一种对转式套轴水轮机效率测定装置的制作方法

本实用新型涉及潮流能水轮机的效率测定领域，具体涉及一种对转式套轴水轮机效率测定装置。

背景技术：

目前的潮流能水轮机获能效率的计算方法，主要是获取水轮机工作时的扭矩以及水轮机工作时的转速，以及水流的流速。水流流速可以通过流速测定器来获得，而水轮机的扭矩在水中不易测得，之前多利用粘贴在叶片转轴上电阻应变片的变化来测得扭矩，或者利用设置在叶片轴上的扭矩传感器获取扭矩数值。不论是在叶片上测量力矩还是在叶片轴上测量力矩，都对水下数据传输要求很高，并且由于叶片转轴的旋转和水流的影响，对电阻应变片等部件会产生冲击，导致数据不准确。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种对转式套轴水轮机效率测定装置，该装置将水下的运动经由传动装置传到水上，再由水上的装置进行数据测定，得到的测试数据稳定性强、数据更准确，且因水下部分需要密封的部件减少，降低了成本。具体技术方案如下：

一种对转式套轴水轮机效率测定装置，其包括轮毂锥1、前转轮3、后转轮5、内轴7、外轴8、水轮机外壳15、尾部外壳16、后转动轴轴套17、后传动轴19、前传动轴22、前转动轴轴套23、扭矩测定器、转速测定器和电机；

所述的前转轮3和后转轮5面对面布置，且所述的前转轮3固定连接在所述的内轴7的一端，所述的后转轮5固定连接在所述的外轴8的一端，所述的内轴7套接在所述的外轴8内，且两者可相对转动；

所述的内轴7的另一端与所述的前传动轴22的一端通过一对锥齿轮连接，所述的前传动轴22的另一端通过一对锥齿轮与所述的扭矩测定器25连接，所述的扭矩测定器25、转速测定器26和电机27依次连接，且所述的扭矩测定器25、转速测定器26和电机27均固定在水面上的浮板上；

所述的外轴8的端部与所述的后传动轴19的一端通过一对锥齿轮连接，所述的后传动轴19的另一端通过一对锥齿轮与扭矩测定器连接，扭矩测定器、转速测定器、电机依次连接，且扭矩测定器、转速测定器、电机均固定在水面上的浮板上；

所述的内轴7和外轴8均放置于所述的水轮机外壳15内，且所述的水轮机外壳15靠近转轮的一端与所述的轮毂锥1密封固定连接，所述的水轮机外壳15的另一端与所述的尾部外壳16密封固定连接；所述的水轮机外壳15、尾部外壳16、和轮毂锥1均位于水下；所述的前传动轴22、后传动轴19分别布置在轴套内，所述的轴套的一端与所述的水轮机外壳15固定密封连接，另一端与浮板固定连接。

进一步地，所述的测定装置还包括固定轴9，所述的固定轴一端与所述的水轮机外壳15固定连接，另一端与所述的浮板固定连接。

进一步地，所述的转速测定器为脉冲激光测频装置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

（1）由于本实用新型的测试装置避免了进行水下数据传输，而是采用的水上的无线电传输，为水轮机模型水力矩测试提供高稳定、高可靠、低成本的数据传输，误差较小，准确度更高。

（2）由于本实用新型装置的水下部分电路部分较少，采用的防水密封设计的要求相对偏低，整个装置在测试过程中也不会出现进水导致电路得情况；

附图说明

图1为本实用新型的对转式套轴水轮机效率测定装置的整体结构示意图；

图2为水下部分的结构示意图；

图3为水上部分左侧的结构示意图。

图中，1-轮毂锥；2-端盖；3-前转轮；4-前轮毂；5-后转轮；6-后轮毂；7-内轴；8-外轴；9-固定轴；10-第一轴套；11-第一锥齿轮；12-第二锥齿轮；13-第三锥齿轮；14-第四锥齿轮；15-水轮机外壳；16-尾部外壳；17-后转动轴轴套；18-第五锥齿轮；19-后传动轴；20-第六锥齿轮；21-第七锥齿轮；22-前传动轴；23-前转动轴轴套；24-第八锥齿轮；25扭矩测定器；26-转速测定器；27-电机。

具体实施方式

以下代表性的实施例具体地说明本实用新型的内容，但这些实施例不用于限制本文所属实用新型的范围。

如图1-3所示，一种对转式套轴水轮机效率测定装置，整个测定装置由水下和浮板上的水上两部分组成，具体包括轮毂锥1、端盖2、前转轮3、前轮毂4、后转轮5、后轮毂6、内轴7、外轴8、固定轴9、第一轴套10、第一锥齿轮11、第二锥齿轮12、第三锥齿轮13、第四锥齿轮14、水轮机外壳15、尾部外壳16、后转动轴轴套17、第五锥齿轮18、后传动轴19、第六锥齿轮20、第七锥齿轮21、前传动轴22、前转动轴轴套23、第八锥齿轮24、扭矩测定器25、转速测定器26、电机27。

其中，水下部分是1-16组成的对转式套轴水轮机，通过固定轴9，连接到上部的浮板，水轮机的转动通过连接构件传递到浮板上固定的测定装置，扭矩测定器25，转速测定器26，和电机27。其中的水下部分，前转轮3安装进前轮毂4中，然后加盖端盖2，再用螺钉将叶片固定在前轮毂4中，同样的，后转轮5反向安装在后轮毂6中。其中，前轮毂4与内轴7连接，后轮毂5与外轴8相连接。内轴7通过第一轴套10和滚动轴承套入外轴8中连接固定。由此，组成了水轮机的核心部分。轮毂锥1是通过端盖2上固定的螺栓与前轮毂4联接的，轮毂锥1，水轮机外壳15以及水轮机尾部外壳16，就组成了水轮机的外形。

前转轮3转动，带动内轴7转动，经由联接在内轴7上的第三锥齿轮13将转动传递给第四锥齿轮14，第四锥齿轮14带动前传动轴22将转动传递到浮板上，再经过前传动轴22上的第七锥齿轮21，以及第八锥齿轮24传递到左侧的扭矩测定器25，转速测定器26和电机27，因此可以测出前转轮的扭矩以及转速，从而计算出前转轮的获能效率。

后转轮5通过滚动轴承带动外轴8转动，经由第一轴套10以及第一锥齿轮11将转动传递给传动轴上的锥齿轮12，经由后传动轴19、第六锥齿轮20、第五锥齿轮18将转动传递到浮板右侧的测定装置，测出后转轮的扭矩以及转速，从而计算出后转轮的获能效率。

水下部分通过后传动轴19，传动轴22以及固定轴9将水下部分的水轮机和水上部分的测定装置连接起来，后传动轴19的外部套有后转动轴轴套17，前传动轴22外部套有前转动轴轴套23，避免水流对传动装置的影响。

转速测定器为脉冲激光测频装置。