CN109580160A - 一种平面叶栅实验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种平面叶栅实验装置，包括前栅板(1)、后栅板(2)、叶片(4)、弹性元件固定板(5)和弹性元件(6)，所述叶片(4)通过叶片轴(41)固定于所述前栅板(1)和后栅板(2)之间，叶片轴(41)的前端固定于前栅板(1)上，后端穿过后栅板(2)与所述弹性元件(6)连接。所述弹性元件(6)一端固定至所述弹性元件固定板(5)，另一端连接所述叶片(6)。本发明实现了叶片自激振动的效果，从而能够使得平面叶栅实验装置更加真实地模拟实际工况，解决了传统平面叶栅风洞叶片无自激振动的现状，增加了试验数据的可靠性。

Description

一种平面叶栅实验装置
技术领域
本申请涉及燃气涡轮发动机领域，涉及一种弹簧元件驱动的平面叶栅实验装置，用于燃气涡轮发动机领域进行平面叶栅试验。
背景技术
风洞是用来产生人造气流的管道，主要用于空气动力学的实验。其中，平面叶栅风洞是用于设计燃气涡轮发动机的重要实验设备，为压气机和涡轮的设计提供了重要的实验依据。
例如公开号为CN108757433A的专利申请说明书公开了一种平面叶栅实验装置。如图1所示，其包括前栅板1、后栅板2、固定板3和叶片4。前栅板1和后栅板2相对设置，分别连接试验台，前栅板1和后栅板2之间设置有叶片4，后栅板1上设置与叶片4轮廓相匹配的叶型通孔，叶片4通过叶型通孔安装在后栅板1上且与前栅板1保持间隙，实现单侧悬臂叶片4的固定。
可见，传统的平面叶栅实验装置的叶片自身不能旋转，缺少自激振动功能，仅是叶片跟随转窗旋转调整进气攻角，无法正确模拟实际工况。
发明内容
本发明旨在解决现有的平面叶栅实验装置的叶片缺少自激振动功能的缺陷。
为解决上述技术问题，本发明提出一种平面叶栅实验装置，包括前栅板、后栅板和叶片，其特征在于，还包括弹性元件固定板和弹性元件，所述弹性元件一端固定至所述弹性元件固定板，另一端连接所述叶片。
根据本发明的优选实施方式，所述叶片通过叶片轴固定于所述前栅板和后栅板之间，所述叶片轴的前端固定于前栅板上，后端穿过后栅板与所述弹性元件连接。
根据本发明的优选实施方式，所述叶片轴的后端通过一个转接件连接至所述弹性元件。
根据本发明的优选实施方式，每一个叶片轴的后端通过一个转接件连接至两个弹性元件。
根据本发明的优选实施方式，所述弹性元件的后端通过一个拉紧杆连接至所述弹性元件固定板。
根据本发明的优选实施方式，所述拉紧杆的一端固定夹持所述弹性元件，另一端可调节松紧地固定于所述弹性元件固定板上。
根据本发明的优选实施方式，还包括压板，其设置于在两个侧固定板上，并且可以在前后方向上滑动且压紧所述弹性元件，所述侧固定板用于固定连接所述后栅板和所述弹性元件固定板。
根据本发明的优选实施方式，所述压板还能够在上下方向上调节以便于压紧所述弹性元件。
根据本发明的优选实施方式，所述压板为上下两层结构，通过调节设置于两层之间的顶丝，可以使得该压板的靠近弹性元件的一侧靠近或离开弹性元件，以便调节该压板对所述弹性元件的顶压强度。
根据本发明的优选实施方式，所述弹性元件为弹簧片。
本发明通过在叶片一侧加装弹簧片驱动装置，实现了叶片自激振动的效果，从而能够使得平面叶栅实验装置更加真实地模拟实际工况，解决了传统平面叶栅风洞叶片无自激振动的现状，增加了试验数据的可靠性。
附图说明
图1是现有技术的一个平面叶栅实验装置的结构示意图。
图2和图3为本发明的一个实施例的平面叶栅实验装置的结构示意图，该图为俯视图，图3是立体图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，本发明可以以各种形式实现，实施例并不是用于限制本发明的范围。相反，提供这些实施例的目的是为了使本领域的技术人员更透彻地理解本发明。
本文中的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本发明总体来说提出一种平面叶栅实验装置，除了包括前栅板、后栅板和叶片，本发明的装置还包括弹性元件固定板和弹性元件，并且，弹性元件一端固定至所述弹性元件固定板，另一端连接所述叶片。由此，本发明为叶片引入了产生自激振动的弹性元件。具体来说，叶片通过叶片轴固定于所述前栅板和后栅板之间，而叶片轴的前端固定于前栅板上，后端穿过后栅板与所述弹性元件连接。弹性元件优选为使用弹簧片。
根据本发明的优选实施方式，叶片轴的后端通过一个转接件连接至所述弹性元件。转接件是一个连接过渡元件，其可以根据叶片轴相对于弹性元件片的数目而变化。本发明虽然不限制弹性元件的数量，但仍优选为每一个叶片轴的后端通过一个转接件连接至两个弹性元件。而所述弹性元件的后端通过一个拉紧杆连接至所述弹性元件固定板。
本发明中的拉紧杆的一端固定夹持所述弹性元件，另一端可调节松紧地固定于所述弹性元件固定板上。
更进一步优选的，为了调节弹性元件起作用的部分，本发明还设计了压板，其设置于在两个侧固定板上，并且可以在前后方向上滑动且压紧所述弹性元件。所述压板还优选为能够在上下方向上调节以便于压紧所述弹性元件。而压板是优选为可调节该其对所述弹性元件的顶压强度的。
图2和图3为本发明的一个实施例的平面叶栅实验装置的结构示意图，该图为俯视图，图3是其立体图。如图2和图3所示，该装置包括叶片4、前栅板1、后栅板2和弹簧片固定板5。前栅板1和后栅板2通过侧栅板11相互固定，后栅板2与弹簧片固定板5之前通过侧固定板51相互固定。叶片4包括有叶片轴41，各叶片4通过其叶片轴41固定于前栅板1和后栅板2之间。
叶片轴41的前端固定于前栅板1上，后端则穿过后栅板2。后栅板2上设有与叶片轴的位置相对应的通孔，以供叶片轴41穿过。穿过后栅板2的叶片轴41与弹簧片6连接。如前所述，弹簧片6的前端直接或间接连接至叶片轴，后端则直接或间接固定于弹簧片固定板5上。
在该实施例中，每一个叶片轴41的后端通过一个转接件7连接至两个弹簧片6，每个弹簧片的后端则通过一个拉紧杆8连接至弹簧片固定板5。可见，本发明中为每一个叶片4均增设连接有弹簧片，从而可以实现叶片自激振动的效果，从而能够使得平面叶栅实验装置更加真实地模拟实际工况。
所述的转接件7是一个用于将叶片轴41连接至弹簧片的构件，其一端适于与叶片轴41保持固定，另一端则可以固定夹持两个弹簧片6。所述的拉紧杆8的一端固定夹持弹簧片6，另一端则可调节松紧地固定于弹簧片固定板5上，在该实施例中，其能一端为螺栓螺母结构，螺栓穿过弹簧片固定板5后通过螺母被固定，并可通过调节螺母来调节弹簧片的松紧度。
本发明的其他实施例也可以采用其他的拉紧构件来代替上述拉紧杆8，但优选为共松紧度为可调节的。此外，在其他实施例中，每一个叶片轴4也可以对应一个弹簧片，或者三个以及更多个弹簧片，对应两个弹簧片只是一种更优选的方式。
更进一步来看图2和图3，在两个侧固定板51上设置一个平行于弹簧片固定板5且可以前后方向(图2的纸面上下方向)滑动的压板9，该压板9还能够在上下方向上调节以便于压紧弹簧片5。在该实施例中，压板9的两端在侧固定板51上开设的滑槽内可滑动，亦可被固定。并且，压板9设置为上下两层结构，通过调节设置于两层之间的顶丝，可以使得压板9的靠近弹簧片的一层靠近或离开弹簧片，以便调节压板9对弹簧片6的顶压强度。当然，本发明不排除以其他的实施方式来实现对压板在上下方向(图2中垂直于纸面方向)上的调节。
在上述实施例中，叶片4可沿其叶片轴41做旋转运动，弹簧片6通过转接件7与叶片轴41连接。压板9的作用是用于调节弹簧片4投入使用的有效长度，逐步调节出叶片6可振动的试验条件。而拉紧杆8作用为固定及调节弹簧片预紧力。
本实施例中，可根据试验条件初步估算出弹簧片选用所需的参数，再通过实际试验验证，选用确定适合的弹簧片。然后，例如在风洞等实验环境中安装平面叶栅风洞。然后，在通风后，调节转窗至叶栅装置到达预定的攻角范围。
然后，(1)调节弹簧片拉紧杆松紧，对弹簧片施加预紧力；(2)调节弹簧片压板，完成固定。(3)利用顶丝压紧弹簧片。重复步骤(1)(2)(3)，直至调出叶片能达到所需振动频率的位置，进行固定。当达到试验条件后即可进行试验。
应当理解，为了精简本发明并帮助本领域的技术人员理解本发明的各个方面，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时在单个实施例中进行描述，或者参照单个图进行描述。但是，不应将本发明解释成示例性实施例中包括的特征均为本专利权利要求的必要技术特征。
应当理解，可以对本发明的一个实施例的设备中包括的模块、单元、组件等进行自适应性地改变以把它们设置在与该实施例不同的设备中。可以把实施例的设备包括的不同模块、单元或组件组合成一个模块、单元或组件，也可以把它们分成多个子模块、子单元或子组件。

Claims (10)

1.一种平面叶栅实验装置，包括前栅板(1)、后栅板(2)和叶片(4)，其特征在于，还包括弹性元件固定板(5)和弹性元件(6)，所述弹性元件(6)一端固定至所述弹性元件固定板(5)，另一端连接所述叶片(6)。
2.如权利要求1所述的平面叶栅实验装置，其特征在于，所述叶片(4)通过叶片轴(41)固定于所述前栅板(1)和后栅板(2)之间，所述叶片轴(41)的前端固定于前栅板(1)上，后端穿过后栅板(2)与所述弹性元件(6)连接。
3.如权利要求2所述的平面叶栅实验装置，其特征在于，所述叶片轴(41)的后端通过一个转接件(7)连接至所述弹性元件(6)。
4.如权利要求3所述的平面叶栅实验装置，其特征在于，每一个叶片轴(41)的后端通过一个转接件(7)连接至两个弹性元件(6)。
5.如权利要求1所述的平面叶栅实验装置，其特征在于，所述弹性元件(6)的后端通过一个拉紧杆(8)连接至所述弹性元件固定板(5)。
6.如权利要求5所述的平面叶栅实验装置，其特征在于，所述拉紧杆(8)的一端固定夹持所述弹性元件(6)，另一端可调节松紧地固定于所述弹性元件固定板(5)上。
7.如权利要求1至6中任一项所述的平面叶栅实验装置，其特征在于，还包括压板(9)，其设置于在两个侧固定板(51)上，并且可以在前后方向上滑动且压紧所述弹性元件(6)，所述侧固定板(51)用于固定连接所述后栅板(2)和所述弹性元件固定板(5)。
8.如权利要求7所述的平面叶栅实验装置，其特征在于，所述压板(9)还能够在上下方向上调节以便于压紧所述弹性元件(6)。
9.如权利要求8所述的平面叶栅实验装置，其特征在于，所述压板(9)为上下两层结构，通过调节设置于两层之间的顶丝，可以使得该压板(9)的靠近弹性元件的一侧靠近或离开弹性元件，以便调节该压板(9)对所述弹性元件(6)的顶压强度。
10.如权利要求1所述的平面叶栅实验装置，其特征在于，所述弹性元件(6)为弹簧片。
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