[發明專利]一種用于葉輪機械故障模擬及監測的實驗裝置

在審

• 申請號: 201911132969.3
• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN110700901A
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 張繼旺;丁克勤;陳光
• 申請（專利權）人: 中國特種設備檢測研究院
• 主分類號: F01D21/00
• 分類號: F01D21/00;F04D27/00
• 代理公司: 11457 北京律譜知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 李硯明

1.一種用于葉輪機械故障模擬及監測的實驗裝置，其特征在于：包括壓縮機(18)、儲氣罐(17)、氣流激振裝置、葉輪(8)、齒輪箱(4)、第一電機(1)以及實驗臺底座(19)，所述壓縮機(18)通過管道與儲氣罐(17)連接，所述氣流激振裝置包括紊流模擬裝置(10)、第二電機(13)、傳動連接件(12)、旋轉接頭(15)和氣體輸送管(5)，所述氣體輸送管(5)通過支撐軸承(11)可轉動的安裝于實驗臺底座(19)上，所述氣體輸送管(5)的一端與紊流模擬裝置(10)固定連接，另一端通過旋轉接頭(15)與儲氣罐(17)連接，所述儲氣罐(17)與旋轉接頭(15)之間還設置有壓力調節閥(16)，所述傳動連接件(12)固定安裝于氣體輸送管(5)上，所述第二電機(13)固定安裝于實驗臺底座(19)上且第二電機(13)與傳動連接件(12)傳動連接；所述第一電機(1)與齒輪箱(4)的一端連接，所述齒輪箱(4)的另一端與葉輪(8)連接，所述葉輪(8)正對于紊流模擬裝置(10)，所述紊流模擬裝置(10)為葉輪(8)提供不同的紊流環境。

2.根據權利要求1所述的一種用于葉輪機械故障模擬及監測的實驗裝置，其特征在于：所述紊流模擬裝置(10)包括第一殼體(101)和第二殼體(102)，所述第一殼體(101)的一端向外部凸起形成外部氣腔(105)，另一端正對于葉輪(8)形成出風口(109)；所述第二殼體(102)包圍第一殼體(101)的凸起部(103)形成內部氣腔(104)，所述第二殼體(102)的一端與第一殼體(101)固定連接，另一端形成入風口(108)且與氣體輸送管(5)固定連接；所述內部氣腔(104)與外部氣腔(105)之間安裝有用于連通入風口(108)和外部氣腔(105)的第一格柵(106)，所述第一殼體(101)凸起部(103)的外側開設有角度可調的縱向氣孔(1011)，所述第一殼體(101)相對于出風口(109)的一側開設有角度可調的橫向氣孔(1012)，所述橫向氣孔(1012)位于第二殼體(102)與第一殼體(101)的連接部至第一殼體(101)的凸起部(103)之間。

3.根據權利要求1所述的一種用于葉輪機械故障模擬及監測的實驗裝置，其特征在于：所述葉輪(8)的外部安裝有葉輪護罩(9)，所述葉輪護罩(9)與實驗臺底座(19)固定連接且葉輪護罩(9)與紊流模擬裝置(10)可轉動地連接，所述葉輪護罩(9)的外側沿周向開設有若干個均勻分布的傳感器安裝孔(901)，所述傳感器安裝孔(901)內安裝有用于監測葉片振動的光纖傳感器(7)。

4.根據權利要求3所述的一種用于葉輪機械故障模擬及監測的實驗裝置，其特征在于：所述葉輪護罩(9)上開設有觀察孔(902)，所述觀察孔(902)內安裝有透明玻璃。

5.根據權利要求1所述的一種用于葉輪機械故障模擬及監測的實驗裝置，其特征在于：所述齒輪箱(4)包括齒輪箱外殼(403)、第一斜齒輪(404)、第二斜齒輪(405)、齒輪箱輸入軸(401)和齒輪箱輸出軸(402)，所述第一斜齒輪(404)與第二斜齒輪(405)嚙合且位于齒輪箱外殼(403)內，所述齒輪箱輸入軸(401)的一端與第一斜齒輪(404)連接，另一端通過聯軸器(2)與第一電機(1)連接，所述齒輪箱輸出軸(402)與葉輪(8)傳動連接。

6.根據權利要求5所述的一種用于葉輪機械故障模擬及監測的實驗裝置，其特征在于：所述齒輪箱輸入軸(401)與齒輪箱輸出軸(402)上分別安裝有滾動軸承，所述齒輪箱外殼(403)上還安裝有振動加速度傳感器(3)和轉速傳感器(6)，所述振動加速度傳感器(3)靠近滾動軸承，用于監測滾動軸承的振動信號，所述轉速傳感器(6)靠近齒輪箱輸出軸(402)，用于監測齒輪箱輸出軸(402)的轉動信號。

7.根據權利要求1所述的一種用于葉輪機械故障模擬及監測的實驗裝置，其特征在于：所述葉輪(8)包括葉片(802)和葉輪輪盤(801)，葉片(802)圓周的安裝于葉輪輪盤(801)上，所述葉輪輪盤(801)與齒輪箱輸出軸(402)連接，所述葉片(802)形線根據被模擬的葉輪機葉片模化而來。