[实用新型]一种流场状态可控的泡状流流道振动检测装置

摘要

本实用新型公开了一种流场状态可控的泡状流流道振动检测装置。包括四个结构相同的侧面及顶面弹簧位姿调节组件、两个结构相同的底面弹簧位姿调节组件、两个结构相同的水平振动检测组件、竖直振动检测组件、气泡发生器、流道模块及弹簧组件、管路夹持机构、隔振平台、气液管路和控制器。本实用新型采用弹簧位姿调节连接件连接，消除了悬臂梁结构，使侧面和顶面弹簧位姿调节组件的刚度提高；流道模块通过万向挂钩弹簧进行柔性固定，可实现对微小冲击引起振动的测量；将流道模块化，能方便地将不同的流道与外围装置耦合，实现对不同流道的振动检测；通过调节激振器的激振频率、振幅和输入到气泡生成腔内的气液混合比例可以控制泡状流的流场状态。

主权项

一种流场状态可控的泡状流流道振动检测装置，其特征在于：包括四个结构相同的侧面及顶面弹簧位姿调节组件(1)、两个结构相同的底面弹簧位姿调节组件(2)、两个结构相同的水平振动检测组件(3)、竖直振动检测组件(4)、气泡发生器(5)、流道模块及弹簧组件(6)、管路夹持机构(7)、隔振平台(8)、气液管路(9)和控制器(10)；其中：1) 四个结构相同的侧面及顶面弹簧位姿调节组件(1)：均包括：侧面及顶面弹簧位姿调节支架立柱(1A)、侧面及顶面弹簧位姿调节支架平台(1B)、第一侧面及顶面弹簧位姿调节连接件(1C)、侧面及顶面弹簧位姿调节精密升降台(1D)、侧面弹簧X方向精密调节台(1E)、侧面弹簧Y方向精密调节台(1F)、第二侧面及顶面弹簧位姿调节连接件(1G)、顶面弹簧X方向精密调节台(1H)、第三侧面及顶面弹簧位姿调节连接件(1I)、第一侧面及顶面弹簧位姿调节圈式螺杆(1J)、顶面弹簧Y方向精密调节台(1K)、第五侧面及顶面弹簧位姿调节连接件(1L)、第二侧面及顶面弹簧位姿调节圈式螺杆(1M)、顶面弹簧Z方向精密调节台(1N)、第四侧面及顶面弹簧位姿调节连接件(1O)；侧面及顶面弹簧位姿调节支架平台(1B)的内侧圆柱面能沿侧面及顶面弹簧位姿调节支架立柱(1A)的轴向滑动和定位；第一侧面及顶面弹簧位姿调节连接件(1C)下表面与侧面及顶面弹簧位姿调节支架平台(1B)的直角面固定，第一侧面及顶面弹簧位姿调节连接件(1C)上表面与侧面及顶面弹簧位姿调节精密升降台(1D)下表面固定；侧面弹簧X方向精密调节台(1E)下表面与侧面及顶面弹簧位姿调节精密升降台(1D)上表面固定，侧面弹簧X方向精密调节台(1E)上表面与侧面弹簧Y方向精密调节台(1F)下表面固定且保证两个调节台的移动方向垂直；第二侧面及顶面弹簧位姿调节连接件(1G)下表面与侧面弹簧Y方向精密调节台(1F)上表面固定，第二侧面及顶面弹簧位姿调节连接件(1G)上表面与顶面弹簧X方向精密调节台(1H)下表面固定；顶面弹簧Ｙ方向精密调节台(1Ｋ)下表面与顶面弹簧X方向精密调节台(1H)上表面固定且保证两个调节台的移动方向垂直，顶面弹簧Ｙ方向精密调节台(1Ｋ)上表面与第四侧面及顶面弹簧位姿调节连接件(1O)一直角面固定；顶面弹簧Z方向精密调节台(1N)的一个侧面与第四侧面及顶面弹簧位姿调节连接件(1O)另一直角面固定，顶面弹簧Z方向精密调节台(1N)的另一个侧面与第五侧面及顶面弹簧位姿调节连接件(1L)的一直角面固定；第一侧面及顶面弹簧位姿调节圈式螺杆(1J)通过第三侧面及顶面弹簧位姿调节连接件(1I)固定于第二侧面及顶面弹簧位姿调节连接件(1G)的侧面，第二侧面及顶面弹簧位姿调节圈式螺杆(1M)通过螺纹固定于第五侧面及顶面弹簧位姿调节连接件(1L)的另一直角面前端下面；2) 两个结构相同的底面弹簧位姿调节组件(2)：均包括：高度调整架底板(2A)、高度调整架立柱(2B)、高度调整架顶板(2C)、转动平台(2D)、第一底面弹簧位姿调节立柱架(2E)、第一连接杆(2F)、第一交叉杆架(2G)、第二连接杆(2H)、第二底面弹簧位姿调节立柱架(2I)、第三连接杆(2J)、第四连接杆(2K)、底面弹簧位姿调节圈式螺杆(2L)、第二交叉杆架(2M)；高度调整架底板(2A)与高度调整顶板(2C)通过四个高度调整立柱(2B)刚性连接实现竖直方向的位置粗调；转动平台(2D)下表面固定于高度调整顶板(2C)上表面，第一底面弹簧位姿调节立柱架(2E)固定于转动平台(2D)上表面且能实现竖直方向的位置精调；第一交叉杆架(2G)垂直槽与第一底面弹簧位姿调节立柱架(2E)通过第一连接杆(2F)刚性连接，第一交叉杆架(2G)水平槽与第二底面弹簧位姿调节立柱架(2I)通过第二连接杆(2H)刚性连接，且第二底面弹簧位姿调节立柱架(2I)能实现水平方向的位置精调；第二交叉杆架(2M)水平槽与第二底面弹簧位姿调节立柱支架(2I)通过第三连接杆(2J)刚性连接，第二交叉杆架(2M)垂直槽与底面弹簧位姿调节圈式螺杆(2L)通过第四连接杆(2K)刚性连接；3) 两个结构相同的水平振动检测组件(3)：均包括：水平振动检测支架立柱(3A)、水平振动检测支架平台(3B)、第一水平振动检测连接件(3C)、水平振动检测精密升降台(1D)、水平振动检测X方向精密调节台(3E)、水平振动检测Y方向精密调节台(3F)、第二水平振动检测连接件(3G)、水平振动检测激光位移传感器(3H)；水平振动检测支架平台(3B)的内侧圆柱面能沿水平振动检测支架立柱(3A)轴向滑动和定位，水平振动检测支架平台(3B)的直角面与第一水平振动检测连接件(3C)下表面固定；水平振动检测精密升降台(3D)下表面与第一水平振动检测连接件(3C)上表面固定，水平振动检测精密升降台(3D)上表面与水平振动检测X方向精密调节台(3E)下表面固定；水平振动检测Y方向精密调节台(3F)下表面与水平振动检测X方向精密调节台(3E)上表面固定且保证两个调节台的移动方向垂直，水平振动检测Y方向精密调节台(3F)上表面与第二水平振动检测连接件(3G)下表面固定，第二水平振动检测连接件(3G)上表面与水平振动检测激光位移传感器(3H)下表面固定；4) 竖直振动检测组件(4)：包括：竖直振动检测支架立柱(4A)、竖直振动检测支架平台(4B)、第一竖直振动检测连接件(4C)、竖直振动检测X方向精密调节台(4D)、第二竖直振动检测连接件(4E)、竖直振动检测Z方向精密调节台(4F)、第三竖直振动检测连接件(4G)、竖直振动检测激光位移传感器(4H)；竖直振动检测支架平台(4B)的内侧圆柱面能沿竖直振动检测支架立柱(4A)的轴向滑动和定位，竖直振动检测支架平台(4B)的直角面与第一竖直振动检测连接件(4C)下表面固定；竖直振动检测X方向精密调节台(4D)下表面与第一竖直振动检测连接件(4C)上表面固定，竖直振动检测X方向精密调节台(4D)上表面与第二竖直振动检测连接件(4E)一直角面固定；竖直振动检测Z方向精密调节台(4F)的一个侧面与第二竖直振动检测连接件(4E)另一直角面固定，竖直振动检测Z方向精密调节台(4F)的另一个侧面与竖直振动检测激光位移传感器(4H)通过第三竖直振动检测连接件(4G)刚性连接；5) 气泡发生器(5)： 包括：激振器(5A)、激振器连接杆(5B)、下部激振杆(5C)、空气轴承(5D)、中间膜(5E)、上部激振杆(5F)、激振板(5G)、软壁腔(5H)、上部气泡生成腔(5I)、下部气泡生成腔(5J)、气泡发生器连接件(5K)、气泡发生器支架平台(5L)、气泡发生器支架立柱(5M)；气泡发生器支架平台(5L)的内侧圆柱面能沿气泡发生器支架立柱(5M)的轴向滑动和定位，气泡发生器支架平台(5L)的直角面与气泡发生器连接件(5K)下表面固定；下部气泡生成腔(5J)下表面与气泡发生器连接件(5K)上表面固定，下部气泡生成腔(5J)上表面与上部气泡生成腔(5I)下表面夹住中间膜(5E)后固定；软壁腔(5H)的一端固定在上部气泡生成腔开口(5I‑1)中；T形的激振器连接杆(5B)固定在激振器(5A)的中心螺孔上，两个下部激振杆(5C)的小端对称地固定于T形的激振器连接杆(5B)的横梁上，两个下部激振杆(5C)的小端分别装入对应的空气轴承(5D)的轴承孔中，两个空气轴承(5D)固定在空气轴承安装孔(5J‑1)中；上部激振杆(5F)大端面与下部激振杆(5C)大端面夹住中间膜(5E)后固定，两个上部激振杆(5F)小端面均与激振板(5G)固定，上部气泡生成腔(5I)下部向上依次开有注液孔(5I‑3)和一排水平布置的注气孔(5I‑2)，激振板(5G)从下至上插入在上部气泡生成腔(5I)腔体内的注液孔(5I‑3)和一排水平布置的注气孔(5I‑2)之间； 6) 流道模块及弹簧组件(6)：包括：十个万向挂钩弹簧(6A)、十个流道模块圈式螺杆(6B)、流道模块(6C)；流道模块(6C)上表面四角关于上表面中心分别对称地固定有流道模块圈式螺杆(6B)；流道模块(6C)四个侧棱下部均开有与水平面垂直的平面，且四个平面上分别固定有一个流道模块圈式螺杆(6B)；流道模块(6C)下表面关于下表面中心对称地固定有两个流道模块圈式螺杆(6B)；各流道模块圈式螺杆上均连接了一个万向挂钩弹簧(6A)；7) 管路固定机构(7)：包括：管路固定架(7A)、管路固定立柱架(7B)、管路固定支架平台(7C)、管路固定支架立柱(7D)；管路固定支架平台(7C)的内侧圆柱面能沿管路固定支架立柱(7D)轴向滑动和定位，管路固定支架平台(7C)的直角面与管路固定立柱架(7B)下表面固定，管路固定架(7A)与管路固定立柱架(7B)固定；四个结构相同的侧面及顶面弹簧位姿调节组件(1)对称安装在隔振平台(8)上；两个结构相同的底面弹簧位姿调节组件(2)对称安装在隔振平台(8)上；流道模块(6C)处于隔振平台(8)中心通孔的正上方，它通过十个流道模块圈式螺杆(6B)和十个万向挂钩弹簧(6A)分别与侧面及顶面弹簧位姿调节组件(1)和底面弹簧位姿调节组件(2)连接并确定空间位置；侧面及顶面弹簧位姿调节组件(1)和底面弹簧位姿调节组件(2)在隔振平台(8)上的具体位置只需保证所连接弹簧的空间位置，其中：四个连接在流道模块(6C)侧面的万向挂钩弹簧(6A)另一端分别与对应的第一侧面及顶面弹簧位姿调节圈式螺杆(1J)连接，且保证这四个万向挂钩弹簧(6A)的轴线与对应的流道模块(6C)的顶面对角线平行；四个连接在流道模块(6C)顶面的万向挂钩弹簧(6A)另一端分别与对应的第二侧面及顶面弹簧位姿调节圈式螺杆(1M)连接，且保证这四个万向挂钩弹簧(6A)的轴线处于竖直位置；两个连接在流道模块(6C)底面的万向挂钩弹簧(6A)另一端分别与对应的底面弹簧位姿调节圈式螺杆(2L)连接，且保证这两个万向挂钩弹簧(6A)的轴线处于竖直位置；四个第五侧面及顶面弹簧位姿调节连接件(1L)通过四个固定件(11)依次连接固定；两个结构相同的水平振动检测组件(3)安装在隔振平台(8)上，且其水平位置要保证水平振动检测激光位移传感器(3H)激光发生面分别与对应的流道模块(6C)侧棱处的平面平行，且对应的流道模块(6C)侧棱处的平面为相邻侧棱处所开平面；竖直振动检测组件(4)安装在隔振平台(8)上，且保证竖直振动检测激光位移传感器(4H)激光发生面与流道模块(6C)底面平行；气泡发生器(5)的软壁腔(5H)的另一端与流道模块(6C)的底部开口固定，气泡发生器(5)的激振器(5A)置于隔振平台(8)中心大通孔中，激振器(5A)与隔振平台(8)不接触，气泡发生器支架立柱(5M)安装在隔振平台(8)上；回收管路(9C)一端固定于流道模块(6C)，回收管路(9C)的伸出部分通过管路固定架(7A)夹持固定；管路固定机构(7)安装在隔振平台(8)上；注气管路(9A)与注液管路(9B)均通过管路和快速气动接头与气泡发生器(5)连接；控制器(10)分别与两个水平振动检测激光位移传感器(3H)和竖直振动检测激光位移传感器(4H)连接。