[发明专利]一种用于水洞实验的通气超空泡航行体旋转实验装置

权利要求书

1.一种用于水洞实验的通气超空泡航行体旋转实验装置，其特征在于，包括密封套(3)、传动机构、集成式机械密封(18)、静轴(5)、通气管(11)、套筒(6)和支撑组件；所述密封套(3)内为多级阶梯状空腔，且空腔轴线与密封套(3)轴线重合，密封套(3)一端与航行体简化模型螺纹固连，另一端与集成式机械密封(18)螺纹连接；集成式机械密封(18)整体为两端开口的空腔柱状体，静轴(5)为两端开口的空腔柱状体且外壁为二级阶梯状；静轴(5)小径端外壁穿过集成式机械密封(18)的轴套密封圈(18-6)与其内壁螺纹连接，大径端与套筒(6)一端固连，套筒(6)另一端与支撑组件连接；密封套(3)、集成式机械密封(18)、静轴(5)和套筒(6)依次连接后的轴线相互重合；通气管(11)从水洞外部进入后，依次穿过支撑组件、套筒(6)与静轴(5)大径端上的气密接头(15)连接；外部控制系统控制转动机构转动，使得集成式机械密封(18)的动环(18-9)与静环(18-10)绕自身轴线相对转动，动环(18-9)带动密封套(3)轴线转动，密封套(3)带动外部航行体简化模型转动，使得外部空化器随外部航行体简化模型一起沿外部航行体简化模型的轴线转动，待达到设定转速后，由外部气源通过通气管(11)向航行体头部空化器(1)通气，气体进入空化器后的绕流低压区形成通气超空泡。

2.如权利要求1所述的一种用于水洞实验的通气超空泡航行体旋转实验装置，其特征在于，所述集成式机械密封(18)包括动环(18-9)、静环(18-10)、弹簧(18-4)、摩擦副(18-3)、挡环(18-5)及密封件；动环(18-9)外壁呈多级台阶状，其上包括四个沿周向均布的螺纹孔(18-1)用于与从动轮4上孔固连，一个密封槽用于安装压盖密封圈(18-2)，动环(18-9)末端还车有一段外螺纹用于与密封套3固连，动环(18-9)内部为台阶结构用于摩擦副(18-3)的安装和定位；静环(18-10)穿过动环(18-9)和摩擦副(18-3)的内部空腔，其外部呈圆柱状，内部为台阶形空腔结构，台阶处用于安装轴套密封圈(18-6)，静轴(5)穿过静环(18-10)的空腔与轴套密封圈配合最后与静环末端固连；摩擦副(18-3)外壁呈台阶状用于安装静环密封圈(18-8)，内部呈阶梯台阶状空腔结构台阶处用于安装动环密封圈(18-7)；弹簧(18-4)和挡环(18-5)沿静环(18-10)轴线依次套在静环(18-10)末端对摩擦副(18-3)起到一个减震作用。

3.如权利要求1或2所述的一种用于水洞实验的通气超空泡航行体旋转实验装置，其特征在于，所述转动机构包括伺服电机箱(14)、安装架(13)、主动轮(16)和从动轮(4)；所述伺服电机箱(14)通过安装架(13)安装在套筒(6)的筒壁上，伺服电机箱(14)内装有伺服电机，伺服电机输出轴上套有主动轮(16)，主动轮(16)与从动轮(4)相互啮合，从动轮端面上均布的四个通孔与动环(18-9)上均布的四个螺纹孔配合，通过螺栓固连。

4.如权利要求1所述的一种用于水洞实验的通气超空泡航行体旋转实验装置，其特征在于，所述支撑组件包括夹具(9)、水洞盖板(10)、支撑杆(8)和尾支撑座(12)；尾支撑座(12)与套筒(6)未和静轴连接的一端固连，且尾支撑座(12)内设有盲腔；支撑杆(8)一端与尾支撑座(12)内的盲腔内壁螺纹连接，其轴线与尾支撑座(12)轴线相互垂直，支撑杆(8)另一端套有水洞盖板(10)，水洞盖板(10)上方设有夹具(9)，夹具(9)用于固定支撑杆(8)，进而将整个实验模型固定在水洞中。

5.如权利要求1所述的一种用于水洞实验的通气超空泡航行体旋转实验装置，其特征在于，所述密封套(3)本体呈圆台状，其内部为多级台阶形空腔结构，其大径端空腔内壁车有内螺纹用于与集成式机械密封(18)的动环(18-9)的外螺纹配合固连；小径端空腔内壁车有螺纹用于与航行体简化模型尾部外螺纹配合固连；大径端空腔与小径端空腔间有一段空腔用于沟通二者以实现对航行体头部的通气。

6.如权利要求1所述的一种用于水洞实验的通气超空泡航行体旋转实验装置，其特征在于，所述套筒(6)本体为圆柱形空腔结构，其空腔内部两端均车有内螺纹一端用于与尾支撑座(12)固连，一端用于与静轴(5)固连；在套筒(6)左右侧面对称开有两个螺纹孔用于安装电机箱安装架(13)；在套筒(6)上下两个侧面对称铣有两个平台可避免伺服电机箱(14)安装时与圆柱面干涉，平台上的两个槽方便伺服电机箱的控制线路藏在套筒(6)空腔内以不受水洞流体影响。