一种水下排气噪声试验装置的制作方法

本实用新型涉及热动力装置水下排气噪声试验装置，具体涉及一种水下排气噪声试验装置。

背景技术：

水下排气噪声是水下装置的主要噪声源，为了研究热动力产品水中排气噪声机理、研究如何控制水下排气噪声，并对排气噪声系统的降噪措施进行评估，建立了排气噪声试验装置。

排气噪声试验装置采用旋转管两端安装轴承，利用连接在旋转管中部的皮带实现旋转管转动。但该试验装置本身采用的机械轴承在高速运转情况下因摩擦产生噪音，严重影响测量旋转管内试验件的噪音特性的研究，难以保证系统测量数据的准确性，不能满足高速、高温、低噪音为一体的试验要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对排气噪声试验装置采用的机械轴承在高速运转情况下因摩擦产生噪音大，从而影响水下排气噪声试验准确性低的问题，提供了一种水下排气噪声试验装置。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案是：一种水下排气噪声试验装置，其特别之处在于：包括旋转管路组件、两个气浮轴承、电机以及由电机驱动的同步齿形带传动机构；上述旋转管路组件包括旋转管和试验管，上述试验管设置在上述旋转管内并通过连接工装与上述旋转管固连；上述旋转管路组件的两端分别与固定管路通过动密封连接，上述同步齿形带传动机构包括环状带轮、输出带轮和同步齿形带，上述环状带轮套装在上述旋转管路组件外表面的中部，上述输出带轮与上述电机的输出端联接，上述输出带轮通过同步齿形带与上述环状带轮相连；上述环状带轮两侧分别对称设置两个用于支撑上述旋转管路组件的气浮轴承。

进一步地，为了保证试验装置平稳运行，防止试验装置运行时旋转管向一侧偏移，导致气浮轴承气膜不稳定，上述同步齿形带传动机构2还包括定位轮21；上述输出带轮设置在旋转管路组件3的一侧；上述定位轮21设置在上述旋转管路组件3另一侧并位于与输出带轮相对的位置；上述定位轮21通过同步齿形带与上所述输出带轮和上述环状带轮相连。

进一步地，为了能够在内部试验管明显短于外部旋转管的情况下(如试验管的长度为旋转管的1/2～3/5)，实现两种管体的嵌套固连，上述连接工装还可以包括设置在上述旋转管内用于连接上述旋转管和试验管的入口连接组件和出口连接组件；上述入口连接组件设置在上述旋转管的进口端，包括从旋转管的进口端向出口端依次设置的入口锁紧装置和入口支撑环；上述入口锁紧装置沿中轴线方向设置通孔，上述锁紧装置的通孔内径不小于所述入口支撑环的内孔径；上述入口支撑环的一端与上述试验管一端可拆卸联接，上述入口支撑环的另一端外壁与上述旋转管内壁可拆卸联接；上述入口锁紧装置的外壁与上述旋转管内壁可拆卸联接并压紧入口支撑环；上述入口支撑环分别与上述试验管和旋转管密封连接；上述出口连接组件设置在上述旋转管的出口端，包括从旋转管的出口端向入口端依次设置的出口锁紧装置、出口压盖和出口支撑环，上述出口锁紧装置沿中轴线方向设置通孔，上述出口压盖沿中轴线方向依次设置内径由大到小的第一级台阶孔、第二级台阶孔和第三级台阶孔，所述第三级台阶孔为通孔；上述出口锁紧装置的通孔内径不小于上述第三级台阶孔的通孔内径，上述第三级台阶孔的通孔内径不小于上述试验管的内径；上述出口支撑环套装在上述试验管上，上述出口支撑环的外壁与上述旋转管内壁紧密贴合且密封连接；上述出口压盖压紧所述出口支撑环并且所述第二级台阶孔与所述试验管的端面密封连接；上述出口锁紧装置可拆卸地联接在上述旋转管内壁并锁紧出口压盖。

进一步地，上述入口支撑环、出口支撑环分别与上述试验管的两端采用花键联接；上述入口支撑环与上述旋转管之间设置密封圈；上述入口支撑环与上述试验管的端面之间设置密封圈；上述出口支撑环与上述旋转管之间设置密封圈，上述出口压盖与上述试验管的端面之间设置密封圈。

进一步地，上述入口支撑环与上述旋转管的内壁通过螺纹联接；上述入口锁紧装置、出口锁紧装置为锁紧螺母；上述入口支撑环的外表面中部设置环形凹槽。

进一步地，为了防止旋转管的轴向移动，上述试验装置还包括两个轴向限位装置；上述两个轴向限位装置安装在上述旋转管路组件上；上述轴向限位装置包括止推环、气浮垫安装架、气浮垫以及螺杆；上述止推环固设在旋转管外壁上，上述气浮垫安装架位于上述止推环的一侧，上述气浮垫通过螺杆与上述气浮垫安装架连接，上述气浮垫与上述止推环之间存在间隙；上述气浮垫与压缩空气源相连。

进一步地，上述气浮垫为三个，沿止推环周向间隔120°均匀分布。

进一步地，上述螺杆为自适应球头螺杆。

进一步地，为了提高旋转管与固定管路连接处的密封性能，上述旋转管与固定管路通过集装式机械动密封连接。

进一步地，为了张紧同步齿形带、施加预紧力，上述电机的底座上设置底座调整螺栓，上述旋转管的两侧分别设置用于张紧同步齿形带的张紧轮。

本实用新型的优点：

1、气浮轴承是利用气体作为润滑剂的滑动轴承，耐高温、无污染，具有高速、无噪音、无摩擦等特点。本实用新型采用气浮轴承代替常规机械轴承作为旋转管转动支撑件，不会产生额外的噪声，能够保证系统运行平稳，确保测量数据准确。

2、旋转管路组件的一侧设置电机；旋转管路组件相对于上述电机的另一侧设置定位轮，同步齿形带驱动旋转管路组件及定位轮转动。系统运行时，因定位轮存在，旋转管受一对平衡力作用，不会向一侧偏移，从而使气浮轴承气膜稳定，保证了旋转管路组件的传动稳定性，从而确保了系统平稳运行。

3、本实用新型提供的连接工装，能够在内部试验管明显短于外部旋转管的情况下(如试验管的长度为旋转管的1/2～3/5)，实现两种管体的嵌套固连。

4、本实用新型提供的轴向限位装置能够有效防止旋转管路组件轴向移动。

5、本实用新型采用由动环、静环组成的集装式机械动密封，动环安装在旋转管上，静环与固定管路相连。与其他密封形式相比较，集装式机械动密封具有耐高温、无泄漏、性能稳定等特点，有效提高了旋转管与固定管路连接处的密封性能。

附图说明

图1是排气噪声试验装置的主视图(固定管路未示出)；

图2是图1所示试验装置的俯视图；

图3是旋转管路组件的结构示意图。

图中各标号的说明如下：

1—电机；2—同步齿形带传动机构；21—定位轮；

3—旋转管路组件；31—旋转管；32—试验管；

33—入口连接组件；331—入口锁紧装置；332—入口支撑环；

34—出口连接组件；341—出口锁紧装置；342—出口压盖；343—出口支撑环；

4—安装平台；5—气浮轴承；

6—轴向限位装置；61—止推环；62—气浮垫安装架；63—气浮垫；64—螺杆；7—张紧轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1、图2所示的一种固定设置在安装平台4上的排气噪声试验装置，包括旋转管路组件3、两个气浮轴承5、两个轴向限位装置6、电机1以及由电机1驱动的同步齿形带传动机构2；电机1的底座上设置底座调整螺栓。

如图3所示，旋转管路组件3包括旋转管31和试验管32，试验管32设置在旋转管31内并通过连接工装与旋转管31固连；旋转管的两侧分别设置用于张紧同步齿形带的张紧轮7。旋转管路组件3的两端分别与固定管路通过集装式机械动密封连接。

连接工装包括设置在旋转管31内并用于连接旋转管31和试验管32的入口连接组件33和出口连接组件34；

入口连接组件33设置在旋转管31的进口端，包括从旋转管31的进口端向出口端依次设置的入口锁紧装置331和入口支撑环332；入口支撑环332的外表面中部设置环形凹槽。入口支撑环332的一端与试验管32的一端采用花键联接，入口支撑环332的另一端外壁与旋转管31内壁采用螺纹联接；入口锁紧装置331为锁紧螺母，其沿中轴线方向为通孔，通孔内径大于入口支撑环332的内孔径；入口锁紧装置331与旋转管31内壁采用螺纹联接并压紧入口支撑环332；入口支撑环332与旋转管31之间以及与试验管32的端面设置密封圈。

出口连接组件34设置在旋转管31的出口端，包括从旋转管31的出口端向入口端依次设置的出口锁紧装置341、出口压盖342和出口支撑环343，出口锁紧装置341为锁紧螺母，其沿中轴线方向为通孔；出口压盖342沿中轴线方向依次设置内径由大到小的第一级台阶孔、第二级台阶孔和第三级台阶孔，第三级台阶孔为通孔；出口锁紧装置341的通孔内径不小于所述第三级台阶孔的通孔内径，所述第三级台阶孔的通孔内径不小于所述试验管32的内径；出口支撑环343与试验管32的一端采用花键联接，出口支撑环343的外壁与旋转管31内壁紧密贴合并通过密封圈密封连接；出口压盖342压紧出口支撑环343并且其第二级台阶孔与所述试验管2的端面通过密封圈密封连接；出口锁紧装置341螺纹连接在旋转管31内壁并锁紧出口压盖342。

同步齿形带传动机构2包括环状带轮、输出带轮和定位轮21，环状带轮套装在旋转管路组件3外表面的中部，输出带轮与电机1的输出端联接，环状带轮两侧分别对称设置两个用于支撑旋转管路组件3的气浮轴承5。输出带轮设置在旋转管路组件3的一侧；定位轮21设置在旋转管路组件3另一侧并位于与输出带轮相对的位置。输出带轮、环状带轮和定位轮21通过同步齿形带相连。

如图2所示，两个轴向限位装置6安装在旋转管路组件3上；轴向限位装置6包括止推环61、气浮垫安装架62、三个气浮垫63以及三个螺杆64，螺杆64为自适应球头螺杆。止推环61固设在旋转管外壁上，气浮垫安装架62位于止推环61的一侧，三个气浮垫63通过三个螺杆64与气浮垫安装架62连接，并沿止推环61周向间隔120°均匀分布。气浮垫63与止推环61之间存在间隙；气浮垫63与压缩空气源相连。