專利名稱：一種用于研究水下氣體射流以及超空泡的組合式水箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及流體力學(xué)中研究流體動力學(xué)行為及特性的實(shí)驗(yàn)裝置，尤其是涉及一種用于研究水下氣體射流以及超空泡的組合式水箱。
背景技術(shù)：
水下超聲速氣體射流氣體是氣體以超聲速的速度從噴嘴噴出，在水中形成復(fù)雜的氣液兩相流，這種射流在軍工、化工等行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，如水下切割技術(shù)。在相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究中，涉及了研究超聲速氣體射流在不同受限環(huán)境下的相關(guān)現(xiàn)象，比如氣體射流在不同大小的水箱下的情況，不同的射流環(huán)境對于水下氣體射流會有不同的影響，較大水箱能夠使得射流自由且充分發(fā)展，以便觀察射流的演變狀況，氣液界面不穩(wěn)定性，氣液兩相流摻混等現(xiàn)象。同時(shí)，隨著水箱裝置材料、加工成本等價(jià)格走高因素的影響，迫切需要一種低成本，多功能適用的水下超聲速氣體射流水箱。在研究水下高速運(yùn)動物體(例如魚雷)誘導(dǎo)的超空泡水動力學(xué)現(xiàn)象時(shí)，也同樣要使用水箱裝置，而如何有效地使用水箱以及實(shí)驗(yàn)室空間，是科研人員必須解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容針對上述背景技術(shù)中所存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于研究水下氣體射流以及超空泡的組合式水箱，可開展在不同大小的水箱下進(jìn)行氣體射流實(shí)驗(yàn)研究。這樣，既可避免不銹鋼水箱因巨大重量不易移動的缺點(diǎn)，又能實(shí)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)后迅速拆分轉(zhuǎn)移水箱的目的。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是本實(shí)用新型包括兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的側(cè)面開有法蘭孔的水箱，兩個(gè)水箱開有法蘭孔相對的另一側(cè)面敞口，兩個(gè)水箱另外兩個(gè)側(cè)面分別開有觀察窗，兩個(gè)水箱上面敞口，兩個(gè)水箱的敞口側(cè)面通過密封條聯(lián)接成為一體，每個(gè)觀察窗上依次安裝密封條和透明有機(jī)玻璃后聯(lián)接成一體，其中一個(gè)水箱法蘭孔中安裝噴嘴系統(tǒng)，另一個(gè)水箱法蘭孔安裝法蘭蓋板。所述的兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的側(cè)面開有法蘭孔的水箱之間還連接1-3個(gè)過渡水箱，每個(gè)過渡水箱與兩個(gè)側(cè)面開有法蘭孔的水箱敞口相對的兩側(cè)均為敞口，相鄰水箱的敞口側(cè)面分別通過密封條聯(lián)接成為一體，每個(gè)過渡水箱另外兩個(gè)側(cè)面分別開有觀察窗，每個(gè)觀察窗上依次安裝密封條和透明有機(jī)玻璃后聯(lián)接成一體。所述的噴嘴系統(tǒng)包括噴嘴套筒、連接管、噴嘴、噴嘴懸掛板和密封圈；噴嘴套筒的一端安裝噴嘴后插入一個(gè)側(cè)面開有法蘭孔的水箱內(nèi)， 通過密封圈和噴嘴懸掛板聯(lián)接成一體，位于開有法蘭孔的水箱外的噴嘴套筒的一端安裝有連接管。所述的兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的側(cè)面開有法蘭孔的水箱和1-3個(gè)過渡水箱的底部分別置于各自的小車底板上，小車底板經(jīng)各自的支撐架與各自的萬向輪連接。本實(shí)用新型具有的有益效果是本實(shí)用新型采用開有法蘭孔的水箱和1-3個(gè)過渡水箱，通過對接聯(lián)接后得到不同大小的可用于水下超聲速氣體射流的實(shí)驗(yàn)水箱，對于不同實(shí)驗(yàn)要求下水箱能夠隨時(shí)調(diào)整使用，采用開有法蘭孔的水箱和過渡水箱的組合拆卸，使得實(shí)驗(yàn)用的水箱能夠具有組裝方便， 可以對水下超聲速氣體射流進(jìn)行多實(shí)驗(yàn)環(huán)境的研究。同時(shí)，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，裝卸容易，方便實(shí)用，成本低廉，易于推廣。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中A的放大圖。圖3是圖1中B的放大圖。圖4是圖1中C-C的剖視圖。圖中1、觀察窗，2、開有法蘭孔的水箱，3、過渡水箱，4、法蘭蓋板，5、小車底板，6、 支撐架，7、螺釘，8、萬向輪，9、噴嘴套筒，10、螺旋副，11、噴嘴懸掛板，12、法蘭，13、密封圈， 14、密封條，15、透明有機(jī)玻璃，16、水箱壁，17、螺紋柱，18、焊接點(diǎn)，19、連接管，20、噴嘴。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。如圖1、圖4所示，本實(shí)用新型包括兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的側(cè)面開有法蘭孔的水箱2，兩個(gè)水箱開有法蘭孔相對的另一側(cè)面敞口，兩個(gè)水箱另外兩個(gè)側(cè)面分別開有觀察窗1，兩個(gè)水箱 2上面敞口，兩個(gè)水箱2的敞口側(cè)面通過密封條14用螺旋副10聯(lián)接成為一體，每個(gè)觀察窗 1上依次安裝密封條14和透明有機(jī)玻璃15后用螺旋副10聯(lián)接成一體，聯(lián)接方式為先將螺紋柱17的一端焊接在水箱壁16上，圖4中焊接點(diǎn)18，螺紋柱17的另一端用螺母固定，其中一個(gè)水箱法蘭孔中安裝噴嘴系統(tǒng)9，另一個(gè)水箱法蘭孔安裝法蘭蓋板4。開有觀察窗1可以讓實(shí)驗(yàn)者在實(shí)驗(yàn)時(shí)清晰地觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。如圖1、圖3所示，兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的側(cè)面開有法蘭孔的水箱2之間還連接1-3個(gè)過渡水箱3，每個(gè)過渡水箱3與兩個(gè)側(cè)面開有法蘭孔的水箱2敞口相對的兩側(cè)均為敞口，相鄰水箱的敞口側(cè)面分別通過密封條14用螺旋副10聯(lián)接成為一體，每個(gè)過渡水箱3另外兩個(gè)側(cè)面分別開有觀察窗，每個(gè)觀察窗1上依次安裝密封條14和透明有機(jī)玻璃15后用螺旋副 10聯(lián)接成一體。如圖2所示，噴嘴系統(tǒng)包括噴嘴套筒9、連接管19、噴嘴20、噴嘴懸掛板11和密封圈13 ；噴嘴套筒9的一端安裝噴嘴20后插入一個(gè)側(cè)面開有法蘭孔12的水箱內(nèi)，通過密封圈13和噴嘴懸掛板11用螺旋副10聯(lián)接成一體，位于開有法蘭孔的水箱外的噴嘴套筒9的一端安裝有連接管19。連接管19可以連接到電磁閥，電磁閥前面連有動力源，噴嘴系統(tǒng)組合后，保證研究水下氣體射流的實(shí)驗(yàn)裝置的搭建。如圖1所示，兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的側(cè)面開有法蘭孔的水箱和1-3個(gè)過渡水箱的底部分別置于各自的小車底板5上，小車底板5經(jīng)各自的支撐架6與各自的萬向輪8連接，萬向輪 8用螺釘7聯(lián)接。小車底板5、支撐架6和萬向輪8三者連接為一整體，可以支撐并且移動水箱。當(dāng)上述所有的部件都組合完成后就得到了一個(gè)可以研究水下氣體射流的實(shí)驗(yàn)水槽，將水灌入水槽，直至淹沒噴嘴系統(tǒng)一定程度后，開啟電磁閥，隨著動力源提供源源不斷的氣體，通過噴嘴后氣體變成超聲速后再射入水中，同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)時(shí)利用高速攝影儀或者紋影儀等設(shè)備，通過觀察窗拍攝實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。用兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的開有法蘭孔的水箱2之間連接1-3個(gè)過渡水箱3可以任意組裝成為不同實(shí)驗(yàn)條件所需的組合水箱，用該方法得到研究水下氣體射流以及超空泡的組合水箱，具有實(shí)驗(yàn)條件可變，操作簡單方便的優(yōu)點(diǎn)，值得推廣。本實(shí)用新型實(shí)施例中共有四個(gè)獨(dú)立水箱的尺寸都為 lxlxl.5 m3，并且每個(gè)水箱都在側(cè)壁兩側(cè)開了 0.8x1.1 m2大小的觀察窗，觀察窗被透明有機(jī)玻璃覆蓋，水箱可以隨心所欲的組裝為不同大小(2x1x1.5 m3, 3x1x1.5 m3, 4x1x1.5 m3)的實(shí)驗(yàn)水箱。實(shí)驗(yàn)水槽全部連接安裝完成后，其中一個(gè)法蘭筒內(nèi)懸掛噴嘴，水箱內(nèi)盛滿一定的水且浸沒噴嘴，當(dāng)噴嘴噴出高速氣體進(jìn)入水中，利用高速攝影儀、照相機(jī)、紋影儀等實(shí)驗(yàn)設(shè)備研究水下超聲速氣體射流。
權(quán)利要求1.一種用于研究水下氣體射流以及超空泡的組合式水箱，其特征在于包括兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的側(cè)面開有法蘭孔的水箱，兩個(gè)水箱開有法蘭孔相對的另一側(cè)面敞口，兩個(gè)水箱另外兩個(gè)側(cè)面分別開有觀察窗，兩個(gè)水箱上面敞口，兩個(gè)水箱的敞口側(cè)面通過密封條聯(lián)接成為一體，每個(gè)觀察窗上依次安裝密封條和透明有機(jī)玻璃后聯(lián)接成一體，其中一個(gè)水箱法蘭孔中安裝噴嘴系統(tǒng)，另一個(gè)水箱法蘭孔安裝法蘭蓋板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于研究水下氣體射流以及超空泡的組合式水箱，其特征在于所述的兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的側(cè)面開有法蘭孔的水箱之間還連接1-3個(gè)過渡水箱，每個(gè)過渡水箱與兩個(gè)側(cè)面開有法蘭孔的水箱敞口相對的兩側(cè)均為敞口，相鄰水箱的敞口側(cè)面分別通過密封條聯(lián)接成為一體，每個(gè)過渡水箱另外兩個(gè)側(cè)面分別開有觀察窗，每個(gè)觀察窗上依次安裝密封條和透明有機(jī)玻璃后聯(lián)接成一體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于研究水下氣體射流以及超空泡的組合式水箱，其特征在于所述的噴嘴系統(tǒng)包括噴嘴套筒(9)、連接管(19)、噴嘴(20)、噴嘴懸掛板(11)和密封圈(13)；噴嘴套筒(9)的一端安裝噴嘴(20)后插入一個(gè)側(cè)面開有法蘭孔的水箱內(nèi)，通過密封圈(13)和噴嘴懸掛板(11)聯(lián)接成一體，位于開有法蘭孔的水箱外的噴嘴套筒(9)的一端安裝有連接管(19)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于研究水下氣體射流以及超空泡的組合式水箱， 其特征在于所述的兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的側(cè)面開有法蘭孔的水箱和1-3個(gè)過渡水箱的底部分別置于各自的小車底板上，小車底板經(jīng)各自的支撐架與各自的萬向輪連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于研究水下氣體射流以及超空泡的組合式水箱。包括兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的側(cè)面開有法蘭孔的水箱，兩個(gè)水箱側(cè)面相對的另一側(cè)面敞口，兩個(gè)水箱另外兩個(gè)側(cè)面分別開有觀察窗，兩個(gè)水箱上面敞口，兩個(gè)水箱的敞口側(cè)面通過密封條聯(lián)接成為一體，每個(gè)觀察窗上依次安裝密封條和透明有機(jī)玻璃后聯(lián)接成一體，其中一個(gè)水箱法蘭孔中安裝噴嘴系統(tǒng)，另一個(gè)水箱法蘭孔安裝法蘭蓋板。在兩個(gè)側(cè)面開有法蘭孔的水箱之間還可連接1-3個(gè)過渡水箱。通過對接后得到不同大小的實(shí)驗(yàn)水箱，使得實(shí)驗(yàn)用的水箱能夠具有組裝方便，可以對水下超聲速氣體射流進(jìn)行多實(shí)驗(yàn)環(huán)境的研究。同時(shí)，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，裝卸容易，方便實(shí)用，成本低廉，易于推廣。
文檔編號G01M10/00GK202255829SQ20112039107
公開日2012年5月30日 申請日期2011年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月14日
發(fā)明者施紅輝, 董若凌, 陳帥 申請人:浙江理工大學(xué)