深水拖曳水池PIV用自动化粒子播撒装置的制作方法

本申请涉及实验测试技术领域，尤其是涉及一种深水拖曳水池piv用自动化粒子播撒装置。

背景技术：

粒子图像测速技术(particleimagevelocimetry，简称piv)技术是一种瞬态、多点、非接触式的流体动力学测速方法，其最大特点是突破了单点测速技术的局限性，能在同一时刻记录下大量空间点上的速度分布信息，进一步处理可得到流场的涡量、流线以及等速线等流场特性参数分布，具有较高的测量精度。

在拖曳水池中进行piv实验时，需要在水中布撒一定浓度的示踪粒子来进行试验数据的测量，同时对粒子播撒质量有着极高的要求。而粒子在播撒之前需要将粒子与水进行人工混合，再将粒子播撒到相应的实验测试范围内。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有粒子不能与水充分混合，导致粒子结块散布排放，或者播撒效果不均匀，导致大量粒子不能出现在检测区域，从而导致示踪粒子的利用率降低的缺陷。

技术实现要素：

为了提高示踪粒子的利用率，本申请提供一种深水拖曳水池piv用自动化粒子播撒装置。

本申请提供的一种深水拖曳水池piv用自动化粒子播撒装置采用如下的技术方案：

一种深水拖曳水池piv用自动化粒子播撒装置，包括机架，还包括粒子混合仓、连接在粒子混合仓内的搅拌装置和连接在粒子混合仓上的投放装置；

所述粒子混合仓包括搅拌仓和位于搅拌仓内的粒子注入仓，所述粒子注入仓顶部开设有注入口，所述粒子注入仓顶部开设有进水口，所述粒子注入仓顶部设有电机一，所述电机一输出端连接有丝杆，所述丝杆上螺纹连接有搅动板，所述搅动板上开设有通孔，所述粒子注入仓内设有多个导向杆，所述搅动板穿设在导向杆上，所述粒子注入仓由三个侧板和搅拌仓围成，三个所述侧板均为网板；

所述搅拌装置包括穿设在搅拌仓内的搅拌轴、连接在搅拌轴一端的电机二、连接在搅拌轴上的搅拌叶片和开设在搅拌叶片上的排水孔，所述电机二位于搅拌仓顶部；

所述投放装置包括连接在搅拌仓上的排放管、连接在排放管上的水泵、滑动连接在机架上的调节箱、连接在调节箱侧壁上的支撑杆、铰接在调节箱侧壁上的管套、滑动连接在支撑杆上的滑块、连接在调节箱侧壁上的连接绳和固定连接在滑块侧壁上的工字轮，所述连接绳背离支撑杆一端连接在管套侧壁上，所述连接绳绕设在工字轮上，所述排放管背离搅拌仓一端穿设在管套内。

通过采用上述技术方案，将粒子从注入口注入到粒子注入仓内，同时会通过进水口对粒子注入仓进行注水，使水与示踪粒子充分混合，同时电机一工作，带动搅动板沿丝杆的长度方向移动，对粒子注入仓内的粒子和水不断搅拌混合，随着水的不断注入，混合到水中的粒子，会随着水进入到搅拌仓内，一部分未能充分混合产生结块的粒子会继续在搅动板的搅动作用下，与水不断混合，直至粒子与水不断融合进入到搅拌仓内；

电机二带动搅拌轴在搅拌仓内转动，使搅拌叶片对进入到搅拌仓内的水和粒子不断搅动，水流可以从排水孔流动，减小搅拌叶片搅拌过程中的阻力，从而使搅拌叶片对搅拌仓内的水和粒子搅拌融合，减小粒子在搅拌仓内结块的可能性；

搅拌均匀的粒子，在水泵的作用下，随着水从排放管排到需要检测的区域，为了根据检测需要，将示踪粒子排放到指定位置上，可以调整调节箱在机架上的位置，从而调整管套的位置，从而调整穿设在管套内的排放管排放端所在位置，当滑块在支撑杆上滑动时，在工字轮的作用下，带动连接绳移动，使连接绳上连接的管套在调节箱侧壁上铰接转动，从而带动排放管的排放端随着转动，进一步可以根据排放位置要求，调整排放管的排放端的位置，使粒子尽可能多的排放到检测区域，减小粒子因为排放位置的不准确，导致该粒子不能被利用，提高示踪粒子的利用率。

优选的，所述支撑杆在机架上设置有两个，两个所述支撑架平行设置，两个所述支撑架均固定连接在调节箱侧壁上，所述调节箱内设有用于调整支撑杆在机架上滑动的调节组件，所述调节组件包括转动连接在调节箱内的齿轮、与齿轮轴心连接的电机三和设置在机架上的齿牙，所述电机三设置在调节箱外侧，多个所述齿牙沿机架高度方向设置。

通过采用上述技术方案，电机三工作，带动齿轮绕电机输出轴转动，与使齿轮与机架上的齿牙啮合，带动齿轮、电机三和调节箱沿机架高度方向移动，从而带动支撑杆、管套以及管套内的排放管排放端沿机架高度方向移动。

优选的，所述机架穿设在调节箱上，所述机架上沿机架高度方向设有导向条，所述调节箱内侧壁上设有导向块，所述导向块侧壁上开设有与导向条滑动配合的滑槽。

通过采用上述技术方案，导向条在导向块上开设的滑槽内滑动，对调节箱在机架上的滑动起到限位和导向作用。

优选的，所述管套侧壁上开设有方槽，所述管套侧壁上开设有滑动腔，所述滑动腔截面面积大于方槽截面面积，所述管套上滑动连接有移动块，所述移动块上开设有与方槽滑动配合的限位槽，所述移动块一端位于滑动腔内，所述移动块另一端位于管套外侧，所述连接绳连接在移动块上。

通过采用上述技术方案，随着工字轮的不断移动，拉绳会随着工作轮向背离该侧调节箱一侧运动，此时会拉动管套，使管套绕铰接点铰接转动，当管套不断转动过程中，移动块在方槽内滑动，减小连接绳与移动块连接处在水平方向力的分散，从而使管套随着连接绳的移动拉拽，绕铰接点逐渐向趋于与支撑杆平行状态转动。

优选的，两个所述支撑杆之间转动连接有双向螺杆，所述双向螺杆一端连接有驱动双向螺杆转动的电机四，所述双向螺杆与两个所述支撑杆呈平行设置，滑动连接在两个支撑杆上的两个所述滑块分别螺纹连接在双向螺杆的两端。

通过采用上述技术方案，电机四工作带动双向螺杆转动，与双向螺纹螺纹连接的两个滑块在双向螺纹杆的带动下，向相对或相背离的方向运动，支撑杆对滑块的移动起到限位和导向作用。

优选的，所述排放管背离搅拌仓一端连接有分散件，所述分散件包括与排放管连通的散布环和开设在散布环上的散布孔，所述散布孔均匀开设有散布环的圆周方向。

通过采用上述技术方案，带有粒子的水进入到散布环内，并从多个散布孔播撒出去，从而起到均匀播撒的效果。

优选的，所述排放管上连接有连接管，所述连接管四周连接有多个支管，多个所述支管背离连接管一端与散布环内环侧壁连接，多个所述支管沿散布环圆周方向均匀设置，所述排放管、连接管、支管和散布环依次连通。

通过采用上述技术方案，带有粒子的水从排放管进入到连接管内，在经过多个支管分流后，均匀的进入到散布环内，再从散布环内进行均匀的散布，进一步使粒子播撒的更加均匀。

优选的，所述工字轮侧壁上固定焊接有限位片，所述连接绳穿设在工字轮轮体与限位片之间。

通过采用上述技术方案，限位片与工字轮配合，对连接绳起到限位作用，减小连接绳从工字轮上脱落的可能性。

优选的，所述搅拌叶片沿搅拌轴高度方向设置有多组，所述搅拌叶片相对于搅拌轴轴线呈倾斜设置。

通过采用上述技术方案，倾斜设置的搅拌叶片能够起到良好的导流效果，可以使搅拌效果更加均匀。

优选的，所述搅拌仓的底部侧壁上设有固定环，所述固定环位于排放管顶部，所述固定环内侧壁开设有安装槽，所述安装槽内转动连接有转动环，所述转动环内沿其圆周方向设有多个打散叶片，多个所述打散叶片均倾斜设置。

通过采用上述技术方案，在排放管顶部安装固定环，在固定环内环开设的安装槽中转动连接转动环，转动环上的打散叶片倾斜设置，当水泵抽水时，水流从搅拌仓离开，水流会打在打散叶片上，打散叶片在水流作用下转动，对水中的粒子进行再次搅拌，减小粒子结块的可能性，提高粒子的利用率。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过粒子混合仓、搅拌装置和投放装置的设置，先将粒子和水注入到粒子混合仓内，搅拌装置对粒子和水进行搅拌，使粒子与水充分混合后，经过投放装置将与水混合后的粒子投放到指定区域；

2.通过位于粒子注入仓内的搅动板和网板的设置，能够对注入到搅拌仓内的粒子和水进行充分搅拌混合，随后搅拌后的粒子会从网板进入到搅拌仓内，再次进行搅拌，搅动板和网板的设置均起到减小粒子结块的可能性的效果；

3.通过滑动连接在机架上的调节箱、铰接在调节箱上的管套以及穿设在管套内的排放管的设置，能够使排放管随着调节箱调整在机架上的高度，也可以根据铰接的排放管调整偏转角度，从而调整粒子的排放位置，使粒子准确落入到指定的排放位置。

附图说明

图1是深水拖曳水池piv用自动化粒子播撒装置的整体结构示意图。

图2是深水拖曳水池piv用自动化粒子播撒装置中搅拌仓内的局部剖面示意图。

图3是深水拖曳水池piv用自动化粒子播撒装置中搅拌仓内的示意图。

图4是固定环处的截面结构示意图。

图5是散布环处的局部结构示意图。

图6是图2中a处的放大示意图。

附图标记说明：1、机架；11、导向条；21、搅拌仓；22、粒子注入仓；221、注入口；222、进水口；223、电机一；224、丝杆；225、搅动板；226、通孔；227、导向杆；228、网板；3、搅拌装置；31、搅拌轴；32、电机二；33、搅拌叶片；34、排水孔；4、投放装置；41、排放管；42、水泵；43、调节箱；44、支撑杆；45、管套；46、滑块；47、连接绳；48、工字轮；431、导向块；432、滑槽；442、双向螺杆；443、电机四；451、方槽；452、滑动腔；453、移动块；454、限位槽；481、限位片；5、调节组件；51、齿轮；52、电机三；53、齿牙；6、分散件；61、散布环；62、散布孔；63、连接管；64、支管；7、固定环；71、安装槽；72、转动环；73、打散叶片。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种深水拖曳水池piv用自动化粒子播撒装置。参照图1和图2，深水拖曳水池piv用自动化粒子播撒装置包括机架1，还包括粒子混合仓、连接在粒子混合仓内的搅拌装置3和连接在粒子混合仓上的投放装置4，粒子混合仓与机架1连接，投放装置4安装在机架1上。

参照图2，粒子混合仓包括搅拌仓21和位于搅拌仓21内的粒子注入仓22，粒子注入仓22与搅拌仓21共用顶部侧壁，粒子注入仓22顶部开设有用于注入粒子的注入口221，粒子注入仓22顶部开设有用于注入水的进水口222，将粒子从注入口221注入到粒子注入仓22内后，通过进水口222不断对粒子注入仓22内进行注水，使水与粒子充分融合。

参照图2和图3，粒子注入仓22两个与顶部侧壁垂直的侧壁与搅拌仓21共用，即粒子注入仓22由三个侧板和搅拌仓21侧壁围成，且三个侧板均为网板228，能够拦截部分未与水充分融合，出现结块的粒子。

参照图2，粒子注入仓22顶部设有电机一223，电机一223输出端连接有丝杆224，丝杆224位于粒子注入仓22内，丝杆224上螺纹连接有搅动板225，搅动板225上开设有通孔226，搅动板225为方向板，通孔226沿丝杆224高度方向开设在搅动板225上，粒子注入仓22内设有多个导向杆227，搅动板225穿设在导向杆227上。

参照图2和图3，当粒子和水不断注入到粒子注入仓22内的过程中，电机一223带动丝杆224转动，与丝杆224螺纹连接的搅动板225沿导向杆227长度方向移动，对粒子注入仓22内的水和粒子进行充分搅拌，通孔226能减小搅动板225移动的阻力，同时可供与水混合后的粒子通过，当粒子分散在水中时，会随着水进入到搅拌仓21内。

参照图3，搅拌装置3包括穿设在搅拌仓21内的搅拌轴31、连接在搅拌轴31一端的电机二32、连接在搅拌轴31上的搅拌叶片33和开设在搅拌叶片33上的排水孔34，电机二32位于搅拌仓21外侧，且位于搅拌仓21顶部，搅拌叶片33沿搅拌轴31高度方向设置有多组，且搅拌叶片33相对于搅拌轴31轴线呈倾斜设置。

参照图3，电机二32工作带动搅拌轴31转动，搅拌轴31上倾斜设置的搅拌叶片33对搅拌仓21内的水和粒子进行搅拌，减小粒子结块的可能性，使粒子充分混合到水中。

参照图3和图4，搅拌仓21底部侧壁上设有固定环7，固定环7内侧壁上开设有安装槽71，安装槽71内转动连接有转动环72，转动环72内侧壁上沿转动环72圆周方向设有多个打散叶片73，多个打散叶片73呈倾斜设置。

参照图1和图4，投放装置4包括连接在搅拌仓21底部的排放管41、连接在排放管41上的水泵42、滑动连接在机架1上的调节箱43、连接在调节箱43侧壁上的支撑杆44、铰接在调节箱43侧壁上的管套45、滑动连接在支撑杆44上的滑块46、连接在调节箱43侧壁上的连接绳47和固定连接在滑块46侧壁上的工字轮48，排放管41背离搅拌仓21一端穿设在管套45内，且排放管41位于固定环7下方。

参照图5，排放管41背离搅拌仓21一端连接有分散件6，分散件6包括与排放管41连通的散布环61和开设在散布环61上的散布孔62，散布孔62均匀开设在散布环61的圆周方向上。

参照图5，排放管41与排放环之间连接有连接管63，连接管63背离排放管41一端连接有多个支管64，多个支管64均与连接管63垂直设置，多个支管64背离连接管63一端与散布环61内环侧壁连接，多个支管64沿散布环61圆周方向均匀设置，且排放管41、连接管63、支管64和散布环61依次连通，排放管41为软管，连接管63和支管64均为硬质pvc管。

参照图3，在水泵42作用下，搅拌仓21内的水将从底部流出，经过打散叶片73，在水流作用下，倾斜设置的打散叶片73会带动转动环72在安装槽71内转动，在转动过程中，打散叶片73对水流及水流中的粒子进行再次分散，减小粒子结块的可能性。

参照图5，随后水流经过连接管63、支管64和散布环61，并从散布孔62被播撒出去。

参照图2，调节箱43在机架1上设置有两个，两个调节箱43分别位于搅拌仓21的两侧，两个调节箱43之间固定焊接有两个支撑杆44，两个支撑杆44平行设置，两个支撑杆44的两端均分别于两个调节箱43连接。

参照图2，机架1的竖梁穿设在调节箱43上，机架1上沿机架1高度方向设有导向条11，调节箱43内侧壁上设有导向块431，导向块431侧壁上开设有与导向条11滑动配合的滑槽432。

参照图2，调节箱43内设有用于调整支撑杆44在机架1上位置的调节组件5，调节组件5包括转动连接在调节箱43内的齿轮51、与齿轮51轴心连接的电机三52和设置在机架1上的齿牙53，电机三52设置在调节项外侧，多个齿牙53沿机架1竖梁的高度方向设置。

参照图2，当电机三52工作时，带动齿轮51转动，齿轮51与齿牙53啮合，带动调节箱43、与调节箱43连接的支撑杆44沿竖直方向移动，并带动排放管41及排放管41端部的散布环61沿机架1高度方向移动，从而调整粒子排放位置。

参照图2，两个支撑杆44之间转动连接有双向螺杆442，双向螺杆442一端连接有驱动双向螺杆442转动的电机四443，双向螺杆442与两个支撑杆44呈平行设置，滑动连接在两个支撑杆44上的两个滑块46，一个螺纹连接在双向螺杆442的一端，另一个螺纹连接在双向螺杆442的另一端。

参照图2和图6，电机四443工作带动双向螺杆442转动，双向螺杆442两端螺纹连接的两个滑块46向相对的方向移动，连接绳47绕设在工字轮48上，且工字轮48上焊接有限位片481，连接绳47位于工字轮48与限位片481之间，连接绳47一端与调节箱43侧壁固定连接，连接绳47背离调节箱43一端连接有移动块453。

参照图6，管套45侧壁内开设有滑动腔452，滑动腔452开口处开设有方槽451，滑动腔452截面面积大于方槽451截面面积，移动块453上开设有与方槽451滑动配合的限位槽454，移动块453一端滑动连接在滑动腔452内，移动块453另一端位于管套45外侧，与连接绳47连接。

参照图2和图6，当滑块46移动时，滑块46带动工字轮48移动，连接绳47在工字轮48上滑动，并通过移动块453拉动管套45绕铰接点转动，在此过程中，移动块453在滑动腔452内滑动，从而使管套45带动排放管41及排放管41上连接的散布环61旋转，方便粒子排放。

本申请实施例一种深水拖曳水池piv用自动化粒子播撒装置的实施原理为：将粒子从注入口221注入到粒子注入仓22内，再将水从进水口222注入，使粒子充分混合到水中，同时电机一223工作，带动丝杆224转动，使与丝杆224螺纹连接的搅动板225在粒子注入仓22内上下移动，对粒子和水进行充分搅动混合，在搅动过程中，粒子会随着水进入到搅拌仓21内，电机二32工作带动搅拌叶片33随着搅拌轴31转动，对搅拌仓21进行搅拌，直至粒子完全与水混合；

与水充分混合后的粒子，在水泵42作用下，随着水从排放管41流出，再进入到散布环61内，并散布到指定场所；

为了提高播撒精度，调节箱43外侧的电机三52工作可以带动齿轮51与齿牙53啮合，从而带动散布环61随着与调节箱43沿竖直方向移动，同时电机四443工作，带动双向螺杆442转动，从而使滑块46移动，并通过工字轮48带动拉绳拉紧，从而使管套45向水平方向铰接转动，带动散布环61转动到指定位置，减小粒子散布到检测区域外侧的可能性。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。