CN104406531A - 冷却塔气弹模型风致位移测试装置 - Google Patents

冷却塔气弹模型风致位移测试装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种冷却塔气弹模型风致位移测试装置。在风洞模型试验区底板安装有中心开有圆孔的转盘，转盘支撑在圆柱形转台上，圆柱形转台底面与圆柱形支架上端间为水平转动连接，电机安装在圆柱形支架内，电机轴上的小齿轮与固定在圆柱形转台下的中心大齿轮啮合；圆柱形转台台面安装有电动涡轮丝杆升降机，丝杆顶端安装有圆形平板，圆形平板上均匀安装有八只激光位移传感器，电动涡轮丝杆升降机的电机转轴上安装有位移编码器；圆柱形转台上安装有倒圆台形钢支墩，倒圆台形钢支墩上面安装有冷却塔气弹模型。本发明能调节冷却塔气弹模型激光位移传感器安装位置，并保持冷却塔气弹模型不受激光位移传感器影响，且激光位移传感器自身不受风荷载影响。

Description

冷却塔气弹模型风致位移测试装置
技术领域
本发明涉及试验装置，尤其是涉及风工程测试技术领域的一种冷却塔气弹模型风致位移测试装置。
背景技术
大型冷却塔广泛应用于火电厂、核电站等，一般采用双曲筒形轴对称薄壳空间结构，对风荷载十分敏感，历史上曾出现大型冷却塔风致倒塌的重大事故，因此开展冷却塔结构风荷载研究已成为风工程研究的重要方向。在冷却塔气弹模型风洞试验中，一般是采用激光位移传感器准确测定模型在各个高度各个位置的风致位移响应，在位移测试的过程中必须要做到以下几点：一是激光位移传感器对模型在风场中的风致响应不产生任何影响，二是能够准确并快速调节激光位移传感器的安装位置，三是激光位移传感器本身不受风荷载影响且安装牢固。做到以上几点其实并不容易，目前国内还没有一套专门用于冷却塔气弹模型风致位移测试的装置，试验技术的不足影响了冷却塔结构抗风设计理论的发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冷却塔气弹模型风致位移测试装置，在保证激光位移传感器自身不振动且不影响模型风振的前提下，大大提高传感器安装位置调节的精度和效率，为准确测定冷却塔气弹模型的风致位移响应奠定基础。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 
本发明在风洞模型试验区底板安装有圆形转盘，圆形转盘中心开有圆孔，圆形转盘下部四周通过圆钢管支撑在圆柱形转台的台面上，圆柱形转台底面与圆柱形支架上端间为水平转动连接，电机安装在圆柱形支架内，电机轴上的小齿轮与固定在圆柱形转台下的中心大齿轮啮合，带动圆柱形转台转动。圆柱形支架下端安装在混凝土支墩上，圆柱形转台的台面安装有电动涡轮丝杆升降机，电动涡轮丝杆升降机的丝杆顶端安装有圆形平板，圆形平板上沿同一圆周均匀安装有八只激光位移传感器，电动涡轮丝杆升降机的电机转轴上安装有位移编码器；圆柱形转台上安装有倒圆台形钢支墩，倒圆台形钢支墩上表面与圆形转盘上表面齐平，倒圆台形钢支墩上表面直径与圆形转盘中心圆孔直径相等，倒圆台形钢支墩上面安装有冷却塔气弹模型，所述丝杆顶端的圆形平板位于冷却塔气弹模型内部。
所述倒圆台形钢支墩上、下表面中心和侧面均开有圆孔，所述圆柱形转台上表面中心开有圆孔。
所述圆形转盘、圆形平板、丝杆、圆柱形转台、倒圆台形钢支墩及冷却塔气弹模型的轴线在一条竖直线上。
所述圆形平板上开有八根腰槽，所述八只激光位移传感器分别通过角钢保持轴线沿圆形平板径向移动安装于圆形平板上，八只激光位移传感器的激光探头均朝外。
所述圆形平板上开有八个引线孔，八个激光位移传感器的信号线通过各自引线孔经倒圆台形钢支墩上部圆孔从倒圆台形钢支墩侧面圆孔导出连接于数据采集设备，位移编码器的信号线和电动涡轮丝杆升降机电机的控制线从倒圆台形钢支墩侧面圆孔导出分别连接于数据采集设备和控制按钮。
本发明具有的有益效果是：
本发明可以快捷准确调节冷却塔气弹模型激光位移传感器安装的位置，并保持冷却塔气弹模型不受激光位移传感器影响，且激光位移传感器自身不受风荷载影响。本装置能大大提高风洞试验中冷却塔气弹模型风致位移响应测试的精度和效率。
附图说明
图1是本发明的主视图。
图2是图1的A-A剖面图。
图3是图1的圆柱形转台的结构局部放大图。
图中：1、圆形转盘，2、圆钢管，3、圆柱形转台，4、混凝土支墩，5、电动涡轮丝杆升降机，6、丝杆，7、圆形平板，8、激光位移传感器，9、电机转轴，10、位移编码器，11、倒圆台形钢支墩，12、冷却塔气弹模型，13、腰槽，14、角钢，15、数据采集设备，16、控制按钮，17、引线孔，18、电机，19、小齿轮，20、中心大齿轮，21、钢球，22、圆柱形支架。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2、图3所示，本发明在风洞模型试验区底板安装有圆形转盘1，圆形转盘1中心开有圆孔，圆形转盘1下部四周通过四根圆钢管2支撑在圆柱形转台3的台面上，圆柱形转台3底面与圆柱形支架22上端间为水平转动连接，电机18安装在圆柱形支架22内，电机18轴上的小齿轮19与固定在圆柱形转台3下的中心大齿轮20啮合，带动圆柱形转台3转动，如图3所示，在圆柱形支架22上端整个圆周用上、下两圈钢球21使圆柱形转台3水平转动。圆柱形支架22下端安装在混凝土支墩4上，圆柱形转台3的台面安装有电动涡轮丝杆升降机5，电动涡轮丝杆升降机5的丝杆6顶端安装有圆形平板7，电动涡轮丝杆升降机5启动时，圆形平板7可上下升降，圆形平板7上沿同一圆周均匀安装有八只激光位移传感器8，电动涡轮丝杆升降机5的电机转轴9上安装有位移编码器10，位移编码器10可测试丝杆上下升降的距离；圆柱形转台3上安装有倒圆台形钢支墩11，倒圆台形钢支墩11上表面与圆形转盘1上表面齐平，倒圆台形钢支墩11上表面直径与圆形转盘1中心圆孔直径相等，倒圆台形钢支墩11上面安装有冷却塔气弹模型12，所述丝杆6顶端的圆形平板7位于冷却塔气弹模型12内部。
如图1所示，所述倒圆台形钢支墩11上、下表面中心和侧面均开有圆孔，所述圆柱形转台3上表面中心开有圆孔。
如图1所示，所述圆形转盘1、圆形平板7、丝杆6、圆柱形转台3、倒圆台形钢支墩11及冷却塔气弹模型12的轴线在一条竖直线上。
如图2所示，所述圆形平板7上开有八条腰槽13，所述八只激光位移传感器8分别通过角钢14保持轴线沿圆形平板7径向移动安装于圆形平板7上，八只激光位移传感器8的激光探头均朝外。
如图2所示，所述圆形平板7上开有八个引线孔17，八个激光位移传感器8的信号线通过各自引线孔经倒圆台形钢支墩11上部圆孔从经倒圆台形钢支墩11侧面圆孔导出连接于数据采集设备15，位移编码器10的信号线和电动涡轮丝杆升降机5电机的控制线从倒圆台形钢支墩11侧面圆孔导出分别连接于数据采集设备15和控制按钮16。
实施例：
现以某冷却塔气弹模型风致位移响应的风洞试验为例来说明本装置的使用方法。
如图1、图2、图3所示，首先将电动涡轮丝杆升降机5安装于圆柱形转台3上，确保丝杆6从圆柱形转台3上部平台中心的圆孔插入圆柱形转台3的内部，在电动涡轮丝杆升降机5电机转轴上安装位移编码器10，将倒圆台形钢支墩11安装在圆柱形转台3上部平台上，确保涡轮丝杆升降机5主机处于倒圆台形钢支墩11内部，连接涡轮丝杆升降机5电机控制线到控制按钮16，连接位移编码器10信号线到数据采集设备15，启动控制按钮16将丝杆6上端伸到倒圆台形钢支墩11上部，在丝杆6顶端安装圆形平板7，在圆形平板7上安装八只激光位移传感器8，连接激光位移传感器8信号线到数据采集设备15，在圆台形钢支墩11上部安装冷却塔气弹模型12，开启数据采集设备15，再次启动控制按钮16将圆形平板7上升到位移编码器10显示的指定高度位置，启动电机18转动圆柱形转台3将冷却塔气弹模型12转动到指定迎风角度位置，调节八只激光位移传感器8的径向位置，使冷却塔气弹模型12相应高度内表面位于激光位移传感器8的量程之内，开启风洞吹风，采集激光位移传感器8的数据，重复启动控制按钮16完成冷却塔气弹模型12其它高度位置的风致位移数据采集，重复启动电机18完成冷却塔气弹模型12其它迎风角度位置的风致位移数据采集。
上述具体实施方式用来说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和变更，都落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种冷却塔气弹模型风致位移测试装置，其特征在于：在风洞模型试验区底板安装有圆形转盘（1），圆形转盘（1）中心开有圆孔，圆形转盘（1）下部四周通过圆钢管支撑在圆柱形转台（3）的台面上，圆柱形转台（3）底面与圆柱形支架（22）上端间为水平转动连接，电机（18）安装在圆柱形支架（22）内，电机（18）轴上的小齿轮（19）与固定在圆柱形转台（3）下的中心大齿轮（20）啮合，带动圆柱形转台（3）转动，圆柱形支架（22）下端安装在混凝土支墩（4）上，圆柱形转台（3）的台面安装有电动涡轮丝杆升降机（5），电动涡轮丝杆升降机（5）的丝杆（6）顶端安装有圆形平板（7），圆形平板（7）上沿同一圆周均匀安装有八只激光位移传感器（8），电动涡轮丝杆升降机（5）的电机转轴（9）上安装有位移编码器（10）；圆柱形转台（3）上安装有倒圆台形钢支墩（11），倒圆台形钢支墩（11）上表面与圆形转盘（1）上表面齐平，倒圆台形钢支墩（11）上表面直径与圆形转盘（1）中心圆孔直径相等，倒圆台形钢支墩（11）上面安装有冷却塔气弹模型（12），所述丝杆（6）顶端的圆形平板（7）位于冷却塔气弹模型（12）内部。
2.根据权利要求1所述的一种冷却塔气弹模型风致位移测试装置，其特征在于：所述倒圆台形钢支墩（11）上、下表面中心和侧面均开有圆孔，所述圆柱形转台（3）上表面中心开有圆孔。
3.根据权利要求1所述的一种冷却塔气弹模型风致位移测试装置，其特征在于：所述圆形转盘（1）、圆形平板（7）、丝杆（6）、圆柱形转台（3）、倒圆台形钢支墩（11）及冷却塔气弹模型（12）的轴线在一条竖直线上。
4.根据权利要求1所述的一种冷却塔气弹模型风致位移测试装置，其特征在于：所述圆形平板（7）上开有八根腰槽（13），所述八只激光位移传感器（8）分别通过角钢（14）保持轴线沿圆形平板（7）径向移动安装于圆形平板（7）上，八只激光位移传感器（8）的激光探头均朝外。
5.根据权利要求1所述的一种冷却塔气弹模型风致位移测试装置，其特征在于：所述圆形平板（7）上开有八个引线孔（17），八个激光位移传感器（8）的信号线通过各自引线孔（17）经倒圆台形钢支墩（11）上部圆孔从倒圆台形钢支墩（11）侧面圆孔导出连接于数据采集设备（15），位移编码器（10）的信号线和电动涡轮丝杆升降机（5）电机的控制线从倒圆台形钢支墩（11）侧面圆孔导出分别连接于数据采集设备（15）和控制按钮（16）。
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