[发明专利]一种用于固态颗粒物荷电的线筒式单极荷电装置

说明书

本发明提出一种用于固态颗粒物荷电的线筒式单极荷电装置，该装置的不锈钢圆筒的直径小于开孔石英管的直径，二者通过一号异径接头同轴连接，开孔石英管的直径小于接地外壳的直径，二者通过二号异径接头同轴连接；开孔橡胶塞插入开孔石英管的管壁，石英套管贯穿开孔橡胶塞插入开孔石英管内部，金属棒包括长边和短边，长边和短边互相垂直呈“L”形，金属棒的长边位于开孔石英管和接地外壳的轴线处，金属棒的短边向上穿出石英套管。解决现有技术中的线筒式荷电装置因绝缘材料失效等原因所产生的爬电和局部击穿等现象，提供了一种用于固态颗粒物荷电的线筒式单极荷电装置，保证了各部件之间的绝缘性，大大降低了实验过程中的安全隐患。

技术领域

本发明公开了一种用于固态颗粒物荷电的线筒式单极荷电装置，属于航空发动机技术领域。

背景技术

在一些特定的运行工况下，航空发动机处于富油燃烧状态，不可避免地产生一些碳烟颗粒，因不完全燃烧而产生的大量的碳烟颗粒会沉积在发动机喷油嘴的表面，影响燃油的雾化与燃烧效果，严重时会导致喷嘴堵塞，造成空中停车事故。积碳类故障的危害巨大，而现有的积碳抑制手段都或多或少地影响发动机的工作性能，且无法彻底地消除积碳，因此如何在保证发动机正常工作的条件下，抑制积碳类故障的发生，成了航空发动机关键瓶颈问题之一。

利用连续可调的静电场清除积碳具有巨大的优势以及潜力，一方面电场能够对带电物体产生力的作用，从而使其做定向运动，另一方面静电场可以通过电晕放电的方式使原本不带电的细小颗粒物带上一定量的电荷(此过程被称为荷电)，由此可知，在航空发动机喷嘴处引入特定形式的电场可以实现使碳烟颗粒定向远离的目的，有效地防止了碳烟在喷嘴处的沉积，并从根本上使积碳类问题得以解决。目前对于这方面的研究尚处于起步阶段，为了能够顺利地完成对颗粒物的荷电特性以及带电颗粒的运动规律等相关问题的研究，诚需一种能承受较大放电电压的固态颗粒物荷电装置。

在众多荷电装置中，线筒式荷电装置产生的电场较为均匀，且放电稳定，因而得到了较为广泛的应用，传统的线筒式荷电装置是通过事先在筒状接地外壳的侧壁面某处开出特定尺寸的圆孔，将用于放电的电晕电极由侧壁上的圆孔插入装置中的方式构造出了能够产生电晕放电的线筒式电极，尽管采用了陶瓷或刚玉等绝缘材料对电晕电极与接地外壳之间进行了绝缘处理，但这样的结构不可避免地会使实验装置因绝缘材料失效等原因产生爬电现象，严重时也可导致放电极与接地极在连接处局部击穿而使装置失效，这一系列问题极大地限制了线筒式荷电装置所能承受的最高放电电压，同时也给使用者带来了一定的安全隐患，此外颗粒物在实验装置内的沉积对后续的实验精度也存在不利影响。

发明内容

本发明目的是为解决现有技术中的线筒式荷电装置因绝缘材料失效等原因所产生的爬电和局部击穿等现象，提供了一种用于固态颗粒物荷电的线筒式单极荷电装置，保证了各部件之间的绝缘性，大大降低了实验过程中的安全隐患。

本发明为达此目的，采用以下技术方案：一种用于固态颗粒物荷电的线筒式单极荷电装置包括不锈钢圆筒、一号异径接头、开孔石英管、开孔橡胶塞、石英套管、金属棒、二号异径接头和接地外壳；所述不锈钢圆筒的直径小于开孔石英管的直径，二者通过一号异径接头同轴连接，所述开孔石英管的直径小于接地外壳的直径，二者通过二号异径接头同轴连接；所述开孔石英管的管壁一侧设置有通孔一，所述开孔橡胶塞插入通孔一，所述开孔橡胶塞设置有通孔二，所述石英套管贯穿通孔二插入开孔石英管内部，所述金属棒包括长边和短边，所述长边和短边互相垂直呈“L”形，所述金属棒的长边位于开孔石英管和接地外壳的轴线处，所述金属棒的短边向上穿出石英套管。

优选地，所述金属棒作为电晕电极，所述金属棒的短边作为导电端与高压电源的放电极相连，用于传导放电电压，所述金属棒的长边作为放电端与接地外壳构成线筒式电极，通过电晕放电对进入接地外壳中的固态颗粒物进行荷电处理。

优选地，所述石英套管的长度小于金属棒的短边，二者的底部对齐，并在金属棒的短边顶部预留出多余的金属棒用于连接导线。

优选地，所述金属棒的短边与石英套管通过在之间的空隙中填充耐高温粘合剂固定连接。