一种可实现多种喷水推进器系泊状态下可变水深的试验装置

技术领域

本发明涉及船舶推进领域，具体为一种可实现水深变化条件下的系泊喷水推进器的性能试验。

背景技术

喷水推进船舶在航行过程中，安装的喷水推进器推进性能会随着航行水域的水深变化而产生显著差别。目前，喷水推进器推进性能的测试试验主要在开式水泵试验台等常规试验台架上进行，但现有的常规试验台架难以测试浅水水域的喷水推进装置性能，无法全面准确地模拟喷水推进器的实际运行工况。因此，为模拟喷水推进船舶在深水域航行、船舶入水或登岸过程中全回转喷水推进器的多种复杂工况条件，从而更准确的预报喷水推进器的推进性能，有必要设计一种可实现喷水推进器在系泊状态下随水深变化的推进性能试验装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：喷水推进器产生的推力如何测量，喷水推进器测试水深的变化如何实现，以及如何实现多种类型喷水推进器的性能试验。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的可实现多种喷水推进器系泊状态下可变水深的试验装置，包括浮箱、升降平台、推力传感器和电驱动机构；所述浮箱，其底面与浮箱支撑架上端相连，其下端固定在试验水池的池底上；升降平台通过试验水池左右两侧的升降平台连接架和升降平台岸上固定杆进行固定；推力传感器的一端与电驱动机构相连，另一端与试验水池的侧壁相连。

所述的浮箱，其底部设有开口的尾板，该开口处装有浮箱底板安装母板和浮箱尾板安装母板；所述母板均为四角倒圆的矩形板，尺寸固定，其内孔位置及开口大小与待测试的推进器相匹配。

所述待测试的推进器，包括待测试的离心式喷水推进器和待测试的轴流式喷水推进器；在进行离心式喷水推进器试验时，待测试的离心式喷水推进器安装在浮箱底板安装母板上，此时所述浮箱尾板安装母板不用开口；进行轴流式式喷水推进器试验时，待测试的轴流式喷水推进器进水流道安装在浮箱底板安装母板上，抽水泵泵体安装在浮箱尾板安装母板的围板上。

所述的浮箱支撑架，有两个，其上端和浮箱的底面之间通过四个线性轴承连接。

所述的升降平台，其升降平台岸上固定杆的高度通过千斤顶进行调节，实现试验水池中水深变化，具体调节方法是：升降平台岸上固定杆的高度可通过四个千斤顶进行调节，升降平台岸上固定杆包括内杆与外杆；千斤顶将升降平台岸上固定杆的高度调整后，内杆与外杆之间用销子进行固定。

所述的内杆，其上端与升降平台连接架连接，其下端与外杆上端相连，外杆下端固定在地面上。

所述的推力传感器安装在浮箱外侧连接至浮箱的池壁上，用来实现推力测量。

所述的推力传感器采用螺纹式推力传感器。

所述的电驱动机构，包括传动轴、减速齿轮箱、扭矩仪和驱动电机，其中：驱动电机与减速齿轮箱连接，实现转速的变化；扭矩仪与驱动电机串联用来测量转矩；驱动电机的传动轴与待测试的离心式喷水推进器相连，实现推进器的运行。

本发明提供的上述的可实现多种喷水推进器系泊状态下可变水深的试验装置，其用途是：采用此一套试验装置，能够实现不同试验水深以及多种喷水推进器的性能测试。

本发明与现有技术相比有以下的主要的优点：

更加快捷方便的完成多种类型喷水推进器在不同水深下的性能试验。

(1)可完成喷水推进器在不同水深下的试验：

仅需要改变升降平台的位置，即可实现喷水推进器试验水深的变化，节约了建造不同水深的试验水池的时间和费用的损耗。

(2)可完成不同种类的喷水推进器试验：

无需改变浮箱的整体结构，只需要改变浮箱底板安装母板和浮箱尾板安装母板，即可实现不同种类的喷水推进器的性能测试，可以节省试验安装所产生的准备时间和试验费用。

(3)使用线性轴承，可以避免喷水推进器与驱动电机以及浮箱之间力的耦合问题。

附图说明

图1为本发明试验装置总结构示意图。

图2为本发明试验装置的剖面结构示意图。

图3为装有离心式喷水推进器的浮箱内部的结构示意图。

图4为装有轴流式喷水推进器的浮箱内部的结构示意图。

图中：1.千斤顶；2.线性轴承；3.浮箱；4.浮箱支撑架；5.升降平台；6.推力传感器；7.升降平台连接架；8.升降平台岸上固定杆的内杆；9.升降平台岸上固定杆的外杆；10.待测试的离心式喷水推进器；11.传动轴；12.减速齿轮箱；13.扭矩仪；14.驱动电机；15.浮箱底板安装母板；16.浮箱尾板安装母板；17.待测试的轴流式喷水推进器。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明，但不限定本发明。

本发明提供的可实现多种喷水推进器系泊状态下可变水深的试验装置，是一种可以在一套试验装置中完成不同试验水深以及多种喷水推进器的性能测试的试验装置，该装置的结构如图1和图2所示，包括浮箱3、升降平台5、推力传感器6和电驱动机构，其中：浮箱3的底面与浮箱支撑架4上端相连，浮箱支撑架4的下端固定在试验水池的池底上；升降平台5通过试验水池左右两侧的升降平台连接架7和升降平台岸上固定杆进行固定；推力传感器6的一端与电驱动机构相连，另一端与试验水池的侧壁相连。

所述浮箱3的底部，设有开口的尾板，该开口处安装浮箱底板安装母板15和浮箱尾板安装母板16。

所述的浮箱支撑架4，用于支撑浮箱3。该浮箱支撑架有两个，其上端和浮箱3的底面之间通过四个线性轴承2连接。使用线性轴承2的好处在于喷水推进器工作时产生的推力不会像常规轴承那样传递到浮箱支撑架上，而是克服线性轴承2小量的轴向摩擦阻力后传递到浮箱外侧的推力传感器6上，然后传递至池壁。通过这样的推力测量方式，可以有效的避免喷水推进器与原动机以及船体之间力的耦合问题，使测力过程更加直观和简单。

所述升降平台5高度可通过千斤顶1进行调节，于此来实现试验水池中水深变化，具体是：升降平台岸上固定杆的高度可通过四个千斤顶1进行调节。千斤顶1将升降平台岸上固定杆的高度调整后，升降平台岸上固定杆的内杆8与外杆9之间用销子进行固定。

所述的浮箱底板安装母板15和浮箱尾板安装母板16，均为四角倒圆的矩形板，尺寸固定。两个母板的内孔位置及开口大小由待测试的喷水推进器确定；测试不同规格的喷水推进器时，安装母板需要专门制作，外缘形状尺寸不变，内部开口与待测试推进器相匹配。

所述升降平台岸上固定杆，由内杆8与外杆9，其中内杆8上端与升降平台连接架连接，内杆8下端与外杆9上端相连，外杆9下端固定在地面上。

进行离心式喷水推进器试验时，待测试的离心式喷水推进器10安装在浮箱底板安装母板15上，此时所述浮箱尾板安装母板16不用开口。进行轴流式式喷水推进器试验时，待测试的轴流式喷水推进器17进水流道安装在浮箱底板安装母板15上，抽水泵泵体安装在浮箱尾板安装母板16的围板上。

所述推力传感器6安装在浮箱外侧连接至浮箱3的池壁上，用来实现压力测量。该推力传感器可以采用螺纹式推力传感器。

所述的电驱动机构，包括传动轴11、减速齿轮箱12、扭矩仪13和驱动电机14，其中：驱动电机14与减速齿轮箱12连接，实现转速的变化；扭矩仪13与驱动电机14串联用来测量转矩；驱动电机14的传动轴11与待测试的离心式喷水推进器10相连，实现推进器的运行。

本发明提供的可实现多种喷水推进器系泊状态下可变水深的试验装置，其工作过程是：根据待测试的喷水推进器，制造配套的浮箱底板安装母板15和浮箱尾板安装母板16，进行离心式喷水推进器时不需要浮箱尾板安装母板16。将喷水推进器和安装母版安装在试验装置上，利用千斤顶1调节到试验水深。待水面平静后，驱动电机14驱动喷水推进器工作，通过叶轮旋转实现水流的抽吸。流动过程稳定后，观察扭矩仪13、推力传感器6的仪表进行数据记录。