[发明专利]一种分离传动式紧凑式循环水洞

说明书

一种分离传动式紧凑式循环水洞，包括回流段、实验段、多翼水泵、传动装置和电机；回流段为凹字形，回流段的顶部对称开设有两个开口，两个开口之间设置实验段，一侧的开口内设置有多翼水泵；电机设置在回流段外侧，且通过传动装置和多翼水泵连接；电机和多翼水泵为无接触密封传动。本发明为一体结构，占地面积小；磁传动装置的加入裁剪掉动密封模块，运用磁传动装置将水泵叶片和电机完全分离，杜绝了动密封部件的泄露风险，触电风险和相应的能量损失。

技术领域

本发明属于实验室水洞技术领域，特别涉及一种分离传动式紧凑式循环水洞。

背景技术

水洞是一种重要的实验设备，被广泛应用于各项研究中。水洞分为重力式水洞和循环水洞，其中循环水洞可以提供流速更大的水流，然而此类水洞的占地面积较大，实验段截流面积较小。动力装置水泵需要动密封部件，不但产生额外的制造成本，也会增加泄露风险。传统轴流水泵形成的水流截流形状为圆形，而实验段需要的截流形状为矩形，需要额外的整流装置，并会影响流场质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分离传动式紧凑式循环水洞，以解决现有技术占地面积大，制造成本高，密封性能差，以及和实验截流形状不匹配的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种分离传动式紧凑式循环水洞，包括回流段、实验段、多翼水泵、传动装置和电机；回流段为凹字形，回流段的顶部对称开设有两个开口，两个开口之间设置实验段，一侧的开口内设置有多翼水泵；电机设置在回流段外侧，且通过传动装置和多翼水泵连接；电机和多翼水泵为无接触密封传动。

进一步的，传动装置为轴向磁联轴器，轴向磁联轴器的一端和电机输出端连接，另一端和多翼水泵同轴连接。

进一步的，轴向磁联轴器分为内侧磁力联轴器和外侧磁力联轴器，内侧磁力联轴器设置在电机输出端上，外侧磁力联轴器设置在多翼水泵端部。

进一步的，轴向磁联轴器包括联轴器外壳和永磁体；永磁体以中心对称交错镶嵌于联轴器外壳中，相邻的永磁体极性相反。

进一步的，回流段外侧固定设置有电机外壳，电机设置在电机外壳内。

进一步的，多翼水泵通过支撑轴承装置安装于回流段一侧的开口内。

进一步的，多翼水泵包括轮机上端板、圆弧叶片和轮机下端板；若干圆弧叶片以中心对称的方式垂直设置在轮机上端板和轮机下端板之间；D₁为圆弧叶片安装外径，D₂为圆弧叶片安装内径，α为圆弧叶片曲线弦线与轮机上端板和圆弧叶片中心同心圆的夹角；圆弧叶片与轮机上端板和轮机下端板的安装关系为1.1D₁/D₂2，30°α120°，4叶片数量20。

进一步的，回流段另一侧开口内等间距设置有若干层圆弧形导流叶片，圆弧形导流叶片一端位于回流段底部，另一端位于回流段另一侧开口处。

进一步的，实验段中间直径小于两端直径。

与现有技术相比，本发明有以下技术效果：

本发明为一体结构，占地面积小；磁传动装置的加入裁剪掉动密封模块，运用磁传动装置将水泵叶片和电机完全分离，杜绝了动密封部件的泄露风险，触电风险和相应的能量损失；

本发明设计了一种由多个以中心对称安装的圆弧叶片组成的水泵。水泵整体是一个圆柱体，出水口截面形状是矩形。相比轴流水泵圆形的出水口，新型水泵不需要过多的导流装置、扩流装置和转折装置就可以形成最终所需的矩形出水口，不但提升了流场质量，而且减少了局部损失的产生，并相应减少了由局部损失而产生的能量浪费和噪音。

附图说明

图1一种分离传动式紧凑式循环水洞的轴测图

图2一种分离传动式紧凑式循环水洞的主视图