一种螺旋桨驱动的垂直气垫循环水槽的制作方法

本发明涉及一种用于模拟实验的循环水槽装置，具体的说，是涉及一种螺旋桨驱动的垂直气垫循环水槽。

背景技术：

随着先进科学技术的进步和发展，人们对海洋能的开发又有了更高的要求。海洋能作为一种清洁、可再生的能源，不仅资源丰富，而且对环境的影响甚微。当前，全球可再生的海洋能资源，理论总量达766000GW，开发前景非常可观。在发展的同时对海洋能试验也有了更高的要求。船舶倾斜试验就是通过船舶横倾来求得船舶完工后的实际重量和重心高度的一种有效方法。根据国内国际造船业通行做法及政府主管部门的有关规定，对于新建船舶，稳性变坏的船舶和对其稳性发生怀疑的船舶应做倾斜试验。倾斜试验是对完工船舶重心位置的测定，要求在静水区域进行。除船舶倾斜试验外，还有许多海洋工程、水利机械、渔业生产等方向愈来愈多的流体力学问题亟待研究和解决。除传统的拖拽水池外，循环水槽也可以胜任以上各类试验，同时还以其测试方便，可控性强等优点逐渐成为流体实验的主导仪器。循环水槽是专门从事船舶推进器性能研究和操纵性研究的装置。模型固定不动，水流在水槽内循环流动，并且保证工作段水流均匀。可以进行螺旋桨的敞水试验，也可以进行譬如水下航行器等简单几何体的操纵性研究。传统循环水槽采用水泵式能量提供方式，结构复杂，加工难度大，成本高。

天津大学的《一种试验用自循环水槽》(申请号201310288654.4)、广东海洋大学的《小型封闭式水平循环水槽装置》(申请号201220415037.7)；以上专利结构复杂，操作和运输不便，成本高。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，利用了综合软性气垫，对水槽结构进行了优化，提供了一种操作简单，便于运输，节约成本，操控性好的螺旋桨驱动的垂直气垫循环水槽。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种螺旋桨驱动的垂直气垫循环水槽，由左充气囊和右充气囊组成，所述左充气囊和右充气囊的中部通过充气柱体相互连通，左充气囊和右充气囊的外围包裹有防水布，所述防水布和所述充气柱体之间形成有用于实验的循环水道，左充气囊或右充气囊上设置有充气口，所述防水布的底部设置有电机舱和机械密封装置，所述机械密封装置的一端连接有伸入所述循环水道的螺旋桨，另一端连接有放置在所述电机舱的电机；所述防水布的顶部设有便于实验的实验开口，前侧突出的设有放水口，底部设有一层可开闭的水密夹层。

所述左充气囊、右充气囊、充气柱体和防水布均采用透明的柔性防水材料。

所述左充气囊、右充气囊和充气柱体为一体结构，内部充入气体以支撑循环水道。

所述防水布与所述机械密封装置进行水密性咬合连接。

所述机械密封装置采用机械密封，由静环、动环、补偿缓冲机构、辅助密封环和传动机构组成，静环与动环的端面垂直于电动机的轴线且相互贴合，构成旋转密封面。

所述放水口由透明橡胶构成，放水口的端口部设有封口橡胶塞，端口部可连接输水管，用以方便的排水。

所述水密夹层由一层拉链和两层真空袋式封口拉链组成，用以进行螺旋桨和内部结构的更换和维修。

所述防水布顶部还设有由柔性材料制成的整流栅。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

1.左充气囊、右充气囊、充气柱体和防水布均由透明的柔性防水材料制成，防水布与机械密封装置进行水密性咬合连接，工作状态时不会漏气或漏水。

2.防水布下方后侧设有一层可开闭的水密夹层，可用来进行螺旋桨和内部结构的更换和维修。

3.本发明采用柔性整流栅，即使得整个装置可以较小的折叠，同时又能对流向实验区域的水流进行处理。

4.本发明气垫水槽采用充气式设计，大大减轻了体积与重量，而且方便运输，更加便携，适用于临时或短期实验；电机驱动，降低了成本；垂直结构，减小了占地面积。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是左充气囊，右充气囊和充气柱体的立体结构示意图。

图3是循环水道的立体结构示意图。

图4是本发明具体实施例的侧视结构示意图。

图5是水密夹层的局部结构示意图(仰视)。

图6是机械密封装置的横向立体爆炸图。

附图标记：1-左充气囊，2-右充气囊，3-充气柱体，4-防水布，5-电机，6-螺旋桨，7-机械密封装置，7a-定位环，7b-弹簧，7c-动密封圈，7d-动环，7e-静环，7f-静密封圈，7g-压盖，8-放水口 9-水密夹层 9a-拉链 9b-真空袋封口拉链 10-充气口

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述：

如图1至图5所示，一种螺旋桨驱动的垂直气垫循环水槽，主要由左充气囊1，右充气囊2，充气柱体3，防水布4，螺旋桨6，机械密封装置7，放水口8，水密夹层9及充气口10组成。

左充气囊1和右充气囊2的中部通过充气柱体3相互连通，左充气囊1和右充气囊2的外围包裹有防水布4，防水布4和充气柱体3之间形成有用于实验的循环水道，左充气囊1或右充气囊2上设置有充气口10，防水布4的底部设置有电机舱和机械密封装置7，机械密封装置7的一端连接有伸入循环水道的螺旋桨6，另一端连接有放置在电机舱的电机5，螺旋桨6可推动水流在循环水道内流动；防水布4的顶部设有便于实验的实验开口，防水布4的底部前侧突出的设有橡胶放水口8，放水口8由软质透明橡胶制成，端口部以硬质橡胶制成，配有硬质封口橡胶塞，端口部位可连接常规输水管，用以方便的排水；防水布4底部还设有一层可开闭的水密夹层9，由一层拉链9a和两层真空袋封口拉链9b组成，拉链9a将防水布4开口，靠近开口处的下方外伸出两行与防水布4相同材质的长约10CM的左右两个布条，将其分别向内侧折叠形成两层5CM的布条，两个布条对折部分接触面上设有两条真空袋式封口拉链9b，两个布条的两端都由强力胶封紧。非工作状态时可打开真空袋封口拉链9b和拉链9a在内部进行螺旋桨和内部结构的更换和维修。

本实施例中左充气囊1、右充气囊2、充气柱体3和防水布4均由透明的柔性防水材料制成，防水布4与机械密封装置7进行水密性咬合连接，工作状态时不会漏气或漏水。

图2所示：左充气囊1，右充气囊2和充气柱体3为连在一起的整体空间结构，可通过充气口10其内部充入气体来支撑循环水道。

图3所示：循环水道内的水体通过安装在下方的螺旋桨6推动循环，本实施例中分别相对应的设置有两个电机5和螺旋桨6，

图5表示了水密夹层9的立体结构示意图，其中虚线部分是被遮住部分，该视角是从下向上看，即仰视；防水布4底部平面内有一层拉链9a，并突出的设有真空袋封口拉链9b。工作时将拉链9a拉上，再将两层真空袋封口拉链9b扣紧使其两齿紧密咬合，非工作状态下可将其打开对内部的螺旋桨6进行维护和更换，也可对水槽主体进行修补和维护，还可以对机械密封装置7进行维修。

图6表示了机械密封装置7的横向立体爆炸图，其中定位环7a位于电机驱动轴端口处，中央设有弹簧7b提供动动环7d与静环7e的压力，动密封圈7c位于弹簧7b与动环7d之间，静密封圈7f位于静环7e与压盖7g之间；静环7e与动环7d的端面垂直于电机驱动轴轴线且相互贴合，构成旋转密封面。

在使用过程中，通过充气口10充气，然后在顶部开口加入水，待可以工作时，打开电机5使螺旋桨6工作，使得水流在循环水道内开始循环，将实验装置通过顶部实验开口放在实验区域即可开始实验。循环水道顶部的水流通过整流栅流入试验区，整流栅采用柔性材料制成，通过循环水道上下两面的张力，使得整流栅张紧状态工作。

本发明并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本发明的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本发明的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。