[發(fā)明專利]一種定子葉輪內(nèi)部流場粒子圖像測速試驗(yàn)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410351180.8
• 申請日: 2014-07-22
• 公開（公告）號: CN104132796A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉春寶;楊化龍;馬文星;葛林杉;張玉博;王文博
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 王立文

1.一種定子葉輪內(nèi)部流場粒子圖像測速試驗(yàn)裝置，由被測模塊、支撐模塊、工作臺運(yùn)動(dòng)模塊、相機(jī)運(yùn)動(dòng)模塊及水循環(huán)模塊組成，其特征在于：

所述的被測模塊固定在具有三自由度的工作臺運(yùn)動(dòng)模塊上，所述的水循環(huán)模塊對被測模塊測試所需的高壓水進(jìn)行循環(huán)，具有兩自由度的相機(jī)運(yùn)動(dòng)模塊設(shè)有兩個(gè)PIV相機(jī)(13)，分別固定在被測模塊兩側(cè)，對被測模塊進(jìn)行流場監(jiān)測；所述的支撐模塊對上述所有模塊進(jìn)行支撐；

所述的被測模塊包括有機(jī)玻璃箱(14)，通過導(dǎo)輪固定裝置(26)固定在有機(jī)玻璃箱(14)內(nèi)部的導(dǎo)輪(29)，以及進(jìn)水管(22)；

所述的導(dǎo)輪(29)的外環(huán)去掉，或者導(dǎo)輪(29)采用透明的材質(zhì)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種定子葉輪內(nèi)部流場粒子圖像測速試驗(yàn)裝置，其特征在于：

所述的被測模塊還包括立柱(28)和橫板(25)；

所述的進(jìn)水管(22)通過立柱(28)和橫板(25)固定在有機(jī)玻璃箱(14)的側(cè)壁上，所述的立柱(28)和橫板(25)之間活性連接，可上下、左右移動(dòng)，進(jìn)而調(diào)節(jié)進(jìn)水管(22)的高度、調(diào)節(jié)進(jìn)水管(22)相對于導(dǎo)輪(29)流道進(jìn)水口的液流沖角；

所述的液流沖角的大小可由立柱(28)上的指針在橫板(25)的坐標(biāo)板上的坐標(biāo)得出。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種定子葉輪內(nèi)部流場粒子圖像測速試驗(yàn)裝置，其特征在于：

所述的工作臺運(yùn)動(dòng)模塊包括轉(zhuǎn)臺氣缸機(jī)構(gòu)(16)和多個(gè)滾珠絲杠機(jī)構(gòu)；

所述的工作臺運(yùn)動(dòng)模塊具有三個(gè)自由度，分別為沿著x軸的平動(dòng)、沿著y軸的平動(dòng)和繞著z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述的繞著z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)由轉(zhuǎn)臺氣缸機(jī)構(gòu)(16)實(shí)現(xiàn)，轉(zhuǎn)臺氣缸機(jī)構(gòu)(16)上設(shè)有可自由旋轉(zhuǎn)的負(fù)載轉(zhuǎn)臺(30)，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)臺氣缸機(jī)構(gòu)(16)側(cè)壁上的螺釘(17)，使轉(zhuǎn)臺氣缸機(jī)構(gòu)(16)中兩齒條在與其相連活塞的往復(fù)推動(dòng)下驅(qū)動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)臺(30)按設(shè)定的角度作擺動(dòng)，從而帶動(dòng)固定在負(fù)載轉(zhuǎn)臺(30)上的被測模塊繞著z軸轉(zhuǎn)動(dòng)；被測模塊中的導(dǎo)輪(29)按照相同的角度和方向作擺動(dòng)，進(jìn)而調(diào)節(jié)導(dǎo)輪(29)進(jìn)口的液流沖角；

所述的沿著x軸的平動(dòng)和沿著y軸的平動(dòng)均由滾珠絲杠機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，其中，沿著x軸的平動(dòng)由固定在工作臺(19)上的轉(zhuǎn)臺氣缸絲杠(5)、轉(zhuǎn)臺氣缸機(jī)構(gòu)(16)底部的滾珠螺母實(shí)現(xiàn)，通過操作工作臺控制面板(20)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)臺氣缸機(jī)構(gòu)(16)沿著轉(zhuǎn)臺氣缸絲杠(5)沿著x軸平動(dòng)；所述的沿著y軸的平動(dòng)由工作臺橫向?qū)к?8).、工作臺橫向絲杠(9)以及工作臺(19)側(cè)面的滾珠螺母實(shí)現(xiàn)，在電機(jī)(21)的控制下工作臺(19)以及被測模塊可沿著y軸平動(dòng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種定子葉輪內(nèi)部流場粒子圖像測速試驗(yàn)裝置，其特征在于：

所述的相機(jī)運(yùn)動(dòng)模塊設(shè)有圓柱導(dǎo)軌(4)以及兩個(gè)PIV相機(jī)(13)，所述的兩個(gè)PIV相機(jī)(13)均具有兩個(gè)自由度，分別為沿著圓柱導(dǎo)軌(4)的上下平動(dòng)以及繞著圓柱導(dǎo)軌(4)的旋轉(zhuǎn)；

所述的沿著圓柱導(dǎo)軌(4)的上下平動(dòng)由圓柱導(dǎo)軌(4)、豎直絲杠(3)、相機(jī)導(dǎo)軌(2)以及步進(jìn)電機(jī)(1)實(shí)現(xiàn)，所述的相機(jī)導(dǎo)軌(2)設(shè)有沿著圓柱導(dǎo)軌(4)滑動(dòng)的光孔和沿著豎直絲杠(3)進(jìn)行滾珠嚙合移動(dòng)的滾珠螺母，通過操作控制面板(6)，步進(jìn)電機(jī)(1)驅(qū)動(dòng)豎直絲杠(3)轉(zhuǎn)動(dòng)，使得相機(jī)導(dǎo)軌(2)帶動(dòng)PIV相機(jī)(13)上下平動(dòng)；

所述的繞著圓柱導(dǎo)軌(4)的旋轉(zhuǎn)是通過圓柱導(dǎo)軌(4)繞著自身中心線作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，進(jìn)而帶動(dòng)相機(jī)導(dǎo)軌(2)以及PIV相機(jī)(13)作圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種定子葉輪內(nèi)部流場粒子圖像測速試驗(yàn)裝置，其特征在于：

所述的相機(jī)運(yùn)動(dòng)模塊還包括萬向支臂(12)；

所述的PIV相機(jī)(13)通過萬向支臂(12)連接在相機(jī)導(dǎo)軌(2)上，可以任何角度進(jìn)行固定，對被測模塊中的導(dǎo)輪(29)進(jìn)行三維流動(dòng)測量。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種定子葉輪內(nèi)部流場粒子圖像測速試驗(yàn)裝置，其特征在于：

所述的水循環(huán)模塊包括設(shè)置在水箱(23)內(nèi)部的水泵(24)、連接在水泵(24)出口的進(jìn)水管(22)以及從有機(jī)玻璃箱(14)回流的出水管(11)，組成一個(gè)封閉的回路；

所述的進(jìn)水管(22)上安裝有流量計(jì)(15)和閥門(18)，其中，閥門(18)改變系統(tǒng)當(dāng)前流量的大小，流量計(jì)(15)測量當(dāng)前系統(tǒng)流量的大小。