CN115077857A - 一种分离传动式循环水洞 - Google Patents
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Abstract
一种分离传动式循环水洞，包括出口段、实验段、回流段和传动段；出口段，实验段，回流段和传动段依次首尾相连接组成循环水洞的管路主体；传动段包括传动外壁、驱动装置、磁传动装置和传动圆盘；驱动装置设置在传动外壁外侧，驱动装置输出端连接传动圆盘；磁传动装置设置在传动外壁内侧，传动圆盘和磁传动装置无接触传动；传动外壁的一端连接出口段，另一端连接回流段。利用本发明设计的循环水洞不但裁剪了动密封部件，杜绝了动密封部件的泄露风险，而且减少高载传动轴的使用，减少了制造成本，增加设备的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于水洞实验设备技术领域，特别涉及一种分离传动式循环水洞。
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，然而其动力装置水泵需要用一根深入管道的轴传动，不但增加了动密封部件，增加泄露风险，也增加了整体制造成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分离传动式循环水洞，以解决现有水洞的动力装置水泵需要用一根深入管道的轴传动，不但增加了动密封部件，增加泄露风险，也增加了整体制造成本的问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种分离传动式循环水洞，包括出口段、实验段、回流段和传动段；出口段，实验段，回流段和传动段依次首尾相连接组成循环水洞的管路主体；
传动段包括传动外壁、驱动装置、磁传动装置和传动圆盘；驱动装置设置在传动外壁外侧，驱动装置输出端连接传动圆盘；磁传动装置设置在传动外壁内侧，传动圆盘和磁传动装置无接触传动；传动外壁的一端连接出口段，另一端连接回流段。
进一步的，磁传动装置包括内部磁铁、外环轴承和翼型叶片；外环轴承内圈宽度大于外圈，内部磁铁安装在外环轴承内圈的突出处，四个圆心对称的翼型叶片安装于外环轴承内圈，外环轴承外圈安装于传动外壁内侧。
进一步的，内部磁铁为若干轴向充磁的磁铁，磁极方向交错排列。
进一步的，传动圆盘包括圆盘主体和外部磁铁；外部磁铁以圆心对称的方式安装在圆盘主体外环处。
进一步的，外部磁铁为若干轴向充磁的磁铁，磁极方向交错排列；逆时针旋转的传动圆盘带动磁传动装置顺时针转动。
进一步的，传动外壁的两端均通过法兰盘和出口段及回流段连接。
进一步的，驱动装置为电机。
进一步的，循环水洞的管路主体成矩形，矩形的拐角处均设置有导流装置。
进一步的，导流装置为若干并排设置的弧形导流板。
进一步的，循环水洞的管路主体架设在支撑装置上。
与现有技术相比，本发明有以下技术效果：
本发明的磁传动装置由轴承，若干磁铁，翼型叶片组成，将磁极相反的磁铁安装在翼型叶片的外环处，轴承外壁安装在水洞内壁。利用安装在循环水洞内壁的轴承将整个磁传动装置安装于水洞内部。电机轴与一个圆盘相连。圆盘外环处装有若干磁极相反的磁铁。圆盘与磁传动装置安装在同一水平面上。利用电机带动圆盘旋转，利用磁铁同性相斥、异性相吸的原理，圆盘将动力传递给磁传动装置，使得翼型叶片旋转，从而推动水流循环流动。
圆盘与磁传动装置附近的水洞管壁采用不隔磁的非金属材料，保证磁力耦合的强度。
利用本发明设计的循环水洞不但裁剪了动密封部件，杜绝了动密封部件的泄露风险，而且减少高载传动轴的使用，减少了制造成本，增加设备的可靠性。
附图说明
图1一种分离传动式循环水洞轴测图；
图2一种分离传动式循环水洞主视图；
图3一种分离传动式循环水洞侧视图；
图4一种分离传动式循环水洞俯视图；
图5一种分离传动式循环水洞透视轴测图；
图6一种分离传动式循环水洞透视主视图
图7一种分离传动式循环水洞透视侧视图；
图8一种分离传动式循环水洞透视俯视图；
图9一种分离传动式循环水洞主体结构轴测图；
图10一种分离传动式循环水洞主体结构透视轴测图；
图11动力装置透视轴测图；
图12动力装置透视主视图；
图13动力装置透视俯视图；
图14磁传动原理示意图俯视图；
图15磁传动原理示意图主视图；
其中：
出口段1，实验段2，回流段3，传动外壁4，法兰盘5，磁传动装置6，导流装置7，传动圆盘8，电机9，支撑装置10，内部磁铁61，外环轴承62，翼型叶片63，圆盘主体81和外部磁铁82。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进一步说明：
请参阅图1至15，本发明由出口段1，实验段2，回流段3，传动外壁4，法兰盘5，磁传动装置6，导流装置7，传动圆盘8，电机9，支撑装置10组成。
图1，图2，图3和图4分别为一种分离传动式循环水洞的轴测图，主视图侧视图和俯视图。出口段1，实验段2，回流段3和传动外壁4依次相连接组成循环水洞的管路主体。其中实验段2由非磁性材料构成以避免降低磁传动效率。实验段2通过法兰盘5分别与出口段1和回流段3相连。传动圆盘8安装在电机9的轴上。电机9安装在传动外壁4的外侧。由出口段1，实验段2，回流段3和传动外壁4构成的循环水洞管路主体和电机安装在支撑装置10上。
图5，图6，图7和图8分别为一种分离传动式循环水洞的透视轴测图，透视主视图，透视侧视图和透视俯视图。导流装置7由不同半径的圆弧板组成，不同半径的圆弧板同心安装。分离传动式循环水洞的管路主体内共安装有四处导流装置7，四处导流装置安装在循环水洞的管路主体的拐角处，起到提升流体质量的作用。磁传动装置6安装在传动外壁4的内侧，与传动圆盘8安装在同一水平面。
图9和图10分别为一种分离传动式循环水洞主体结构的轴测图和透视轴测图。在出口段1转弯附近，管道由圆形逐渐扩流成矩形，在接近实验段2的位置，出口段1存在收缩区域，进而增加流体流速和流动质量。
图11，图12和图13为动力装置的透视轴测图，透视主视图和透视俯视图。动力装置由安装在传动外壁4内侧的磁传动装置6，传动圆盘8和电机9组成。其中磁传动装置6由内部磁铁61，外环轴承62，翼型叶片63组成。内部磁铁61安装在外环轴承62内圈的突出处。四个圆心对称的翼型叶片63安装于外环轴承62内圈。外环轴承62外圈安装于传动外壁4内。传动圆盘8由圆盘主体81和外部磁铁82组成。外部磁铁82以圆心对称的方式安装在圆盘主体81外环处。
图14和图15为磁传动原理示意图的俯视图和主视图。传动圆盘8的外环处安装有若干轴向充磁的磁铁，以磁极方向交错排列。磁传动装置6的外环处安装有若干轴向充磁的磁铁，以磁极方向交错排列。利用同性相斥，异性相吸的原理，逆时针旋转的传动圆盘8带动磁传动装置6顺时针转动，从而带动水流循环流动。
本发明的核心在于设计了一种分离传动式循环水洞。本发明设计了一种适用于循环水洞的磁传动装置。磁传动装置由轴承，若干磁铁，翼型叶片组成，将磁极相反的磁铁安装在翼型叶片的外环处，轴承外壁安装在水洞内壁。利用安装在循环水洞内壁的轴承将整个磁传动装置安装于水洞内部。电机轴与一个圆盘相连。圆盘外环处装有若干磁极相反的磁铁。圆盘与磁传动装置安装在同一水平面上。利用电机带动圆盘旋转，利用磁铁同性相斥、异性相吸的原理，圆盘将动力传递给磁传动装置，使得翼型叶片旋转从而推动水流循环流动。
圆盘与磁传动装置附近的水洞管壁采用不隔磁的非金属材料，保证磁力耦合的强度。
利用本发明设计的循环水洞不但裁剪了动密封部件，杜绝了动密封部件的泄露风险，而且减少高载传动轴的使用，减少了制造成本，增加设备的可靠性。
Claims (10)
1.一种分离传动式循环水洞，其特征在于，包括出口段(1)、实验段(2)、回流段(3)和传动段；出口段(1)，实验段(2)，回流段(3)和传动段依次首尾相连接组成循环水洞的管路主体；
传动段包括传动外壁(4)、驱动装置、磁传动装置(6)和传动圆盘(8)；驱动装置设置在传动外壁(4)外侧，驱动装置输出端连接传动圆盘(8)；磁传动装置(6)设置在传动外壁(4)内侧，传动圆盘(8)和磁传动装置(6)无接触传动；传动外壁(4)的一端连接出口段(1)，另一端连接回流段(3)。
2.根据权利要求1所述的一种分离传动式循环水洞，其特征在于，磁传动装置(6)包括内部磁铁(61)、外环轴承(62)和翼型叶片(63)；外环轴承(62)内圈宽度大于外圈，内部磁铁(61)安装在外环轴承(62)内圈的突出处，四个圆心对称的翼型叶片(63)安装于外环轴承(62)内圈，外环轴承(62)外圈安装于传动外壁(4)内侧。
3.根据权利要求2所述的一种分离传动式循环水洞，其特征在于，内部磁铁(61)为若干轴向充磁的磁铁，磁极方向交错排列。
4.根据权利要求1所述的一种分离传动式循环水洞，其特征在于，传动圆盘(8)包括圆盘主体(81)和外部磁铁(82)；外部磁铁(82)以圆心对称的方式安装在圆盘主体(81)外环处。
5.根据权利要求4所述的一种分离传动式循环水洞，其特征在于，外部磁铁(82)为若干轴向充磁的磁铁，磁极方向交错排列；逆时针旋转的传动圆盘(8)带动磁传动装置(6)顺时针转动。
6.根据权利要求1所述的一种分离传动式循环水洞，其特征在于，传动外壁(4)的两端均通过法兰盘(5)和出口段(1)及回流段(3)连接。
7.根据权利要求1所述的一种分离传动式循环水洞，其特征在于，驱动装置为电机(9)。
8.根据权利要求1所述的一种分离传动式循环水洞，其特征在于，循环水洞的管路主体成矩形，矩形的拐角处均设置有导流装置(7)。
9.根据权利要求8所述的一种分离传动式循环水洞，其特征在于，导流装置(7)为若干并排设置的弧形导流板。
10.根据权利要求1所述的一种分离传动式循环水洞，其特征在于，循环水洞的管路主体架设在支撑装置(10)上。
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