基于仿生的水下射流表面減阻測試裝置制造方法及圖紙

基于仿生的水下射流表面減阻測試裝置，包括射流部件、動力輸入組件、配水組件、移動組件、磁流體密封組件和信號處理組件，動力輸入組件的電機通過第一聯軸器與射流部件的輸入軸相連，射流部件的輸出軸通過第二聯軸器與信號處理組件的扭矩信號耦合器相連，信號處理組件、射流部件都安裝在移動組件上；配水組件的進水管與射流部件的入水口管道連接，配水組件的出水管與射流部件的出水口管道連通；所述的射流部件通過軸向密封組件密封。本發明專利技術的有益效果是：實現射流表面減阻效果測試以及對非光滑表面結構減阻效果測試，在做射流表面結構減阻效果評估時，試驗樣件可以加工出不同孔徑形狀、孔徑大小、排布方式、傾斜角度的射流孔結構。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種基于仿生的水下射流表面減阻測試裝置。
技術介紹
目前國內外的減阻技術的研究成果主要有溝槽減阻法、柔壁法、氣泡法、壁面振動減阻法、涂層減阻法、高聚物添加劑減阻法、聯合減阻及仿生射流表面減阻等。針對減阻的巨大意義，國內外都致力于發展高效、環保的減阻技術，而仿生射流表面減阻技術一直是國內外研究的熱點問題之一。其減阻效果明顯，工作過程環保無污染。針對多種多樣的減阻方法，需要有一種測試裝置對該方法下的樣件表面摩擦阻力進行測試，以便評估該方法的減阻效果，繼而比較減阻性能的優劣。傳統的對流體摩擦阻力的測試的試驗裝置大多數采用水洞，風洞，水池等實驗設備，采用上述試驗技術手段不僅體積大、成本高，并且對試驗環境要求較高并且需要耗費大量的費用，從而在諸多方面都將受到一定的局限和制約。因此，使用試驗的方法對仿生射流表面技術進行定量的研究就顯得比較重要。所以仿生射流減阻測試試驗平臺的設計應滿足以下3點設計要求。(1)仿生射流減阻測試試驗平臺應具有體積小，結構簡單、成本低，試驗能力強的特點，通過不同的試驗樣件既能做射流表面減阻測試試驗又能做非光滑表面減阻測試試驗。安裝在仿生射流減阻測試試驗平臺負載上的試驗樣件部分要能根據試驗的需要隨時更換，且拆卸方便。(2)仿生射流減阻測試試驗平臺的數據采集硬件系統要求設計簡單、成本低，便于使用者操作和維護，信號線引出方便，輸出的r>信號直接、準確。數據采集軟件系統的界面要簡潔直觀，能夠完成參數的輸入設置、數據的實時采集、顯示及存儲等功能。(3)系統存在系統誤差和隨機誤差，在試驗之前要對系統進行系統校正，以保證系統保持在合理的誤差范圍內。在試驗中因為很難保持絕對穩定，并且還伴有不可避免的噪聲干擾，所以采集到的數據會有波動，因此應采用有效的數據處理方法以獲得較滿意的數據結果。試驗裝置可以作為射流表面及非光滑表面減阻測試的裝置。當作為射流減阻測試裝置時，采用測量試驗件上的扭矩來測量試驗樣件在射流時所受到的阻力大小。因此，研發設計一臺造價低廉、性能穩定的小型阻力測試裝置對于仿生表面課題的研究具有積極意義。
技術實現思路
本專利技術針對上述的問題，提出了一種提供仿生的水下射流表面的試驗裝置，同時能通過該裝置進行射流表面減阻效果測試以及非光滑表面結構減阻的效果測試，要求試驗裝置結構簡單、操作容易、測試精確的基于仿生的水下射流表面減阻測試裝置。本專利技術所述的基于仿生的水下射流表面減阻測試裝置，其特征在于：包括射流部件、動力輸入組件、配水組件、移動組件、磁流體密封組件和信號處理組件，所述的動力輸入組件的電機通過第一聯軸器與所述的射流部件的輸入軸相連，所述的射流部件的輸出軸通過第二聯軸器與所述的信號處理組件的扭矩信號耦合器相連，所述的信號處理組件、所述的射流部件都安裝在所述的移動組件上；所述的配水組件的進水管與所述的射流部件的入水口管道連接，所述的配水組件的出水管與所述的射流部件的出水口管道連通；所述的射流部件通過磁流體密封組件密封；所述的射流部件包括密封筒組件、外筒組件、內筒組件、輸入軸和輸出軸，所述的密封筒組件、所述的外筒組件和所述的內筒組件依次從外向內同軸排布形成三層的套筒式結構；所述的輸入軸的動力輸入端與所述的動力輸入組件的動力輸出端相連，所述的外筒組件右側裝有磁流體密封組件，并且所述的外筒組件通過相應的磁流體密封組件與所述的密封筒組件密封，所述的內筒組件密封裝在所述的輸入軸穿過密封筒組件的密封筒右端蓋的動力輸出端，并保證所述的內筒組件與所述的輸入軸同步運轉；所述的輸出軸的動力輸入端與所述的外筒組件的外筒左端蓋密封連接，所述的輸出軸的動力輸出端通過第二聯軸器與所述的信號處理組件連接；所述的配水組件包括水槽、離心泵、進水管和出水管，所述的離心泵的進水口通過管路引入所述的水槽內，所述的離心泵的出水口與所述的進水管的進水端相連，所述的進水管的出水端與所述的密封筒組件的入水孔相連，所述的出水管的進水端與密封筒組件的出水孔連通，所述的出水管的出水端引入所述的水槽內，實現測試用水的循環；所述的進水管上設置流量計和壓力表，所述的出水管上設有球閥；所述的移動組件包括底部支架、V型導軌和V型導軌移動平臺，所述的V型導軌水平安裝在所述的支架的上部，所述的V型導軌移動平臺與所述的V型導軌滑動連接，所述的V型導軌移動平臺上安裝所述的信號處理組件，所述的射流部件、所述的動力輸出組件均安裝在所述的底部支架上，并保持所述的信號處理組件、所述的射流部件和所述的動力輸出組件處于同一軸線上；所述的信號處理組件包括扭矩信號耦合器基座、鍵槽板、扭矩信號耦合器和信號處理器，所述的扭矩信號耦合器基座安裝在所述的V型導軌移動平臺上，所述的扭矩信號耦合器基座上部安裝所述的鍵槽板，所述的扭矩信號耦合器的一端通安裝在所述的鍵槽板上，另一端通過第二聯軸器與所述的輸出軸的動力輸出端相連；所述的扭矩信號耦合器的信號輸出端與外部的信號處理器信號連接。所述的密封筒組件包括帶有入水孔的密封筒、密封筒左端蓋和密封筒右端蓋，所述的密封筒左端蓋、密封筒右端蓋分別密封安裝在所述的密封筒的兩端；所述的外筒組件設置在所述的密封筒的內部，所述的外筒組件包括筒形試驗樣件、外筒左端蓋和外筒右端蓋，所述的外筒左端蓋和所述的外筒右端蓋分別密封安裝在所述的試驗樣件的兩端，并且所述的外筒右端蓋外側配有磁流體密封組件，所述的外筒右端蓋通過相應的磁流體密封組件實現外筒右端蓋與密封筒右端蓋圓臺處之間的密封；所述的內筒組件包括內筒、內筒左端蓋和內筒右端蓋，其中所述的內筒左端蓋和所述的內筒右端蓋密封安裝在所述的內筒的兩端，所述的內筒右端蓋與所述的輸入軸的輸出端螺接，保持內筒右端蓋、所述的外筒右端蓋以及所述的密封筒右端蓋同軸。所述的密封筒上壁設有用于排氣的第一螺紋孔，所述的密封筒的下壁設有用于排水的第二螺紋孔，所述的第一螺紋孔和第二螺紋孔均配有相應的密封螺栓；所述的密封筒的入水孔上方焊有用以連接輸水管的螺紋凸臺。所述的磁流體密封組件包括圓環形永久磁鐵、兩塊與永久磁鐵相配合的相同的極靴，每塊極靴內壁或外壁上有齒槽；兩塊極靴、形成相對運動的旋轉件以及極靴與旋轉件之間的間隙構成磁性回路，形成密封在旋轉件上的磁性密封件。所述的輸出軸的外部套接左連接筒，左連接筒的一端通過螺栓與所述的密封筒本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于仿生的水下射流表面減阻測試裝置，其特征在于：包括射流部件、動力輸入組件、配水組件、移動組件、磁流體密封組件和信號處理組件，所述的動力輸入組件的電機通過第一聯軸器與所述的射流部件的輸入軸相連，所述的射流部件的輸出軸通過第二聯軸器與所述的信號處理組件的扭矩信號耦合器相連，所述的信號處理組件、所述的射流部件都安裝在所述的移動組件上；所述的配水組件的進水管與所述的射流部件的入水口管道連接，所述的配水組件的出水管與所述的射流部件的出水口管道連通；所述的射流部件通過磁流體密封組件密封；所述的射流部件包括密封筒組件、外筒組件、內筒組件、輸入軸和輸出軸，所述的密封筒組件、所述的外筒組件和所述的內筒組件依次從外向內同軸排布形成三層的套筒式結構；所述的輸入軸的動力輸入端與所述的動力輸入組件的動力輸出端相連，所述的外筒組件右側裝有磁流體密封組件，并且所述的外筒組件通過相應的磁流體密封組件與所述的密封筒組件密封，所述的內筒組件密封裝在所述的輸入軸穿過密封筒組件的密封筒右端蓋的動力輸出端，并保證所述的內筒組件與所述的輸入軸同步運轉；所述的輸出軸的動力輸入端與所述的外筒組件的外筒左端蓋密封連接，所述的輸出軸的動力輸出端通過第二聯軸器與所述的信號處理組件連接；所述的配水組件包括水槽、離心泵、進水管和出水管，所述的離心泵的進水口通過管路引入所述的水槽內，所述的離心泵的出水口與所述的進水管的進水端相連，所述的進水管的出水端與所述的密封筒組件的入水孔相連，所述的出水管的進水端與密封筒組件的出水孔連通，所述的出水管的出水端引入所述的水槽內，實現測試用水的循環；所述的進水管上設置流量計和壓力表，所述的出水管上設有球閥；所述的移動組件包括底部支架、V型導軌和V型導軌移動平臺，所述的V型導軌水平安裝在所述的支架的上部，所述的V型導軌移動平臺與所述的V型導軌滑動連接，所述的V型導軌移動平臺上安裝所述的信號處理組件，所述的射流部件、所述的動力輸出組件均安裝在所述的底部支架上，并保持所述的信號處理組件、所述的射流部件和所述的動力輸出組件處于同一軸線上；所述的信號處理組件包括扭矩信號耦合器基座、鍵槽板、扭矩信號耦合器和信號處理器，所述的扭矩信號耦合器基座安裝在所述的V型導軌移動平臺上，所述的扭矩信號耦合器基座上部安裝所述的鍵槽板，所述的扭矩信號耦合器的一端通安裝在所述的鍵槽板上，另一端通過第二聯軸器與所述的輸出軸的動力輸出端相連；所述的扭矩信號耦合器的信號輸出端與外部的信號處理器信號連接。...

【技術特征摘要】
1.基于仿生的水下射流表面減阻測試裝置，其特征在于：包括
射流部件、動力輸入組件、配水組件、移動組件、磁流體密封組件和
信號處理組件，所述的動力輸入組件的電機通過第一聯軸器與所述的
射流部件的輸入軸相連，所述的射流部件的輸出軸通過第二聯軸器與
所述的信號處理組件的扭矩信號耦合器相連，所述的信號處理組件、
所述的射流部件都安裝在所述的移動組件上；所述的配水組件的進水
管與所述的射流部件的入水口管道連接，所述的配水組件的出水管與
所述的射流部件的出水口管道連通；所述的射流部件通過磁流體密封
組件密封；
所述的射流部件包括密封筒組件、外筒組件、內筒組件、輸入軸
和輸出軸，所述的密封筒組件、所述的外筒組件和所述的內筒組件依
次從外向內同軸排布形成三層的套筒式結構；所述的輸入軸的動力輸
入端與所述的動力輸入組件的動力輸出端相連，所述的外筒組件右側
裝有磁流體密封組件，并且所述的外筒組件通過相應的磁流體密封組
件與所述的密封筒組件密封，所述的內筒組件密封裝在所述的輸入軸
穿過密封筒組件的密封筒右端蓋的動力輸出端，并保證所述的內筒組
件與所述的輸入軸同步運轉；所述的輸出軸的動力輸入端與所述的外
筒組件的外筒左端蓋密封連接，所述的輸出軸的動力輸出端通過第二
聯軸器與所述的信號處理組件連接；
所述的配水組件包括水槽、離心泵、進水管和出水管，所述的離
心泵的進水口通過管路引入所述的水槽內，所述的離心泵的出水口與
所述的進水管的進水端相連，所述的進水管的出水端與所述的密封筒
組件的入水孔相連，所述的出水管的進水端與密封筒組件的出水孔連

\t通，所述的出水管的出水端引入所述的水槽內，實現測試用水的循環；
所述的進水管上設置流量計和壓力表，所述的出水管上設有球閥；
所述的移動組件包括底部支架、V型導軌和V型導軌移動平臺，
所述的V型導軌水平安裝在所述的支架的上部，所述的V型導軌移
動平臺與所述的V型導軌滑動連接，所述的V型導軌移動平臺上安
裝所述的信號處理組件，所述的射流部件、所述的動力輸出組件均安
裝在所述的底部支架上，并保持所述的信號處理組件、所述的射流部
件和所述的動力輸出組件處于同一軸線上；
所述的信號處理組件包括扭矩信號耦合器基座、鍵槽板、扭矩信
號耦合器和信號處理器，所述的扭矩信號耦合器基座安裝在所述的V
型導軌移動平臺上，所述的扭矩信號耦合器基座上部安裝所述的鍵槽
板，所述的扭矩信號耦合器的一端通安裝在所述的鍵槽板上，另一端
通過第二聯軸器與所述的輸出軸的動力輸出端相連；所述的扭矩信號
耦合器的信號輸出端與外部的信號處理器信號連接。
2.如權利要求1所述的基于仿生的水下射流表面減阻測試裝置，
其特征在于：所述的密封筒組件包括帶有入水孔的密封筒、密封筒左
端蓋和密封筒右端蓋，所述的密封筒左端蓋、密封筒右端蓋分別密封
安裝在所述的密封筒的兩端；所述的外筒組件設置在所述的密封筒的
內部，所述的外筒組件包括筒形試驗樣件、外筒左端蓋和外筒右端蓋，
所述的外筒左端蓋和所述的外筒右端蓋分別密封安裝在所述的試驗
樣件的兩端，并且所述的外筒右端蓋外側配有磁流體密封組件，所述
的外筒右端蓋通過相應的磁流體密封組件實...

【專利技術屬性】
技術研發人員：谷云慶，牟介剛，施鄭贊，范天星，吳登昊，鄭水華，周佩劍，陳真富，吳振興，唐佳新，
申請(專利權)人：浙江工業大學，
類型：發明
國別省市：浙江;33