一种振幅可调式模拟海上油船晃动的试验装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种振幅可调式模拟海上油船晃动的试验装置，属于机械【技术领域】。它解决了现有技术中缺乏专门的晃动模拟试验装置等问题。本振幅可调式模拟海上油船晃动的试验装置包括框架本体、安装板、摆动板、支撑架、液压缸和两根竖直固定的支撑柱，框架本体包括呈矩形框状的底部框体和上部框体，底部框体的四个边角上分别固连有立杆，上部框体通过立杆固连在底部框体上方，框架本体其中两根立杆上设置有铰接板一，另外两根立杆上设置有铰接板二，在两根支撑柱上分别水平固连有转轴，其中一根转轴转动穿设在铰接板一上，另外一根转轴转动穿设在铰接板二上。本实用新型具有设计合理、自动化程度高、通用性强的优点。
【专利说明】一种振幅可调式模拟海上油船晃动的试验装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于机械【技术领域】，涉及一种试验装置，特别是一种振幅可调式模拟 海上油船晃动的试验装置。
【背景技术】
[0002] 海洋运输是国际间商品交换中最重要的运输方式之一，货物运输量占全部国际货 物运输量的比例大约在80%以上。它利用天然海洋通道，船舶吨位一般不受限制，具有运量 大、成本低等优点。船舶海上储运石油是海洋运输的一大组成部分，船舶海上储运石油作为 一种高风险的作业过程，近些年来海上石油泄漏、油舱爆炸事故也经常发生，因此，人们越 来越关注如何降低船舶海上储运石油的风险。
[0003] 船舶海上储运石油的风险主要来自货物，而储运过程中油舱内液货热质传递行为 直接影响到油舱液相区的温度分布、气相区的VOCs浓度分布以及挥发出舱的VOCs浓度与 速度等影响作业安全的关键物理量及其行为特征。因此控制液货气液热质传递行为对于保 持原油品质、防止油气爆炸以及减少大气污染有直接影响，也关系到石油储运安全和节能 减排目标的实现。相关研究表明界面湍动对气液传质存在明显影响，因此在研究海上液货 舱热质传递行为时必须考虑晃荡因素。
[0004] 晃荡是一个广义的范畴，它是指容器内流体介质的运动。目前晃荡舱研究是一个 热点，但人们主要关注了液体晃荡对船舶结构冲击破坏的液固耦合力学问题，而针对液货 舱中原油这种挥发物质，晃荡因素影响其热质传递规律的研究基本没有人涉及，并且现在 也缺乏专门的晃动模拟试验装置来进行物理模型实验研究，造成人们对液货状态变化机理 认识滞后，导致无法科学控制船舶油气储运过程中油气泄漏、爆炸和大气污染等风险。
【发明内容】
[0005] 本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种振幅可调式模拟 海上油船晃动的试验装置，本试验装置能用于模拟海上油船晃动造成的液货舱中燃油晃 动。
[0006] 本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种振幅可调式模拟海上油船晃 动的试验装置，其特征在于，本试验装置包括框架本体、安装板、摆动板、支撑架、液压缸和 两根坚直固定的支撑柱，所述框架本体设置在两根支撑柱之间，所述框架本体包括呈矩形 框状的底部框体和上部框体，所述底部框体内设置有用于固定试验水箱的支撑结构，所述 底部框体的四个边角上分别固连有立杆，所述上部框体通过立杆固连在底部框体上方，所 述框架本体其中两根立杆上设置有铰接板一，另外两根立杆上设置有铰接板二，在两根支 撑柱上分别水平固连有转轴，两根支撑柱上的转轴同轴心，其中一根转轴转动穿设在铰接 板一上，另外一根转轴转动穿设在铰接板二上，所述安装板固连在所述立杆上，该安装板与 所述铰接板一相互垂直，所述支撑架设置于框架本体一侧并与安装板相对，所述摆动板垂 直固连在安装板上，所述摆动板上滑动设置有滑块，所述液压缸滑动设置在所述支撑架上 并位于摆动板上方，所述液压缸的推杆坚直向下且推杆的下端铰接在所述滑块上。
[0007] 在进行晃动模拟试验时，试验水箱设置在底部框体内通过支撑结构固定。铰接板 一和铰接板二固定在框架本体上，而铰接板一和铰接板二分别通过转轴铰接在支撑柱上， 因此当液压缸推杆的上下伸缩作用在滑块上时，液压缸带动摆动板摆动，继而实现框架本 体的晃动，框架本体的晃动便是模拟船体晃动的过程，根据这样的试验可以分析出典型扰 动引起晃荡对自由液面情况下的气、液相区原油热质传递过程的影响，并针对不同扰动分 别遴选出相关度强的影响因子并总结其作用强度。在本装置中，控制振幅的因素是液压缸 的行程和滑块与转轴之间的距离，在液压缸行程一定的条件下，控制振幅的因素就是滑块 与转轴之间的距离。当滑块向安装板一侧移动时，滑块与转轴之间的距离减小，此时框架本 体的振幅增大；当滑块方向性移动时，滑块与转轴之间的距离减大，此时框架本体的振幅减 小。本装置能够方便调节框架本体晃动时振幅的大小，因此能满足不同的试验要求，具有通 用性强的有优点。作为优选，本装置选用行程为300mm的液压缸，框架本体晃动的振幅在 9°至IJ 15°之间。
[0008] 在上述的振幅可调式模拟海上油船晃动的试验装置中，所述摆动板的上板面上开 设有滑槽，所述滑槽的长度方向与安装板板面垂直，所述滑块滑动设置在所述滑槽内。
[0009] 在上述的振幅可调式模拟海上油船晃动的试验装置中，所述支撑架包括坚直固定 的立柱和水平固连在立柱上端的横杆，所述液压缸滑动设置在所述横杆上。
[0010] 在上述的振幅可调式模拟海上油船晃动的试验装置中，所述支撑结构包括底板和 挡条，所述底板呈矩形板状，底板的数量为两块，两块底板分别抵靠于底部框体相对的两侧 边上，所述挡条具有两根，其中一根挡条固连在其中一块底板上，另外一根挡条固连在另外 一块底板上。
[0011] 在上述的振幅可调式模拟海上油船晃动的试验装置中，所述底板上开设有定位孔 一，所述挡条上开设有定位孔二，所述定位孔一和定位孔二之间穿设有将挡条固定在底板 上的螺栓。
[0012] 在上述的振幅可调式模拟海上油船晃动的试验装置中，所述铰接板一和铰接板二 呈矩形板状，所述铰接板一和铰接板二的中部分别开设有铰接孔，所述铰接孔内设置有轴 承，所述转轴的一端固连在所述支撑柱上，所述转轴的另一端穿设在所述轴承内。
[0013] 在上述的振幅可调式模拟海上油船晃动的试验装置中，本试验装置还包括基板， 所述支撑架立柱的下端、支撑柱的下端均固连在所述基板上。
[0014] 与现有技术相比，本振幅可调式模拟海上油船晃动的试验装置具有以下优点：
[0015] 1、本试验装置能用于模拟海上游船晃动造成的液货舱中燃油晃动，以得出晃动对 燃油热质传递规律的影响，同时晃动时振幅的大小可以调节，因此能根据不同的试验要求 进行不同的试验，具有设计合理、自动化程度高、通用性强的优点。
[0016] 2、本试验装置还具有运行稳定、结构简单、制造成本低等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1是本实用新型的立体结构示意图；
[0018] 图2是本实用新型的正视结构示意图；
[0019] 图3是本实用新型的侧视结构示意图；
[0020] 图4是底板和底部框体的结构示意图；
[0021] 图5是挡条的立体结构示意图。
[0022] 图中，1、框架本体；la、底部框体；lb、上部框体；lc、立杆；2、安装板；3、摆动板； 4、支撑架；4a、立柱；4b、横杆；5、液压缸；6、支撑柱；7、铰接板一；8、铰接板二；9、转轴；10、 滑块；11、滑槽；12、底板；13、挡条；14、定位孔一；15、定位孔二；16、铰接孔；17、基板；18、 试验水箱。
【具体实施方式】
[0023] 以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步 的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
[0024] 如图1、2和3所示，本振幅可调式模拟海上油船晃动的试验装置包括框架本体1、 基板17、摆动板3、支撑架4、液压缸5和两根坚直固定的支撑柱6,支撑柱的下端均固连在 基板17上，框架本体1设置在两根支撑柱6之间，框架本体1包括呈矩形框状的底部框体 la和上部框体lb，底部框体la内设置有用于固定试验水箱18的支撑结构。具体地，如图 4和图5所示，该支撑结构包括底板12和挡条13,底板12呈矩形板状，底板12的数量为两 块，两块底板12分别抵靠于底部框体la相对的两侧边上，挡条13具有两根，其中一根挡条 13固连在其中一块底板12上，另外一根挡条13固连在另外一块底板12上。挡条13与底 板12的连接方式具体为：底板12上开设有定位孔一 14,挡条13上开设有定位孔二15,定 位孔一 14和定位孔二15之间穿设有将挡条13固定在底板12上的螺栓。
[0025] 如图1和2所示，在底部框体la的四个边角上分别固连有立杆lc，上部框体lb通 过立杆lc固连在底部框体la上方，框架本体1其中两根立杆lc上设置有铰接板一 7,另外 两根立杆lc上设置有铰接板二8,铰接板一 7和铰接板二8呈矩形板状，铰接板一 7和铰接 板二8的中部开设有铰接孔16,铰接孔16内设置有轴承，在两根支撑柱6上分别水平固连 有转轴9,两支撑柱6上的转轴9同轴心，其中一根转轴9的一端固连在与铰接板一 7相对 的支撑柱6上，另一端穿设在铰接板一 7上的轴承内，另外一根转轴9的一端固连在与铰接 板二8相对的支撑柱6上，另一端穿设在铰接板二8上的轴承内。安装板2固连在立杆lc 上，该安装板2与铰接板一 7相互垂直。支撑架4设置于框架本体1一侧并与安装板2相 对，该支撑架4包括坚直固定的立柱4a和水平固连在立柱4a上端的横杆4b，支撑架4立柱 4a的下端固连在基板17上，摆动板3垂直固连在安装板2上，摆动板3的上板面上开设有 滑槽11，滑槽11的长度方向与安装板2板面垂直，在摆动板3位于水平位置时，横杆4b与 滑槽11两者的长度方向相互平行，在滑槽11内动设置有滑块10,液压缸5滑动设置在横杆 4b上并位于摆动板3上方，液压缸5能在支撑架4上水平移动且液压缸5的滑动方向与滑 块10的滑动方向平行，液压缸5的推杆坚直向下且推杆的下端铰接在滑块10上。
[0026] 在进行晃动模拟试验时，试验水箱18设置在底部框体内的底板12上，并根据试验 水箱18的大小调整两根挡条13之间的位置距离，使两根挡条13夹紧固定试验水箱18。由 于铰接板一 7和铰接板二8固定在框架本体1上，而铰接板一 7和铰接板二8分别通过转 轴9铰接在支撑柱6,因此当液压缸5推杆的上下伸缩作用在滑块10上时，液压缸5带动摆 动板3摆动，继而实现框架本体1的晃动，模拟船体晃动，分析典型扰动引起晃荡对自由液 面情况下的气、液相区原油热质传递过程的影响机制，针对不同扰动分别遴选出相关度强 的影响因子并总结其作用强度。本试验装置控制振幅的因素是液压缸5的行程和滑块10 跟转轴9轴心线之间的距离，在液压缸5行程一定的条件下，控制振幅的因素就是滑块10 与转轴9轴心线之间的距离。通过改变滑块10在摆动板3上的位置，此时液压缸5能随着 滑块10的移动在支撑架4上水平移动。当滑块10向安装板2 -侧移动时，滑块10与转轴 9之间的距离减小，此时框架本体1的振幅越大；当滑块10方向性移动时，滑块10与转轴9 之间的距离减大，此时框架本体1的振幅越小。本装置能够方便调节框架本体1晃动时振 幅的大小，因此能满足不同的试验要求，具有通用性强的有优点。作为优选，本装置选用行 程为300mm的液压缸5,框架本体1晃动的振幅在9°到15°之间。
[0027] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所 属【技术领域】的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似 的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
【权利要求】
1. 一种振幅可调式模拟海上油船晃动的试验装置，其特征在于，本试验装置包括框架 本体（1)、安装板（2)、摆动板（3)、支撑架（4)、液压缸（5)和两根坚直固定的支撑柱（6)，所 述框架本体（1)设置在两根支撑柱（6)之间，所述框架本体（1)包括呈矩形框状的底部框 体（la)和上部框体（lb)，所述底部框体（la)内设置有用于固定试验水箱（18)的支撑结 构，所述底部框体（la)的四个边角上分别固连有立杆（lc)，所述上部框体（lb)通过立杆 (lc)固连在底部框体（la)上方，所述框架本体（1)其中两根立杆（lc)上设置有铰接板一 (7)，另外两根立杆（lc)上设置有铰接板二（8)，在两根支撑柱（6)上分别水平固连有转轴 (9)，两根支撑柱（6)上的转轴（9)同轴心，其中一根转轴（9)转动穿设在铰接板一（7)上， 另外一根转轴（9)转动穿设在铰接板二（8)上，所述安装板（2)固连在所述立杆（lc)上， 该安装板（2)与所述铰接板一（7)相互垂直，所述支撑架（4)设置于框架本体（1) 一侧并 与安装板（2)相对，所述摆动板（3)垂直固连在安装板（2)上，所述摆动板（3)上滑动设置 有滑块（10)，所述液压缸（5)滑动设置在所述支撑架（4)上并位于摆动板（3)上方，所述液 压缸（5)的推杆坚直向下且推杆的下端铰接在所述滑块（10)上。
2. 根据权利要求1所述的振幅可调式模拟海上油船晃动的试验装置，其特征在于，所 述摆动板（3)的上板面上开设有滑槽（11)，所述滑槽（11)的长度方向与安装板（2)板面垂 直，所述滑块（10)滑动设置在所述滑槽（11)内。
3. 根据权利要求2所述的振幅可调式模拟海上油船晃动的试验装置，其特征在于，所 述支撑架（4)包括坚直固定的立柱（4a)和水平固连在立柱（4a)上端的横杆（4b)，所述液 压缸（5)滑动设置在所述横杆（4b)上。
4. 根据权利要求1或2或3所述的振幅可调式模拟海上油船晃动的试验装置，其特征 在于，所述支撑结构包括底板（12)和挡条（13)，所述底板（12)呈矩形板状，底板（12)的数 量为两块，两块底板（12)分别抵靠于底部框体（la)相对的两侧边上，所述挡条（13)具有 两根，其中一根挡条（13)固连在其中一块底板（12)上，另外一根挡条（13)固连在另外一 块底板（12)上。
5. 根据权利要求4所述的振幅可调式模拟海上油船晃动的试验装置，其特征在于，所 述底板（12)上开设有定位孔一（14)，所述挡条（13)上开设有定位孔二（15)，所述定位孔 一（14)和定位孔二（15)之间穿设有将挡条（13)固定在底板（12)上的螺栓。
6. 根据权利要求1或2或3所述的振幅可调式模拟海上油船晃动的试验装置，其特征 在于，所述铰接板一（7)和铰接板二（8)呈矩形板状，所述铰接板一（7)和铰接板二（8)的 中部分别开设有铰接孔（16)，所述铰接孔（16)内设置有轴承，所述转轴（9)的一端固连在 所述支撑柱（6)上，所述转轴（9)的另一端穿设在所述轴承内。
7. 根据权利要求3所述的振幅可调式模拟海上油船晃动的试验装置，其特征在于，本 试验装置还包括基板（17)，所述支撑架（4)立柱（4a)的下端、支撑柱（6)的下端均固连在 所述基板（17)上。
【文档编号】G01N25/20GK203870050SQ201420286647
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】屠婷婷 申请人:嘉兴职业技术学院