一种扇叶装置、造浪设备及造浪方法 |
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| 申请号 | CN202010652674.5 | 申请日 | 2020-07-08 | 公开(公告)号 | CN111692124A | 公开(公告)日 | 2020-09-22 |
| 申请人 | 辽宁科技大学; | 发明人 | 亢淑梅; 徐美玲; 严新永; 路金林; 郭菁; 赵清平; | ||||
| 摘要 | 本 发明 适用于金属材料的 腐蚀 和防护技术领域，提供了一种扇叶装置、造浪设备及造浪方法，所述扇叶装置包括：中心锥 齿轮 ，中心 锥齿轮 侧边 啮合 有至少一个侧边锥齿轮； 涡轮 叶片 ，通过连接轴固定连接在侧边锥齿轮远离中心锥齿轮的一端；驱动锥齿轮，啮合在中心锥齿轮上，用于驱动中心锥齿轮转动；转动轴，同轴固定连接在驱动锥齿轮远离中心锥齿轮的端部，用于施加驱动锥齿轮的转动扭 力 。给转动轴施加一个扭力，转动轴带动驱动锥齿轮转动，从而带动中心锥齿轮转动，中心锥齿轮带动侧边锥齿轮转动，从而使连接轴带动涡轮叶片转动，从而改变涡轮叶片的倾斜 角 度，以此控制涡轮叶片出 风 、液体的溅起的高度和幅度大小，从而完成起风或者造浪方式的控制。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种扇叶装置，其特征在于，所述扇叶装置包括： |
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| 说明书全文 | 一种扇叶装置、造浪设备及造浪方法技术领域背景技术[0002] 海洋飞溅区由于海水的飞溅冲刷、干湿交替、日晒、表面充分充气等造成该区域的腐蚀效果特别显著，处于飞溉区的钢结构腐蚀十分严重，造成了很大的经济损失；因此对这种复杂的干湿交替环境的腐蚀行为的研究十分重要。但是由于实际条件的限制，一般多采用实验室模拟此类环境的腐蚀实验来推算金属在这种实际环境中的腐蚀行为；由于自然状态下浪花的复杂性，对模拟此类实验中的造浪装置及方法也参差不齐，所以积极探索能模拟最接近真实状态下的浪花的造浪装置显得尤为重要。 [0003] 目前来看，国内外现有的对模拟金属在海洋这类复杂的环境下的浪花多采用喷雾系统来进行模拟，如盐雾箱，此外还有部分摇板式、活塞式、推板式造波机模拟海洋浪花环境，这些装置在先前的模拟实验中起到了很大的作用，但也存在一些局限性，例如在用喷雾系统模拟浪花只能模拟浪花环境的湿度、PH等，不能模拟海水飞溅区浪花的冲击力，不能根据需要进行调节。 发明内容[0004] 本发明实施例的目的在于提供一种扇叶装置，旨在解决不能根据需要进行调节的问题。 [0005] 本发明实施例是这样实现的，一种扇叶装置，所述扇叶装置包括： [0008] 驱动锥齿轮，啮合在中心锥齿轮上，用于驱动中心锥齿轮转动；转动轴，同轴固定连接在驱动锥齿轮远离中心锥齿轮的端部，用于施加驱动锥齿轮的转动扭力。 [0009] 在本发明实施例中，给转动轴施加一个扭力，转动轴带动驱动锥齿轮转动，从而带动中心锥齿轮转动，中心锥齿轮带动侧边锥齿轮转动，从而使连接轴带动涡轮叶片转动，从而改变涡轮叶片的倾斜角度，以此控制涡轮叶片出风、液体的溅起的高度和幅度大小，从而完成起风或者造浪方式的控制。 [0010] 作为本发明的一种优选实施例，涡轮叶片最大拱度位于弦长的中点位置，由不同最大拱度横坐标拱弧线分布规律Bezier曲线得到。 [0011] 作为本发明的一种优选实施例，涡轮叶片的切面弦长100-200mm。 [0012] 作为本发明的一种优选实施例，涡轮叶片的叶厚2-7mm。 [0013] 作为本发明的一种优选实施例，涡轮叶片的叶厚比1：20-1：50。 [0014] 作为本发明的一种优选实施例，涡轮叶片的拱度5-15mm。 [0015] 本发明实施例的另一目的在于提供一种造浪设备，所述造浪设备包括： [0018] 其中，中心锥齿轮、侧边锥齿轮和驱动锥齿轮转动设置在中心转轴的内部，中心转轴上开设有嵌套孔，转动轴转动嵌套在嵌套孔的内部；涡轮叶片的上表面开设至少一个沟槽。 [0019] 作为本发明的一种优选实施例，中心转轴和驱动件的输出轴上设置有罩壳，罩壳转动嵌套在驱动件的输出轴上或者中心转轴上，从而对传动机构进行保护，增加了造浪设备的安装性，同时起到支撑作用。 [0020] 作为本发明的一种优选实施例，沟槽设置有三道，沟槽中心与造浪装置中心间的距离分别为为中心锥齿轮105、95、85mm。 [0021] 作为本发明的一种优选实施例，沟槽截面为半圆形且路径为圆弧。 [0022] 作为本发明的一种优选实施例，涡轮叶片和中心转轴上均设置有防腐蚀层。 [0023] 本发明实施例的另一目的在于提供一种造浪方法，适用于上述所述的一种造浪设备，所述造浪方法包括： [0024] 转动转动轴调节涡轮叶片倾斜角度； [0025] 将涡轮叶片侵入到液体内部； [0026] 启动驱动件，带动涡轮叶片转动。 [0027] 本发明实施例提供的一种扇叶装置，给转动轴施加一个扭力，转动轴带动驱动锥齿轮转动，从而带动中心锥齿轮转动，中心锥齿轮带动侧边锥齿轮转动，从而使连接轴带动涡轮叶片转动，从而改变涡轮叶片的倾斜角度，以此控制涡轮叶片出风、液体的溅起的高度和幅度大小，从而完成起风或者造浪方式的控制。附图说明 [0028] 图1为本发明实施例提供的一种扇叶装置俯视结构示意图； [0029] 图2为本发明实施例提供的一种造浪设备的结构示意图； [0030] 附图中：传动机构1，电机2、造浪空间3、涡轮叶片4，沟槽5，罩壳6，连接轴7，中心转轴8，嵌套孔9，中心锥齿轮10，侧边锥齿轮11，驱动锥齿轮12，转动轴13。 具体实施方式[0031] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 [0032] 以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。 [0033] 如图1所示，为本发明实施例提供的一种扇叶装置的结构图，包括： [0034] 中心锥齿轮10，中心锥齿轮10侧边啮合有至少一个侧边锥齿轮11； [0035] 涡轮叶片4，通过连接轴7固定连接在侧边锥齿轮11远离中心锥齿轮10的一端； [0036] 驱动锥齿轮12，啮合在中心锥齿轮10上，用于驱动中心锥齿轮10转动；转动轴13，同轴固定连接在驱动锥齿轮12远离中心锥齿轮10的端部，用于施加驱动锥齿轮12的转动扭力。 [0037] 在本发明实施例中，给转动轴13施加一个扭力，转动轴13带动驱动锥齿轮12转动，从而带动中心锥齿轮10转动，中心锥齿轮10带动侧边锥齿轮11转动，从而使连接轴7带动涡轮叶片4转动，从而改变涡轮叶片4的倾斜角度，以此控制涡轮叶片4出风、液体的溅起的高度和幅度大小，从而完成起风或者造浪方式的控制。 [0038] 在本发明的一个实例中，侧边锥齿轮11可以设置多个，需要高速转动时，侧边锥齿轮11以均为分布为宜，从而使扇叶装置受力均匀，避免了受力不均匀导致变形，转动轴13可以连接驱动装置，驱动装置可以是马达、电机等结构，从而使驱动锥齿轮12转动，调节方便快捷，驱动锥齿轮12还可以手动驱动，从而进行调节，减小了扇叶装置的能源依赖，减小了制造成本和扇叶装置的体积。 [0039] 作为本发明的一种优选实施例，涡轮叶片4最大拱度位于弦长的中点位置，由不同最大拱度横坐标拱弧线分布规律Bezier曲线得到，当造浪叶片最大拱度位于弦长的中点位置时，造浪装置的效率最高的。 [0040] 作为本发明的一种优选实施例，涡轮叶片4的切面弦长100-200mm，起风效率或者造浪效率最大。 [0041] 作为本发明的一种优选实施例，涡轮叶片4的叶厚2-7mm，实现最佳起风或者造浪厚度。 [0042] 作为本发明的一种优选实施例，涡轮叶片4的叶厚比1：20-50，从而起到最好的起风和造浪效果。 [0043] 作为本发明的一种优选实施例，涡轮叶片4的拱度5-15mm。 [0044] 如图2所示，本发明实施例还提供的一种造浪设备，包括： [0045] 中心转轴8，通过传动机构1与驱动件输出轴连接，驱动件驱动中心转轴8转动；以及， [0046] 上述所述的一种扇叶装置； [0047] 其中，中心锥齿轮10、侧边锥齿轮11和驱动锥齿轮12转动设置在中心转轴8的内部，中心转轴8上开设有嵌套孔9，转动轴13转动嵌套在嵌套孔9的内部；涡轮叶片4的上表面开设至少一个沟槽5，。 [0048] 在本发明实施例中，通过传动机构1进行传动，驱动件带动中心转轴8转动，将中心转轴8侵入到液体的内部，中心转轴8转动从而起到造浪效果，拧动转动轴13，转动轴13带动驱动锥齿轮12转动，从而带动中心锥齿轮10转动，中心锥齿轮10带动侧边锥齿轮11转动，从而使连接轴7带动涡轮叶片4转动，从而改变涡轮叶片4的倾斜角度，以此控制涡轮叶片4出风、液体的溅起的高度和幅度大小。从而完成控制造浪方式。涡轮叶片4回旋运行并与腐蚀液充分接触，模拟海洋浪花环境。随着造浪装置运行，激起液体的同时使液体流经叶片上的沟槽5，水流在内壁面剪切力与中间位置的径向速度随之增加，内壁面通过剪切力将动能传递给近壁面水流，并通过射流影响整个沟槽5流场分布，从而改变流体浪花的形状，真实的模拟海洋环境下的浪花。所述扇叶装置放置在造浪空间3内部的液体内部，传动机构1可以是两个锥形齿轮啮合设置、联轴器设置或者其他连接方式，驱动件固定安装在造浪空间3或者通过连接架安装在造浪空间3上，驱动件可以是电机2、马达或者燃油机。驱动件是电机2时，连接变频器和PIC电路板从而进行控制。转动轴13可以嵌套在嵌套孔9的内部，且其端部开设有凹槽、十字槽、多棱柱槽等便于转动。中心转轴8和驱动件的输出轴上设置有罩壳6，罩壳6转动嵌套在驱动件的输出轴上或者中心转轴8上，从而对传动机构1进行保护，增加了造浪设备的安装性，同时起到支撑作用。 [0049] 作为本发明的一种优选实施例，沟槽5设置有三道，沟槽5中心与造浪装置中心间的距离分别为为中心锥齿轮105、95、85mm。 [0050] 作为本发明的一种优选实施例，沟槽5截面为半圆形且路径为圆弧，这样的沟槽5可以有效的改变水流内部的流动，进而增加模拟的海洋浪花的真实性。 [0051] 作为本发明的一种优选实施例，为控制成本且防止腐蚀液进入造浪装置内部而缩短其使用寿命，涡轮叶片4和中心转轴8上均设置有防腐蚀层，使其可以长期稳定运行。防腐蚀层可以是钛合金层、PVC层、玻璃钢层或者进行耐腐蚀镀膜处理。 [0052] 本发明实施例还提供的一种造浪方法，适用于上述所述的一种造浪设备，所述造浪方法包括： [0053] 转动转动轴13调节涡轮叶片4倾斜角度； [0054] 将涡轮叶片4侵入到液体内部； [0055] 启动驱动件，带动涡轮叶片4转动。 [0056] 本发明上述实施例中提供了一种扇叶装置，并基于该扇叶装置提供了一种造浪设备和一种造浪方法，通过传动机构1进行传动，驱动件带动中心转轴8转动，将中心转轴8侵入到液体的内部，中心转轴8转动从而起到造浪效果，拧动转动轴13，转动轴13带动驱动锥齿轮12转动，从而带动中心锥齿轮10转动，中心锥齿轮10带动侧边锥齿轮11转动，从而使连接轴7带动涡轮叶片4转动，从而改变涡轮叶片4的倾斜角度，以此控制涡轮叶片4出风、液体的溅起的高度和幅度大小。从而完成控制造浪方式。 |
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