[发明专利]一种水洞实验用水翼叶顶间隙和攻角调节系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种水洞实验用水翼叶顶间隙和攻角调节系统，属于水利水电工程、海洋船舶工程技术领域。

背景技术

翼型是水力机械结构的基本单元，绕水翼流动的研究工作对于水力机械内部流动机理研究，优化设计具有重要意义。

在螺旋桨、涡轮泵、水轮机启停机、飞逸、增减负荷等瞬态过程中，暂态过程瞬变流动会使升力面的有效攻角发生改变，其内部流动和设计工况下具有显著不同。因此，了解物体在不同攻角下的非设计工况下水动力载荷和振动的变化，对了解水力机械瞬态过程流动机理及动力特性，提高水力性能有着重要的意义。同时，水翼叶顶间隙在水力机械研究中具有重要意义。在导管螺旋桨、涡轮机、轴流泵内部流动中，叶顶间隙附近的压力降低会引起空化现象的发生，从而导致噪音、空蚀、振动以及性能下降等危害。在轴流泵中，轮缘与转轮室之间不可避免地存在叶顶(轮缘)间隙，叶顶泄漏流动诱导的空化结构会对主流场结构产生巨大影响，从而会显著降低水力性能，情况严重时，间隙空化带将诱导机组产生异常振动和噪声，严重威胁轴流泵机组长期安全稳定运行。

现阶段，国内外已初步形成的相关实验研究大多是在水力机械实验系统中进行，水翼叶顶间隙和攻角调节装置相互独立，结构复杂，操作不便，实验成本较高。

发明内容

本发明目的是为解决现有水翼叶顶间隙和攻角调节装置相互独立、结构复杂、实验成本高的问题，提供一种水洞实验用水翼叶顶间隙和攻角调节系统，可实现水翼攻角和叶顶间隙的定量调节。

本发明目的通过下述技术方案实现：

一种水洞实验用水翼叶顶间隙和攻角调节系统，由水洞观察段、固定板、定位螺母、支撑杆、定位块、水翼连接杆、攻角调节螺母以及弹性密封结构组成。

所述水洞观察段包含透明观察面和固定面，固定面中心位置有凸台，凸台上开有通孔，用于水翼连接杆穿过；

所述固定板中心部开有通孔，用于支撑杆穿过；

所述支撑杆表面有螺纹，与定位螺母配合；

所述定位块两端部各开有一个通孔，用于支撑杆穿过；

所述定位块中心部开有一个通孔，用于水翼连接杆穿过；

所述水翼连接杆一端表面有螺纹，用于与攻角调节螺母配合；

所述水翼连接杆一端表面光滑，用于穿过水洞观察段固定面中心位置凸台通孔；

优选的，系统还包括垫片，用于与螺母配合使用，以增加紧固性。

优选的，弹性密封结构为橡胶密封套。

连接关系：2块固定板间隔一定距离固定于水洞观察段上；2根支撑杆分别垂直固定于2块固定板上；2根支撑杆穿过定位块两端部通孔通过定位螺母进行定位；水翼连接杆光滑端穿过水洞观察段固定面中心位置凸台通孔与水翼连接，通过弹性密封结构与水洞观察段固定面中心位置凸台密封；螺纹端穿过定位块中心部通孔通过2个攻角调节螺母固定在定位块上。

优选的，固定板两端部采用铆接或焊接方式固定在水洞观测段固定面上。

优选的，支撑杆通过2个定位螺母紧压固定于固定板上。

工作过程：通过转动水翼连接杆调节水翼攻角；通过控制攻角调节螺母的转动角度实现水翼攻角的定量调节。通过同步转动两个支撑杆上的定位螺母实现定位块沿水翼连接杆轴向的线性运动，带动水翼连接杆沿轴向线性运动，从而调节叶顶间隙；通过控制定位螺母的旋转角度实现叶顶间隙的定量调节。

有益效果

1.本发明的一种水洞实验用水翼叶顶间隙和攻角调节系统，实验装置结构简单、紧凑，易于拆卸和移动，保证高效、快捷地完成实验并获取实验数据；同时密封装置简便可靠，有效避免因为水洞实验段渗水而导致水洞实验性能降低，满足水洞实验要求；

2.本发明的一种水洞实验用水翼叶顶间隙和攻角调节系统无机械活动件，造价低廉，适于水洞实验等小型实验研究；

3.本发明的一种水洞实验用水翼叶顶间隙和攻角调节系统可以通过加装附属设备，如应变片等，拓展实验应用领域，为进一步研究水翼的动力特性提供可靠的分析实验数据。

附图说明

图1是本发明水翼叶顶间隙和攻角调节系统三维结构示意图；

图2是本发明固定板主视图；

图3是本发明支撑杆主视图；

图4是本发明水翼连接杆主视图；

图5是本发明定位块主视图；

图6是本发明水翼叶顶间隙和攻角调节系统装配示意图。

附图标记：1—水洞观察段，2—铆钉，3—固定板，4—定位螺母，5—支撑杆，6—定位块，7—水翼连接杆，8—攻角调节螺母。

具体实施方式