[发明专利]适用于高速旋转机匣的模拟实验器装置

说明书

本发明提供了一种适用于高速旋转机匣的模拟实验器装置，包括：圆盘部件101、电机部件、上固定支架部件106、圆盘轴部件107、安装台部件108、下固定支架部件109、电机部件及测试段部件；所述圆盘轴部件107贯穿圆盘部件101、安装台部件108及上固定支架部件106；所述电机部件与下固定支架部件109相连接；所述圆盘轴部件107下端与电机部件相连；所述测试段部件设置于圆盘部件101与安装台部件108之间；所述测试段部件包括：转子叶片部件102、转子叶片安装板部件111、转子叶片调整板部件112、转子叶片支撑柱113、转子叶片安装底板114及进气道部件103。本发明中适用于各类高速旋转机械转子叶片，具有广泛应用前景。

技术领域

本发明涉及热分析及冷却效应的实验研究领域，具体地，涉及一种适用于高速旋转机匣的模拟实验器装置，尤其涉及一种可视化高速旋转机匣模拟实验器。

背景技术

高速旋转机械的相关旋转实验器分两大类：1、实际转子叶片高速旋转。此类试验器耗资巨大(千万及亿元级别)，运行成本极高，技术维护难度大，只能做整机性能测试，实际可测数据量相当有限，不能实现完全光学可视化。2、叶片不转，转动履带模拟机匣旋转。此类试验器为当前常规做法，但只能在低速条件下使用。已有高速旋转研究中的试验器虽然可以模拟实际运行工况，但造价昂贵(高速全尺寸旋转转子风扇及压气机造价至少在千万级)。更重要的是只能做整机性能测试，测试叶片于机匣间的气动换热特性难度极高。目前国际上公开有测试结果的试验器仅仅局限于低速。而大转盘设计能准确模拟机匣与转子叶片在实际操作工况下的极高速旋转效应，并有效实现光学可视化测试，填补这一块试验器测试技术空白。大幅节省成本，在高速旋转机械行业具有极大的应用空间。

专利文献CN109655097A公开了一种旋转环境中多稳态能量俘获试验装置，其包括：试验装置台架、运动组件、俘能器、信号采集与传输组件、控制组件和辅助组件。整体工作原理图如图1所示。采用伺服电机作为旋转运动的驱动动力源，电机输出端通过联轴器与转动轴连接，转动轴通过中间法兰设计与旋转平面连接，为旋转平面提供动力，实现了试验装置不同转速的运动。同时上部旋转部件通过连接板与振动台连接，振动台提供不同外界激励。该发明装置可以设定不同转速的旋转运动，以及不同形式的外界激励，模拟旋转环境中不同激励工况，以研究多稳态俘能器在不同工况下能量俘获特性及其动力学性能分析。该专利并不能很好地适用于适用于高速旋转机匣的模拟实验中。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于高速旋转机匣的模拟实验器装置。

根据本发明提供的一种适用于高速旋转机匣的模拟实验器装置，包括：圆盘部件101、电机部件、上固定支架部件106、圆盘轴部件107、安装台部件108、下固定支架部件109、电机部件及测试段部件；所述圆盘轴部件107贯穿圆盘部件101、安装台部件108及上固定支架部件106；所述下固定支架部件109与安装台部件108相连；所述电机部件与下固定支架部件109相连接；所述圆盘轴部件107下端与电机部件相连；所述测试段部件设置于圆盘部件101与安装台部件108之间；测试段部件设置于圆盘部件101下表面正下方，且与圆盘部件101下表面保持设定距离；从而模拟实际发动机机匣与转子之间的间隙，进而产生叶尖泄漏流。一方面，在静止状态下，高速旋转机匣实验器可以实现常规非旋转实验器的功能；另一方面，当圆盘在电机的驱动下旋转时，圆盘与测试段转子叶片的相对旋转运动，可模拟实际工况高速转子旋转效应；所述测试段部件包括：转子叶片部件102、转子叶片安装板部件111、转子叶片调整板部件112、转子叶片支撑柱113、转子叶片安装底板114及进气道部件103；所述转子叶片部件102与圆盘部件101平行；所述转子叶片安装板部件111、转子叶片调整板部件112、转子叶片支撑柱113、转子叶片安装底板114、进气道部件103与转子叶片部件102相连。

优选地，所述电机部件包括：电机轴部件104、电机部件105、电机固定板部件117；所述电机固定板部件117与下固定支架部件109相连接；所述电机轴部件104贯穿电机固定板部件117；所述电机轴部件104与电机部件105相连。