點火藥引燃的實驗用點火裝置。
背景技術(shù)：
高能燃料(例如鋁/水基燃料)點火過程對于許多燃燒和推進(jìn)應(yīng)用以及揭示高能燃料的燃燒機理具有非常重要的意義。當(dāng)前，在對高能燃料燃燒的研究時使用的點火方式有化學(xué)點火、火藥點火、激光點火及電點火。采用化學(xué)點火，裝置較為復(fù)雜、組件多，而且不利于簡化系統(tǒng)和提高可靠性。點火劑使用需要根據(jù)燃料的燃燒特性選擇合適的配比關(guān)系。 火藥點火是通過電阻絲引燃點火藥，點火藥燃燒放出大量的熱再點燃推進(jìn)劑，這種點火裝置只能一次使用，再用時需更換火藥裝藥，給實驗過程帶來很大的不便，而且采用點火藥引燃高能燃料，點火藥的燃燒會給燃燒產(chǎn)物、燃燒溫度及燃燒發(fā)熱量等結(jié)果的分析帶來一定的誤差，從而降低了實驗的精確性，影響對高能燃料燃燒特性及燃燒機理的正確分析。激光點火的研究近年來已成為一個研究的熱點，采用激光作為刺激源研究高能燃料點火性能是因為激光輸出能量高且可調(diào)、點火時間和能量可控制且不受環(huán)境因素限制，而高能燃料點火性能的研究對揭示高能燃料的燃燒機理，驗證點火模型具有非常重要的意義。然而，采用激光點火，激光能量必須大于高能燃料的點火能量閾值，否則無法點燃，因此采用激光點火存在點火可靠性的問題。其次，采用激光點火，高能燃料的組分、配比和粒度對于激光點火過程有較大影響，尤其是一些金屬粒子，在點火過程研究中根據(jù)需要調(diào)整配方，要視具體要求去選擇點火條件，這給配方比較復(fù)雜的高能燃料研究帶來很多麻煩，而且一旦激光源不穩(wěn)定，實驗就要終止。電點火是直接利用電能點燃高能燃料。采用電點火，點火可靠，操作方便，可重復(fù)使用，非常適合實驗室高能燃料的點燃，尤其是對難于點燃的高能燃料。以往的研究中，基本采用點火藥引燃的方式點燃[J. L. Sabourin, G. A. Risha, R. A. Yetter, S. F. Son, B. C. Tappan. Combustion characteristics of nanoaluminum, liquid water, and hydrogen peroxide mixtures. Combustion and Flame 154 (2008) 587-600·],特別是對點火溫度比較高的物質(zhì)，如果不采用點火藥引燃的方式燃料基本上無法被點燃。采用點火藥引燃，有很大的缺點點火藥燃燒會產(chǎn)生大量煙氣，不僅影響對高能燃料燃燒過程中火焰形貌及火焰結(jié)構(gòu)的判斷，而且點火藥燃燒產(chǎn)生的燃燒產(chǎn)物影響對高能燃料燃燒特性及燃燒機理的正確分析。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種僅借助于點火絲產(chǎn)生的熱量來引燃燃料，無需再依賴對燃燒產(chǎn)物影響大且安全系數(shù)低的點火藥的實驗用點火裝置，同時本實用新型的點火裝置可根據(jù)需要利用熱電偶直接測量燃料燃燒時的燃燒表面溫度。為達(dá)到上述目的，本實用新型提供的技術(shù)方案為[0006]一種新型實驗用點火測溫裝置，包括點火絲、點火電源、點火臺，所述點火臺上設(shè)有第一點火孔和第二點火孔，點火臺上設(shè)置有第一點火柱和第二點火柱；點火臺中央上方的支架上設(shè)置有點火測溫筒；點火測溫筒上方設(shè)置有點火絲；點火絲兩端固定在外側(cè)套有托架、壓簧、緊固旋片的第一點火柱和第二點火柱上；第一點火柱通過點火臺的第一點火孔與點火電源連接，第二點火柱通過點火臺的第二點火孔與點火電源連接；點火電源是由插頭、斷電保護(hù)器、接觸式調(diào)壓器通過導(dǎo)線連接。所述點火臺上設(shè)置有第一測溫孔和第二測溫孔，點火測溫筒上開有小孔，并設(shè)置有熱電偶，熱電偶通過導(dǎo)線經(jīng)點火臺的第一測溫孔和第二測溫孔與測溫計連接，可直接測量燃料燃燒時的燃燒表面溫度。所述托架、壓簧、緊固旋片起到固定點火絲的作用。所述點火測溫筒選用石英耐火材料，筒內(nèi)放置的燃料為固體或固液混合物；石英耐火材料不僅具有耐高溫的特性，而且是透明的，便于觀察燃料燃燒的過程。所述點火臺的第一點火孔、第二點火孔、第一測溫孔和第二測溫孔是由聚四氟乙烯制成，聚四氟乙烯是絕緣材料，起到完全絕緣的作用。所述點火絲選用鎳鉻材質(zhì)，鎳鉻具有高溫下抗氧化性強，發(fā)熱量大的特性；同時可根據(jù)引燃燃料所需的發(fā)熱量在0. 3 3. Omm之間選擇點火絲的直徑規(guī)格。所述點火絲引燃處的結(jié)構(gòu)可根據(jù)引燃燃料所需的發(fā)熱量大小依次選擇螺旋型、W 型和V型。所述點火臺選用不銹鋼材質(zhì)，不銹鋼材質(zhì)具有耐高壓、耐高溫的特性。所述接觸式調(diào)壓器產(chǎn)生的輸出電壓可根據(jù)點火需要在0 250V之間任意連續(xù)調(diào)整，進(jìn)而調(diào)整整個回路中的電流。所述第一點火柱和第二點火柱選用銅材質(zhì)，銅材質(zhì)具有良好的導(dǎo)電性。所述斷電保護(hù)器在電流過載等非正常點火時會自動斷開，使點火過程停止，起到安全保護(hù)的作用。本實用新型的原理是將點火測溫裝置放置于空氣或通過卡槽固定在燃燒室中。在不同壓力不同的氣氛下，通過調(diào)節(jié)接觸式調(diào)壓器的輸出電壓，使點火柱通電，并在點火絲兩端形成壓差，從而使得點火絲引燃處產(chǎn)生高溫并釋放足夠的能量，保證在規(guī)定的各種環(huán)境條件下可靠的引燃燃料。同時利用熱電偶直接測量燃料燃燒時的燃燒表面溫度。采用本實用新型提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下有益效果1)本實用新型的點火測溫裝置點火時僅借助于點火絲產(chǎn)生的熱量來引燃燃料，無需再依賴點火藥；同時本實用新型的點火測溫裝置可根據(jù)需要利用熱電偶直接測量燃料燃燒時的燃燒表面溫度。2)本實用新型的點火測溫裝置點火時無污染，對燃燒產(chǎn)物的影響小，有利于對燃燒產(chǎn)物的監(jiān)測和分析。3)本實用新型的點火絲不再局限于較細(xì)的點火絲，而是根據(jù)被引燃燃料達(dá)到著火溫度所需要的熱量選擇點火絲的直徑規(guī)格。4)本實用新型的點火絲引燃處不再只采用V型結(jié)構(gòu)，而是根據(jù)被引燃燃料達(dá)到著火溫度所需要的熱量設(shè)計成V型、W型和螺旋型中的一種。5)本實用新型的接觸式調(diào)壓器可根據(jù)被引燃燃料達(dá)到著火溫度所需要的熱量在0 250V之間連續(xù)調(diào)整電壓，以此改變回路中的電流大小。6)本實用新型的斷電保護(hù)器在電流過載等非正常點火時會自動斷開，使點火過程停止，起到安全保護(hù)的作用。7)本實用新型的點火臺選用不銹鋼材質(zhì)，具有耐高壓和耐高溫的特性；第一點火柱和第二點火柱選用銅材質(zhì)，具有良好的導(dǎo)電性。8)本實用新型的第一點火孔、第二點火孔、第一測溫孔和第二測溫孔是由聚四氟乙烯絕緣塑料制成，起到完全絕緣的作用。9)本實用新型的安全系數(shù)和點火的成功率高。10)本實用新型的設(shè)計科學(xué)合理，結(jié)構(gòu)簡單巧妙，便于制作安裝，效果穩(wěn)定可靠，從而使得制作和使用維護(hù)的成本低，有利于推廣。

圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型點火臺的俯視圖；圖3是本實用新型測溫裝置的側(cè)視圖；圖4是引燃處為V型結(jié)構(gòu)點火絲的示意圖；圖5是引燃處為W型結(jié)構(gòu)點火絲的示意圖；圖6是引燃處為螺旋型結(jié)構(gòu)點火絲的示意圖。圖中標(biāo)號說明插頭1接觸式調(diào)壓器2斷電保護(hù)器3導(dǎo)線4點火電源5密封墊圈6點火臺7 支架8壓簧9托架10第一點火柱11緊固旋片12點火測溫筒13點火絲14第一點火孔 15 .第一測溫孔16卡槽17熱電偶18測溫計19引燃處20第二點火柱21第二點火孔 22第二測溫孔2具體實施方式
下面結(jié)合說明書附圖，對本實用新型作詳細(xì)描述。圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖，包括點火絲14、點火電源5、點火臺7，所述點火臺7中央上方的支架8上放置點火測溫筒13 ；點火測溫筒13上方放置點火絲14 ；點火絲14兩端固定在外側(cè)套有托架10、壓簧9、緊固旋片12的第一點火柱11和第二點火柱21 上；第一點火柱11和第二點火柱21固定在點火臺7上，并分別通過點火臺7的第一點火孔 15和第二點火孔22與點火電源5連接；點火電源5是由插頭1、斷電保護(hù)器3、接觸式調(diào)壓器2通過導(dǎo)線4連接。圖2是本實用新型點火臺的俯視圖，點火臺7上設(shè)置有支架8、卡槽17、第一點火孔15和第二點火孔22、第一測溫孔16和第二測溫孔23。.圖3是本實用新型測溫裝置的側(cè)視圖，點火測溫筒13上開有小孔，并設(shè)置有熱電偶18，熱電偶18通過導(dǎo)線與測溫計19連接。實施例1.一種新型實驗用點火測溫裝置，包括點火絲14、點火電源5、點火臺7，所述耐高壓、耐高溫的不銹鋼材質(zhì)的點火臺7上設(shè)有聚四氟乙烯絕緣材質(zhì)的第一點火孔15和第二點火孔22 ；點火臺7中央上方的支架8上放置點火測溫筒13 ；點火測溫筒13上方放置點火絲 14 ；在外側(cè)套有托架10、壓簧9、緊固旋片12的第一點火柱11和第二點火柱21固定在點火臺7上，并分別通過點火臺7的第一點火孔15和第二點火孔22與點火電源5連接；點火電源5是由插頭1、斷電保護(hù)器3、接觸式調(diào)壓器2通過導(dǎo)線4連接。在耐高溫的石英材質(zhì)的點火測溫筒13的筒內(nèi)放置3%的聚乙烯亞胺溶液與納米鋁粉的混合物，將高溫下抗氧化性強、發(fā)熱量大的鎳鉻材質(zhì)的點火絲14的引燃處20設(shè)計成 V型(如附圖4所示)且點火絲14的直徑規(guī)格為1.2mm，并將點火絲14的兩端固定在導(dǎo)電性好的銅材質(zhì)的第一點火柱11和第二點火柱21上。通過將可連續(xù)調(diào)整電壓的接觸式調(diào)壓器2的輸出電壓調(diào)節(jié)至6V來引燃燃料。本實用新型在本實施例下的點火成功率達(dá)100%。實施例2一種新型實驗用點火測溫裝置，包括點火絲14、點火電源5、點火臺7，所述耐高壓、耐高溫的不銹鋼材質(zhì)的點火臺7上設(shè)有聚四氟乙烯絕緣材質(zhì)的第一點火孔15、第二點火孔22、第一測溫孔16和第二測溫孔23。點火臺7中央上方的支架8上放置點火測溫筒 13 ；點火測溫筒13上方放置點火絲14 ；外側(cè)套有托架10、壓簧9、緊固旋片12的第一點火柱11和第二點火柱21固定在點火臺7上，并分別通過點火臺7的第一點火孔15和第二點火孔22與點火電源5連接；點火電源5是由插頭1、斷電保護(hù)器3、接觸式調(diào)壓器2通過導(dǎo)線4連接。點火測溫筒13上開有小孔，并放置有熱電偶18，熱電偶18通過導(dǎo)線經(jīng)點火臺7 的第一測溫孔16和第二測溫孔23與測溫計19連接。在壓強為IMI^a氬氣環(huán)境下，在耐高溫的石英材質(zhì)的點火測溫筒13的筒內(nèi)放置1 % 的聚丙烯酰胺溶液與納米鋁粉的混合物，將高溫下抗氧化性強、發(fā)熱量大的鎳鉻材質(zhì)的點火絲14的引燃處20設(shè)計成W型(如附圖5所示)且點火絲14的直徑為1.0mm，并將點火絲14的兩端固定在導(dǎo)電性好的銅材質(zhì)的第一點火柱11和第二點火柱21上。通過將可連續(xù)調(diào)整電壓的接觸式調(diào)壓器2的輸出電壓調(diào)節(jié)至5V來引燃燃料。同時將熱電偶18插入到點火測溫筒13的小孔中來測量燃料燃燒時的溫度，并通過測溫計19顯示燃燒表面溫度為 1492. 71°C。本實用新型在本實施例下的點火成功率達(dá)100%。實施例3一種新型實驗用點火測溫裝置，包括點火絲14、點火電源5、點火臺7，所述耐高壓、耐高溫的不銹鋼材質(zhì)的點火臺7上設(shè)有聚四氟乙烯絕緣材質(zhì)的第一點火孔15、第二點火孔22、第一測溫孔16和第二測溫孔23。點火臺7中央上方的支架8上放置點火測溫筒 13 ；點火測溫筒13上方放置點火絲14 ；外側(cè)套有托架10、壓簧9、緊固旋片12的第一點火柱11和第二點火柱21固定在點火臺7上，并分別通過點火臺7的第一點火孔15和第二點火孔22與點火電源5連接；點火電源5是由插頭1、斷電保護(hù)器3、接觸式調(diào)壓器2通過導(dǎo)線4連接。點火測溫筒13上開有小孔，并放置有熱電偶18，熱電偶18通過導(dǎo)線經(jīng)點火臺7 的第一測溫孔16和第二測溫孔23與測溫計19連接。在壓強為IMI^a氬氣環(huán)境下，在耐高溫的石英材質(zhì)的點火測溫筒13的筒內(nèi)放置納米級鋁粉與水的固液混合物，將高溫下抗氧化性強、發(fā)熱量大的鎳鉻材質(zhì)的點火絲14的引燃處20設(shè)計成螺旋型(如附圖6所示)且點火絲14的直徑為1. 2mm,并將點火絲14的兩端固定在導(dǎo)電性好的銅材質(zhì)的第一點火柱11和第二點火柱21上。通過將可連續(xù)調(diào)整電壓的接觸式調(diào)壓器2的輸出電壓調(diào)節(jié)至5V來引燃燃料。同時將熱電偶18插入到點火測溫筒13的小孔中來測量燃料燃燒時的溫度和燃燒波溫度分布，并通過測溫計19顯示燃燒表面溫度為1553. 64°C。本實用新型在本實施例下的點火成功率達(dá)100%。實施例4一種新型實驗用點火測溫裝置，包括點火絲14、點火電源5、點火臺7，所述耐高壓、耐高溫的不銹鋼材質(zhì)的點火臺7上設(shè)有聚四氟乙烯絕緣材質(zhì)的第一點火孔15、第二點火孔22、第一測溫孔16和第二測溫孔23。點火臺7中央上方的支架8上放置點火測溫筒 13 ；點火測溫筒13上方放置點火絲14 ；外側(cè)套有托架10、壓簧9、緊固旋片12的第一點火柱11和第二點火柱21固定在點火臺7上，并分別通過點火臺7的第一點火孔15和第二點火孔22與點火電源5連接；點火電源5是由插頭1、斷電保護(hù)器3、接觸式調(diào)壓器2通過導(dǎo)線4連接。點火測溫筒13上開有小孔，并放置有熱電偶18，熱電偶18通過導(dǎo)線經(jīng)點火臺7 的第一測溫孔16和第二測溫孔23與測溫計19連接。在壓強為IMI^a氬氣環(huán)境下，在耐高溫的石英材質(zhì)的點火測溫筒13的筒內(nèi)放置3% 的聚丙烯酰胺溶液與納米鋁粉的混合物，將高溫下抗氧化性強、發(fā)熱量大的鎳鉻材質(zhì)的點火絲14的引燃處20設(shè)計成W型(如附圖5所示)且點火絲14的直徑為1. Omm,并將點火絲14的兩端固定在導(dǎo)電性好的銅材質(zhì)的第一點火柱11和第二點火柱21上。通過將可連續(xù)調(diào)整電壓的接觸式調(diào)壓器2的輸出電壓調(diào)節(jié)至6V來引燃燃料。同時將熱電偶18插入到點火測溫筒13的小孔中來測量燃料燃燒時的溫度，并通過測溫計19顯示燃燒表面溫度為 1684. 01°C。本實用新型在本實施例下的點火成功率達(dá)100%。
權(quán)利要求1.一種新型實驗用點火測溫裝置，包括點火絲(14)、點火電源(5)、點火臺(7)，其特征在于點火臺(7)上設(shè)置有第一點火孔(1 和第二點火孔(22)，點火臺(7)上方設(shè)置有第一點火柱(11)和第二點火柱；點火臺(7)中央上方的支架(8)上設(shè)置有點火測溫筒(1 ；點火測溫筒(1 上方設(shè)置有點火絲(14)；點火絲(14)兩端固定在外側(cè)套有托架 (10)、壓簧(9)、緊固旋片(12)的第一點火柱(11)和第二點火柱(21)上；第一點火柱(11) 通過點火臺(7)的第一點火孔(15)與點火電源(5)連接，第二點火柱(21)通過點火臺(7) 的第二點火孔02)與點火電源(5)連接；點火電源(5)是由插頭(1)、斷電保護(hù)器(3)、接觸式調(diào)壓器( 通過導(dǎo)線(4)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型實驗用點火測溫裝置，其特征在于點火臺(7)上設(shè)置有第一測溫孔(16)和第二測溫孔(23)，點火測溫筒(1 上開有小孔，并設(shè)置有熱電偶(18)，熱電偶(18)通過導(dǎo)線經(jīng)點火臺(7)的第一測溫孔(16)和第二測溫孔(23)與測溫計(19)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型實驗用點火測溫裝置，其特征在于點火測溫筒 (13)選用石英耐火材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型實驗用點火測溫裝置，其特征在于點火臺(7)的第一點火孔(15)、第二點火孔(22)、第一測溫孔(16)和第二測溫孔03)是由聚四氟乙烯絕緣塑料制成，點火臺(7)選用不銹鋼材質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型實驗用點火測溫裝置，其特征在于點火絲(14)選用鎳鉻材質(zhì)，點火絲(14)的直徑規(guī)格為0. 3 3. Omm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的新型實驗用點火測溫裝置，其特征在于引燃處OO)設(shè)計成V型結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的新型實驗用點火測溫裝置，其特征在于引燃處OO)設(shè)計成W型結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的新型實驗用點火測溫裝置，其特征在于引燃處OO)設(shè)計成螺旋型結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型實驗用點火測溫裝置，其特征在于接觸式調(diào)壓器(2) 產(chǎn)生的輸出電壓為O 250V。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型實驗用點火測溫裝置，其特征在于第一點火柱(11)、 第二點火柱(21)、支架(8)選用銅材質(zhì)。點火絲(14)的 點火絲(14)的 點火絲(14)的
專利摘要本實用新型公開了一種新型實驗用點火測溫裝置，旨在提供一種僅借助于點火絲產(chǎn)生的熱量來引燃燃料的點火裝置。本實用新型包括點火絲、點火電源、點火臺，所述點火臺上設(shè)有第一點火孔、第二點火孔、第一測溫孔和第二測溫孔。點火臺中央上方的支架上放置有點火測溫筒，點火測溫筒上開有小孔并設(shè)置有熱電偶，熱電偶通過導(dǎo)線經(jīng)點火臺的第一測溫孔和第二測溫孔與測溫計連接。點火測溫筒上方放置點火絲，點火絲兩端固定在外側(cè)套有托架、壓簧、緊固旋片的第一點火柱和第二點火柱上。第一點火柱和第二點火柱固定在點火臺上，并分別通過點火臺的第一點火孔和第二點火孔與點火電源連接，點火電源是由插頭、斷電保護(hù)器、接觸式調(diào)壓器通過導(dǎo)線連接。本實用新型的主要用途是實驗室中燃料的點火和燃料燃燒時的溫度測量。
文檔編號F23Q7/00GK202118945SQ20112013262
公開日2012年1月18日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者匡政, 孫華建, 孫運蘭, 朱寶忠, 李朝祥 申請人:安徽工業(yè)大學(xué)