本发明涉及一种出流试验用摆桨式液体扰动装置。包括：主动件(1)、从动件(2)、执行件(3)，构成摆动导杆滑块机构；主动件(1)为驱动部分，为水平布置的杆状部件，在主动件(1)的一端，设置从动件(2)，从动件(2)为滑块部件，可以转动地固定在主动件(1)的一端；执行件(3)为上下方向布置的摆动导杆；从动件(2)连接于执行件(3)，沿着执行件(3)的杆结构滑动；在从动件(2)滑动行程之外，在从动件(2)的以下的位置，设置用于执行件(3)摆动的机架轴。该装置结构简单，操作方便，成本低廉，很好地解决了出流试验中对模拟介质液体进行扰动的问题。
1.一种出流试验用摆桨式液体扰动装置，其特征在于，包括：主动件(1)、从动件(2)、执行件(3)，构成摆动导杆滑块机构；主动件(1)为驱动部分，为水平布置的杆状部件，在主动件(1)的一端，设置从动件(2)，从动件(2)为滑块部件，可以转动地固定在主动件(1)的一端；执行件(3)为上下方向布置的摆动导杆；从动件(2)连接于执行件(3)，沿着执行件(3)的杆结构滑动；在从动件(2)滑动行程之外，在从动件(2)的以下的位置，设置用于执行件(3)摆动的机架轴；
主动件(1)作水平方向的往复直线运动，带动从动件(2)沿执行件(3)轴线作上下方向直线运动，同时绕主动件(1)一端转动，从动件(2)带动执行件(3)绕机架轴作往复摆动运动；
所述主动件(1)包括：推拉式低频振动台(4)的输出杆、推拉杆座(5)、调节杆(7)、推拉杆(9)、左旋螺母(6)和右旋螺母(8)；
从动件(2)包括：滑块(10)、导向杆轴承(11)、导向杆轴承端盖(12)、销轴轴承(13)、销轴(14)；
推拉杆(9)通过销轴(14)与滑块(10)相连，滑块(10)与销轴(14)之间设置销轴轴承(13)；
执行件(3)包括：导向杆(15)、桨杆(16)、压块(17)、加强杆(18)、桨叶(19)；
机架轴包括：主轴(20)、主轴轴承(21)、主轴轴承座(22)、顶筒(23)、顶板(24)、顶杆(25)；
推拉式低频振动台(4)通过其输出杆前端的花盘与推拉杆座(5)连接，推拉杆座(5)与推拉杆(9)通过调节杆(7)连接，调节杆(7)调节距离完毕后，用左旋螺母(6)和右旋螺母(8)锁紧；
滑块(10)中部有孔，滑块(10)套在导向杆(15)上，在滑块(10)和导向杆(15)之间设置导向杆轴承(11)，并用导向杆轴承端盖(12)对导向杆轴承(11)轴向限位；导向杆(15)与压块(17)连接，压块(17)与主轴(20)固定，主轴(20)两端由主轴轴承(21)支撑，主轴轴承(21)安装在主轴轴承座(22)内；主轴(20)上固定桨杆(16)，桨杆(16)下端固定桨叶(19)；
推拉式低频振动台(4)的输出杆作直线往复运动时，带动推栏杆(9)作直线往复运动，从而带动滑块(10)绕推拉杆(9)端部销轴(14)转动的同时沿导向杆(15)上下往复直线运动；滑块(10)带动主轴(20)和固定在主轴(20)上的导向杆(15)、桨杆(16)绕主轴轴线往复摆动，从而带动桨叶(19)往复摆动。
2.如权利要求1所述的一种出流试验用摆桨式液体扰动装置，其特征在于，推拉式低频振动台(4)的输出杆在电动机的带动下作往复直线运动；其电动机是变频电机，实现运动频率的调节；通过输出杆的运动频率可以调节桨叶(19)的摆动频率。
3.如权利要求2所述的一种出流试验用摆桨式液体扰动装置，其特征在于，推拉杆与推拉式低频振动台(4)通过推拉杆座(5)和调节杆(7)连接，调节杆(7)一端为左旋螺纹副，另一端为右旋螺纹副，通过转动调节杆(7)调节推拉杆与推拉式低频振动台(4)的连接长度，通过调节连接长度调节桨叶(19)摆动起始角度，摆动幅度。
4.如权利要求3所述的一种出流试验用摆桨式液体扰动装置，其特征在于，推拉杆(9)与滑块(10)用销轴(14)连接，滑块(10)绕销轴(14)轴线转动，滑块(10)与销轴(14)之间设置销轴轴承(13)；同时滑块(10)中部有孔，孔内设置导向杆轴承(11)，该孔套在导向杆(15)上，滑块(10)沿导向杆(15)直线运动。
5.如权利要求4所述的一种出流试验用摆桨式液体扰动装置，其特征在于，主轴(20)由两个主轴轴承(21)支撑，主轴轴承(21)安装在主轴轴承座(22)上；主轴(20)上固定压块(17)和桨杆(16)，压块(17)与导向杆(15)相连接，导向杆(15)带动主轴(20)、压块(17)和桨杆(16)绕主轴轴线摆动；顶筒(23)、顶板(24)和顶杆(25)对主轴(20)进行轴向限位。
6.如权利要求5所述的一种出流试验用摆桨式液体扰动装置，其特征在于，桨杆(16)沿其轴向设有一排孔，通过连接不同的孔与主轴(20)改变桨杆(16)与主轴(20)的相对位置，实现桨叶(19)入水深度的分级调整。
7.如权利要求6所述的一种出流试验用摆桨式液体扰动装置，其特征在于，桨叶(19)为方形铝板或底部两侧带翻边的方形铝板，其与桨杆(16)连接；通过桨杆(16)的摆动带动桨叶(19)摆动，实现对液体的扰动；在两个桨杆(19)之间用加强杆(18)进行连接。
一种出流试验用摆桨式液体扰动装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种液体扰动装置，尤其涉及出流试验用摆桨式液体扰动装置。
背景技术
[0002] 本发明是结合我国的运载火箭贮箱的地面出流试验而发明的。目前我国的大部分火箭都是液体运载火箭，其使用的发动机为液体火箭发动机，这就要求火箭携带大量的液体推进剂供发动机使用。火箭飞行时，随着火箭燃料的不断减少，贮箱内的推进剂在出流末期会出现漩涡或液面塌陷，使进入输送管路的推进剂穿通或夹气，而推进剂夹气可能引起涡轮泵气蚀，严重影响发动机正常工作。漩涡和塌陷是一个与很多因素有关的复杂现象，至今未能获得具有普遍意义的数学模型，因而在解决出口处漩涡和塌陷的问题时，主要利用试验手段。火箭贮箱的地面出流试验就是为了防止或推迟漩涡和塌陷的发生而设计的。
[0003] 火箭飞行时，液体推进剂并不是静止不动的，它会随火箭飞行姿态的变化而发生晃动，也会在发动机振动、气动噪声等振源的激励下而发生晃动。为了模拟液体推进剂在飞行过程中的晃动情况，贮箱地面出流试验需要对模拟介质液体进行扰动。贮箱地面出流试验中，需要在出流的同时对模拟介质液体进行扰动，但试验贮箱容积很大，加注了大量的模拟介质，对贮箱整体晃动比较困难，所以改为对贮箱上半部分液体施加扰动。该发明就是为了实现对模拟介质液体进行扰动而研制的。
发明内容
[0004] 有鉴于此，为了解决上述问题，本发明的目的是在于提供一种出流试验用摆桨式液体扰动装置，该装置能够调节桨叶的入水深度、摆动的起始角度、摆动幅度和摆动频率，结构简单，操作方便，成本低廉，很好地解决了出流试验中对模拟介质液体进行扰动的问题。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006] 一种出流试验用摆桨式液体扰动装置，其中，包括：主动件、从动件、执行件，构成摆动导杆滑块机构；主动件为驱动部分，为水平布置的杆状部件，在主动件的一端，设置从动件，从动件为滑块部件，可以转动地固定在主动件的一端；执行件为上下方向布置的摆动导杆；从动件连接于执行件，沿着执行件的杆结构滑动；在从动件滑动行程之外，在从动件的以下的位置，设置用于执行件摆动的机架轴；
[0007] 主动件作水平方向的往复直线运动，带动从动件沿执行件轴线作上下方向直线运动，同时绕主动件一端转动，从动件带动执行件绕机架轴作往复摆动运动。
[0008] 如上所述的一种出流试验用摆桨式液体扰动装置，其中，
[0009] 所述主动件包括：推拉式低频振动台的输出杆、推拉杆座、调节杆、推拉杆、左旋螺母和右旋螺母；
[0010] 从动件包括：滑块、导向杆轴承、导向杆轴承端盖、销轴轴承、销轴；
[0011] 推拉杆通过销轴与滑块相连，滑块与销轴之间设置销轴轴承；
[0012] 执行件包括：导向杆、桨杆、压块、加强杆、桨叶；
[0013] 机架轴包括：主轴、主轴轴承、主轴轴承座、顶筒、顶板、顶杆；
[0014] 推拉式低频振动台通过其输出杆前端的花盘与推拉杆座连接，推拉杆座与推拉杆通过调节杆连接，调节杆调节距离完毕后，用左旋螺母和右旋螺母锁紧；
[0015] 滑块中部有孔，滑块套在导向杆上，在滑块和导向杆之间设置导向杆轴承，并用导向杆轴承端盖对导向杆轴承轴向限位；导向杆与压块连接，压块与主轴固定，主轴两端由主轴轴承支撑，主轴轴承安装在主轴轴承座内；主轴上固定桨杆，桨杆下端固定桨叶；
[0016] 推拉式低频振动台的输出杆作直线往复运动时，带动推栏杆作直线往复运动，从而带动滑块绕推拉杆端部销轴转动的同时沿导向杆上下往复直线运动；滑块带动主轴和固定在主轴上的导向杆、桨杆绕主轴轴线往复摆动，从而带动桨叶往复摆动。
[0017] 如上所述的一种出流试验用摆桨式液体扰动装置，其中，
[0018] 推拉式低频振动台的输出杆在电动机的带动下作往复直线运动；其电动机是变频电机，实现运动频率的调节；通过输出杆的运动频率可以调节桨叶的摆动频率。
[0019] 如上所述的一种出流试验用摆桨式液体扰动装置，其中，
[0020] 推拉杆与推拉式低频振动台通过推拉杆座和调节杆连接，调节杆一端为左旋螺纹副，另一端为右旋螺纹副，通过转动调节杆调节推拉杆与推拉式低频振动台的连接长度，通过调节连接长度调节桨叶摆动起始角度，摆动幅度。
[0021] 如上所述的一种出流试验用摆桨式液体扰动装置，其中，
[0022] 推拉杆与滑块用销轴连接，滑块绕销轴轴线转动，滑块与销轴之间设置销轴轴承；同时滑块中部有孔，孔内设置导向杆轴承，该孔套在导向杆上，滑块沿导向杆直线运动。
[0023] 如上所述的一种出流试验用摆桨式液体扰动装置，其中，
[0024] 主轴由两个主轴轴承支撑，主轴轴承安装在主轴轴承座上；主轴上固定压块和桨杆，压块与导向杆相连接，导向杆带动主轴、压块和桨杆绕主轴轴线摆动；顶筒、顶板和顶杆对主轴进行轴向限位。
[0025] 如上所述的一种出流试验用摆桨式液体扰动装置，其中，
[0026] 桨杆沿其轴向设有一排孔，通过连接不同的孔与主轴改变桨杆与主轴的相对位置，实现桨叶入水深度的分级调整。
[0027] 如上所述的一种出流试验用摆桨式液体扰动装置，其中，
[0028] 桨叶为方形铝板或底部两侧带翻边的方形铝板，其与桨杆连接；通过桨杆的摆动带动桨叶摆动，实现对液体的扰动；在两个桨杆之间用加强杆进行连接。
[0029] 本发明的有益效果：本发明结合现有试验条件，通过合理的机构设计，实现了对桨叶入水深度、摆动的起始角度、摆动幅度和摆动频率的调节。该装置结构简单，操作方便，成本低廉，很好地解决了出流试验中对模拟介质液体进行扰动的问题。
附图说明
[0030] 图1为本发明的机构原理示意图。
[0031] 图2为本发明的主视示意图。
[0032] 图3为本发明的俯视示意图和滑块部分的剖面示意图。
[0033] 图4为本发明的左视示意图。
[0034] 图5为本发明的工作示意图。
[0035] 其中，1是主动件，2是从动件，3是执行件，4是推拉式低频振动台，5是推拉杆座，6是左旋螺母，7是调节杆，8是右旋螺母，9是推拉杆，10是滑块，11是导向杆轴承，12是导向杆轴承端盖，13是销轴轴承，14是销轴，15是导向杆，16是桨杆，17是压块，18是加强杆，19是桨叶，20是主轴，21和22是主轴轴承和主轴轴承座，23是顶筒，24是顶板，25是顶杆，26是试验贮箱和输送管路。
具体实施方式
[0036] 下面结合附图和实施例对本发明进行进一步描述。
[0037] 图1是本发明的机构原理示意图。一种出流试验用摆桨式液体扰动装置包括驱动部分、从动部分和执行部分。驱动部分为推拉式低频振动台，能够进行位移调节，电机为变频电机，能够调节运动频率；从动部分为导杆滑块机构，包括推拉杆座、调节杆、推拉杆、滑块、导向杆和滑动轴承等；执行部分包括主轴、主轴轴承和主轴轴承座、顶筒、顶板、顶杆、固定在主轴上的桨杆以及固定在桨杆上的桨叶等。从动部分和执行部分共同组成了摆动导杆滑块机构，实现了直线运动向摆动的转变。
[0038] 主动件1为驱动部分，从动件2为滑块，执行件3为摆动导杆，它们共同构成了一个摆动导杆滑块机构。主动件1作往复直线运动，带动从动件2沿执行件3轴线作直线运动的同时绕主动件1左端轴转动，从动件2带动执行件3绕机架轴作往复摆动运动。
[0039] 结合图2、图3和图4对本发明作一下详细说明。
[0040] 在本实施例中，具有如下结构关系。
[0041] 所述主动件1包括：推拉式低频振动台4的输出杆、推拉杆座5、调节杆7、推拉杆9、左旋螺母6和右旋螺母8；
[0042] 从动件2包括：滑块10、导向杆轴承11、导向杆轴承端盖12、销轴轴承13、销轴14；
[0043] 执行件3包括：导向杆15、桨杆16、压块17、加强杆18、桨叶19；
[0044] 机架轴包括：主轴20、主轴轴承21、主轴轴承座22、顶筒23、顶板24、顶杆25。
[0045] 推拉式低频振动台4通过其输出杆前端的花盘与推拉杆座5连接，推拉杆座5与推拉杆9通过调节杆7连接，调节杆7调节距离完毕后，用左旋螺母6和右旋螺母8锁紧。推拉杆9通过销轴14与滑块10相连，滑块10与销轴14之间设置销轴轴承13。滑块10中部有孔，滑块10套在导向杆15上，在滑块10和导向杆15之间设置导向杆轴承11，并用导向杆轴承端盖12对导向杆轴承11轴向限位。导向杆15与压块17连接，压块17与主轴20固定，主轴20两端由主轴轴承21支撑，主轴轴承21安装在主轴轴承座22内。主轴20上固定桨杆16，桨杆16下端固定桨叶19。推拉式低频振动台1作直线往复运动时，带动推栏杆9作直线往复运动，从而带动滑块10绕推拉杆9端部销轴14转动的同时沿导向杆15上下往复直线运动。滑块10带动主轴20和固定在主轴20上的导向杆15、桨杆16绕主轴轴线往复摆动，从而带动桨叶19往复摆动，实现了对液体的扰动。
[0046] 推拉式低频振动台4的输出杆在电动机的带动下作往复直线运动；其输出杆往复运动的位移是可以调节的；其电动机是变频电机，可以实现运动频率的调节。通过调节输出杆运动位移可以调节桨叶19摆动起始角度，摆动幅度；通过输出杆的运动频率可以调节桨叶19的摆动频率。
[0047] 推拉杆与推拉式低频振动台4通过推拉杆座5和调节杆7连接，调节杆7一端为左旋螺纹副，另一端为右旋螺纹副，通过转动调节杆7调节推拉杆与推拉式低频振动台1的连接长度。通过调节连接长度可以调节桨叶摆动起始角度，摆动幅度。
[0048] 推拉杆9与滑块10用销轴14连接，滑块10能绕销轴14轴线转动，滑块10与销轴14之间设置销轴轴承13；同时滑块10中部有孔，孔内设置导向杆轴承11，该孔套在导向杆15上，滑块10能沿导向杆15直线运动。
[0049] 滑块10在导向杆15上的相对位置是可以调整的，通过调整滑块10和导向杆15的相对位置也能调节摆动幅度。
[0050] 主轴20由两个主轴轴承21支撑，主轴轴承21安装在主轴轴承座22上；主轴20上固定压块17和桨杆16，压块17与导向杆15相连接，导向杆15带动主轴20、压块17和桨杆16绕主轴轴线摆动。为防止主轴20沿主轴20轴线轴向窜动，用顶筒23、顶板24和顶杆25对主轴20进行轴向限位。
[0051] 桨杆16沿其轴向设有一排孔，通过不同的孔与主轴20连接改变桨杆16与主轴20的相对位置，实现桨叶19入水深度的分级调整。
[0052] 桨叶19为方形铝板或底部两侧带翻边的方形铝板，其与桨杆16连接。通过桨杆16的摆动带动桨叶19摆动，实现对液体的扰动。为了加强两个桨杆19的刚度和强度，在两个桨杆19之间用加强杆18进行连接。
[0053] 上面对本发明的实施例作了详细说明，上述实施方式仅为本发明的最优实施例，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
