一种水平轴复合材料风力机叶片动力特性实验研究装置的制作方法

本发明主要涉及风力发电技术领域，具体是一种水平轴复合材料风力机叶片动力特性实验研究装置。

背景技术：

为了提高风力机叶片的性能，在风力机叶片的研究中，风力机叶片普遍采用复合材料。复合材料风力机叶片在使用时动力特性的优良，需要通过实验进行反复验证检测，现有的水平轴复合材料风力机叶片动力特性实验研究装置，在使用时依然存在以下问题：

1、风力机叶片在实际使用中的动力特性会受到工作环境和材料性质、风向等多种因素的影响，而现有的研究装置实验环境单一，并不能真实反映风力机叶片在实际工作环境的动力特性。

2、现有实验装置为了测试不同风向对风力机叶片动力性能的影响，会采用改变风力机机舱的方向改变风力机叶片的方向，风力机机舱方向的改变依靠机舱与塔架的拆卸固定连接方式，费时费力，灵活性差。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种水平轴复合材料风力机叶片动力特性实验研究装置，它不仅能够通过模拟风力机真实的工作环境，提高风力机叶片实验检测验证结果的真实性，而且风力机叶片方向的调节灵活方便。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种水平轴复合材料风力机叶片动力特性实验研究装置，包括模拟室，所述模拟室外侧设置储水桶，所述储水桶内设置水管，所述水管上设置水泵，所述水泵与模拟室外侧设置第一支撑板，所述水泵位于第一支撑板上，所述水管远离储水桶一端位于模拟室顶部，所述模拟室顶部设置通孔，所述通孔位于水管管口下方，所述模拟室的侧壁上设置电热丝，所述电热丝位于模拟室内部，所述电热丝上套设塑料膜，所述模拟室内设置温度传感器和湿度传感器，还包括控制器和计算机，所述控制器分别与温度传感器、湿度传感器、计算机电连接，所述模拟室内设置风洞，所述风洞底部设置支撑架，所述支撑架底部设置第二支撑板，所述第二支撑板与支撑架之间设置肋板，所述风洞前方设置塔架，所述塔架顶部设置轴承，所述轴承与塔架螺纹连接，所述轴承内设置转轴，所述转轴上设置机舱，所述机舱一侧设置轮毂，所述轮毂上设置多个第一螺纹孔，多个所述第一螺纹孔在轮毂上均匀排列，所述轮毂上设置叶片，所述叶片通过第一螺纹孔与轮毂螺纹连接，所述机舱远离轮毂一侧设置尾翼，所述机舱上设置第一固定杆，所述第一固定杆与机舱螺纹连接，所述第一固定杆的数量为两个，两个所述第一固定杆以机舱为中心对称设置，所述第一固定杆远离机舱一端设置第二固定杆，所述第二固定杆与第一固定杆垂直，所述第一固定杆和第二固定杆之间设置加强杆，所述第二固定杆底部设置定位螺栓，所述定位螺栓底部设置套筒，所述套筒上设置第二螺纹孔，所述定位螺栓通过第二螺纹孔与套筒螺纹连接，所述套筒内设置伸缩杆，所述伸缩杆位于套筒内靠近塔架一端，所述塔架上设置与伸缩杆相适应的固定孔，所述伸缩杆上设置定位孔，所述定位螺栓底部穿过第二螺纹孔位于定位孔内，所述伸缩杆远离塔架一端设置第三螺纹孔，所述第三螺纹孔内设置旋转杆，所述旋转杆远离第三螺纹孔一端位于套筒外部，所述旋转杆上设置垫圈，所述垫圈与套筒外部相接触，所述旋转杆位于套筒内的部分通过第三螺纹孔与伸缩杆螺纹连接，所述旋转杆位于套筒外的部分套设端盖，所述端盖与套筒螺纹连接，所述端盖一侧设置旋钮，所述旋钮套设在旋转杆上。

所述模拟室顶部设置隔板，所述隔板位于通孔和电热丝之间。

所述水泵为单向水泵。

对比现有技术，本发明的有益效果是：

1、本发明通过模拟室模拟出风力机叶片真实的工作环境，提高了复合材料叶片动力特性研究的真实性。

2、本发明通过转轴和固定架的配合设置，使得风力机叶片方向的改变和叶片固定灵活方便。

3、本发明中隔板的设置，进一步保证了电热丝和稳定性和安全性。

4、本发明中采用单向水泵，不仅节约成本，操作简便，也能够保证水泵运行时的稳定性。

附图说明

附图1是本发明主视图结构示意图；

附图2是本发明风力机左视图结构示意图；

附图3是本发明套筒部分的爆炸图。

附图中所示标号：1、模拟室；2、储水桶；3、水管；4、水泵；5、第一支撑板；6、电热丝；7、塑料膜；8、温度传感器；9、湿度传感器；10、控制器；11、计算机；12、风洞；13、支撑架；14、第二支撑板；15、肋板；16、塔架；17、轴承；18、转轴；19、机舱；20、轮毂；21、第一螺纹孔；22、叶片；23、尾翼；24、第一固定杆；25、第二固定杆；26、加强杆；27、定位螺栓；28、套筒；29、第二螺纹孔；30、伸缩杆；31、固定孔；32、定位孔；33、第三螺纹孔；34、旋转杆；35、垫圈；36、端盖；37、旋钮；38、挡板。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

一种水平轴复合材料风力机叶片动力特性实验研究装置，包括模拟室1，所述模拟室1外侧设置储水桶2，所述储水桶2内设置水管3，所述水管3上设置水泵4，所述水泵4与模拟室1外侧设置第一支撑板5，所述水泵4位于第一支撑板5上，所述水管3远离储水桶2一端位于模拟室1顶部，所述模拟室1顶部设置通孔，通孔的孔径设置的很小，只能允许水滴入模拟室内，用来模拟风力机所处工作环境的湿度，所述通孔位于水管3管口下方，所述模拟室1的侧壁上设置电热丝6，所述电热丝6位于模拟室1内部，所述电热丝6上套设塑料膜7，电热丝用来模拟风力机所处工作环境的温度，塑料膜则保证保护电热丝不受模拟室内水滴的干扰。所述模拟室1内设置温度传感器8和湿度传感器9，还包括控制器10和计算机11，所述控制器10分别与温度传感器8、湿度传感器9、计算机11电连接，所述模拟室1内设置风洞12，所述风洞12底部设置支撑架13，所述支撑架13底部设置第二支撑板14，所述第二支撑板14与支撑架13之间设置肋板15，所述风洞12前方设置塔架16，所述塔架16顶部设置轴承17，所述轴承17与塔架16螺纹连接，所述轴承17内设置转轴18，所述转轴18上设置机舱19，所述机舱19一侧设置轮毂20，所述轮毂20上设置多个第一螺纹孔21，多个所述第一螺纹孔21在轮毂20上均匀排列，所述轮毂20上设置叶片22，所述叶片22通过第一螺纹孔21与轮毂20螺纹连接，多个第一螺纹孔的设置，可以在轮毂上安装双叶或三叶，研究不同叶片数量时复合材料叶片工作的动力特性。所述机舱19远离轮毂20一侧设置尾翼23，所述机舱19上设置第一固定杆24，所述第一固定杆24与机舱19螺纹连接，所述第一固定杆24的数量为两个，两个所述第一固定杆24以机舱19为中心对称设置，所述第一固定杆24远离机舱19一端设置第二固定杆25，所述第二固定杆25与第一固定杆24垂直，所述第一固定杆24和第二固定杆25之间设置加强杆26，所述第二固定杆25底部设置定位螺栓27，所述定位螺栓27底部设置套筒28，所述套筒28上设置第二螺纹孔29，所述定位螺栓27通过第二螺纹孔29与套筒28螺纹连接，所述套筒28内设置伸缩杆30，所述伸缩杆30位于套筒28内靠近塔架16一端，所述塔架16上设置与伸缩杆30相适应的固定孔31，所述伸缩杆30上设置定位孔32，所述定位螺栓27底部穿过第二螺纹孔29位于定位孔32内，所述伸缩杆30远离塔架16一端设置第三螺纹孔33，所述第三螺纹孔33内设置旋转杆34，所述旋转杆34远离第三螺纹孔33一端位于套筒28外部，所述旋转杆34上设置垫圈35，所述垫圈35与套筒28外部相接触，所述旋转杆34位于套筒28内的部分通过第三螺纹孔33与伸缩杆30螺纹连接，所述旋转杆34位于套筒28外的部分套设端盖36，端盖与套筒螺纹连接，压住垫圈，能够保证旋转杆在旋转时的稳定性。所述端盖36与套筒28螺纹连接，所述端盖36一侧设置旋钮37，所述旋钮37套设在旋转杆34上。本发明通过模拟室模拟出风力机叶片真实的工作环境，提高了复合材料叶片动力特性研究的真实性，通过转轴和固定架的配合设置，使得风力机叶片方向的改变灵活方便。

为了保证电热丝工作时的稳定性和安全性，所述模拟室1顶部设置隔板38，所述隔板38位于通孔和电热丝6之间，防止水滴流向电热丝。本发明中隔板的设置，进一步保证了电热丝和稳定性和安全性。

为了进一步提高装置运行的稳定性，所述水泵4为单向水泵。本发明中采用单向水泵，不仅节约成本，操作简便，也能够保证水泵运行时的稳定性，从而进一步提高了装置运行的稳定性。

本装置在使用时，通过往模拟室内滴水和电热丝，模拟出真实的工作环境，进行平轴复合材料风力机叶片动力特性实验，真实地反映复合材料叶片的动力特性。而且机舱下方设有转轴，可根据需要调节叶片的方向。若是需要固定住机舱，则通过旋钮将伸缩杆旋入固定孔，不需要时将伸缩杆旋出，灵活方便。

实施例1：

一种水平轴复合材料风力机叶片动力特性实验研究装置，包括模拟室1，所述模拟室1外侧设置储水桶2，所述储水桶2内设置水管3，所述水管3上设置水泵4，所述水泵4与模拟室1外侧设置第一支撑板5，本实施例中，第一支撑板焊接在模拟室上。所述水泵4位于第一支撑板5上，所述水管3远离储水桶2一端位于模拟室1顶部，所述模拟室1顶部设置通孔，所述通孔位于水管3管口下方，所述模拟室1的侧壁上设置电热丝6，所述电热丝6位于模拟室1内部，所述电热丝6上套设塑料膜7，所述模拟室1内设置温度传感器8和湿度传感器9，还包括控制器10和计算机11，所述控制器10分别与温度传感器8、湿度传感器9、计算机11电连接，温度传感器和湿度传感器可以将模拟室内的温度和湿度通过控制器显示到计算机中，当达到预设的标准值时，进行叶片性能实验。本实施例中，当模拟室温度达到35℃，湿度为40％时，开启风洞进行复合材料叶片动力实验。所述模拟室1内设置风洞12，在进行叶片性能实验时，打开风洞开关使风洞内的风机旋转，用来模拟风力。所述风洞12底部设置支撑架13，所述支撑架13底部设置第二支撑板14，所述第二支撑板14与支撑架13之间设置肋板15，所述风洞12前方设置塔架16，所述塔架16顶部设置轴承17，所述轴承17与塔架16螺纹连接，所述轴承17内设置转轴18，所述转轴18上设置机舱19，所述机舱19一侧设置轮毂20，所述轮毂20上设置多个第一螺纹孔21，多个所述第一螺纹孔21在轮毂20上均匀排列，所述轮毂20上设置叶片22，所述叶片22通过第一螺纹孔21与轮毂20螺纹连接，所述机舱19远离轮毂20一侧设置尾翼23，所述机舱19上设置第一固定杆24，所述第一固定杆24与机舱19螺纹连接，所述第一固定杆24的数量为两个，两个所述第一固定杆24以机舱19为中心对称设置，所述第一固定杆24远离机舱19一端设置第二固定杆25，所述第二固定杆25与第一固定杆24垂直，所述第一固定杆24和第二固定杆25之间设置加强杆26，本实施例中，第一固定杆和第二固定杆、加强杆之间均胶接。所述第二固定杆25底部设置定位螺栓27，所述定位螺栓27底部设置套筒28，所述套筒28上设置第二螺纹孔29，所述定位螺栓27通过第二螺纹孔29与套筒28螺纹连接，所述套筒28内设置伸缩杆30，所述伸缩杆30位于套筒28内靠近塔架16一端，所述塔架16上设置与伸缩杆30相适应的固定孔31，所述伸缩杆30上设置定位孔32，所述定位螺栓27底部穿过第二螺纹孔29位于定位孔32内，所述伸缩杆30远离塔架16一端设置第三螺纹孔33，所述第三螺纹孔33内设置旋转杆34，所述旋转杆34远离第三螺纹孔33一端位于套筒28外部，所述旋转杆34上设置垫圈35，本实施例中，垫圈焊接在旋转杆上。所述垫圈35与套筒28外部相接触，所述旋转杆34位于套筒28内的部分通过第三螺纹孔33与伸缩杆30螺纹连接，所述旋转杆34位于套筒28外的部分套设端盖36，所述端盖36与套筒28螺纹连接，所述端盖36一侧设置旋钮37，所述旋钮37套设在旋转杆34上。本实施例中，旋钮旋转，带动旋转杆旋转，由于旋转杆与伸缩杆螺纹连接，在定位螺栓和定位孔的限制下，伸缩杆只能进行直线运动，伸出或者进入到固定孔中，从而起到固定机舱的作用。本发明通过模拟室模拟出风力机叶片真实的工作环境，提高了复合材料叶片动力特性研究的真实性，通过转轴和固定架的配合设置，使得风力机叶片方向的改变灵活方便。所述模拟室1顶部设置隔板38，所述隔板38位于通孔和电热丝6之间。本发明中隔板的设置，进一步保证了电热丝和稳定性和安全性。所述水泵4为单向水泵。本发明中采用单向水泵，不仅节约成本，操作简便，也能够保证水泵运行时的稳定性。本实施例的有益效果是：本发明的有益效果在于：本发明通过模拟室模拟出风力机叶片真实的工作环境，提高了复合材料叶片动力特性研究的真实性。