本發(fā)明涉及具體涉及土木工程風(fēng)洞試驗，具體涉及一種煤氣柜氣動彈性模型風(fēng)洞試驗位移測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

煤氣柜是貯存工業(yè)及民用煤氣的鋼制容器，有濕式煤氣柜和干式煤氣柜兩種。濕式煤氣柜為用水密封的套簡式圓柱形結(jié)構(gòu)；干式煤氣柜為用稀(干)油或柔膜密封的活塞式結(jié)構(gòu)。煤氣柜的鐘罩、塔及活塞為活動式結(jié)構(gòu)，承受氣體壓力并保證良好的密封性能，其安裝精度要求較高。煤氣柜柜體材質(zhì)為碳素鋼和低合金鋼。工地連接方式有鉚接、焊接和高強度螺栓連接。焊接一般采用手工焊和co2氣體保護焊。柜頂桁架和柜頂板通常借助設(shè)置的中央臺架進行安裝。干式煤氣柜在運行階段，其內(nèi)部大質(zhì)量活塞由氣壓支撐沿柜體立柱內(nèi)側(cè)上下移動。

煤氣柜氣彈模型試驗中，重點關(guān)注柜體表面位移響應(yīng)?，F(xiàn)階段國內(nèi)風(fēng)工程界對煤氣柜結(jié)構(gòu)的氣動彈性模型風(fēng)洞試驗研究涉及甚少。

對于傳統(tǒng)空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，風(fēng)工程界一般采用激光位移計對其進行風(fēng)洞試驗位移響應(yīng)測量，該方法測量效率較高，精度基本滿足科研要求。但是對于煤氣柜結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)位移測量方法并不適用，其原因主要是：

1、不同工況下，柜體表面位移響應(yīng)數(shù)據(jù)量極大，采用傳統(tǒng)測試方法需大量激光位移測量設(shè)備，試驗成本極高。

2、傳統(tǒng)測量設(shè)備外置，對風(fēng)場影響較大，對于煤氣柜結(jié)構(gòu)這種風(fēng)敏感結(jié)構(gòu)，受擾動流場結(jié)構(gòu)對試驗精度影響較大。

3、由于柜體結(jié)構(gòu)整體較高，激光位移固定設(shè)備剛度受到局限，進而直接導(dǎo)致激光位移計本身在風(fēng)洞試驗階段產(chǎn)生風(fēng)致振動，與柜體部分產(chǎn)生相對誤差，這顯然會極大影響試驗結(jié)果。

鑒于上述原因，采用傳統(tǒng)測量方式不能準(zhǔn)確測試煤氣柜結(jié)構(gòu)位移響應(yīng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種煤氣柜氣動彈性模型風(fēng)洞試驗位移測量系統(tǒng)。

技術(shù)方案如下：

一種煤氣柜氣動彈性模型風(fēng)洞試驗位移測量系統(tǒng)，其關(guān)鍵在于：包括煤氣柜模型，該煤氣柜模型內(nèi)設(shè)有位移檢測件，該位移檢測件檢測風(fēng)洞試驗時所述煤氣柜模型柜體的位移量。采用該設(shè)計，位移計內(nèi)置，從煤氣柜內(nèi)側(cè)檢測柜體在風(fēng)場中的位移量，避免風(fēng)場對位移計的影響，提高試驗精度。

作為優(yōu)選，所述煤氣柜模型設(shè)置在旋轉(zhuǎn)座上，該煤氣柜模型包括拼接式柜體，該拼接式柜體內(nèi)豎向設(shè)有中心支撐筒，該中心支撐筒軸向設(shè)有多個試驗位點，所述中心支撐筒外套設(shè)有活塞組件，該活塞組件對應(yīng)設(shè)置在任一所述試驗位點處，所述活塞組件和拼接式柜體之間設(shè)有浮動導(dǎo)向件；

所述位移檢測件為位移計，在所述中心支撐筒上固定連接位移計支架，在該位移計支架上設(shè)置多個所述位移計，多個所述位移計在所述位移計支架上豎向分布，所述位移計的感應(yīng)端朝向所述拼接式柜體。

采用以上技術(shù)方案，避免了傳統(tǒng)的將活塞組件和煤氣柜直接連接的方式，將活塞組件通過中心支撐筒支撐在煤氣柜內(nèi)，模擬活塞的懸浮狀態(tài)，活塞通過浮動導(dǎo)向件上下移動，能精確的模擬真實情況下活塞的上下升降及懸浮，保證試驗的正確性。

作為優(yōu)選，所述位移計支架包括橫向固定桿和豎向固定桿，所述橫向固定桿靠近所述中心支撐筒的下端設(shè)置，所述橫向固定桿的內(nèi)端與所述中心支撐筒固定，所述豎向固定桿的下端與所述橫向固定桿固定，所述位移計豎向分布在所述豎向固定桿上，所述活塞組件上對應(yīng)所述豎向固定桿設(shè)有讓位通孔。

采用以上方案，在活塞組件升降模擬活塞的高、中、低位時，活塞組件與位移計之間不會相互干擾。

作為優(yōu)選，所述活塞組件包括活塞支撐板，該活塞支撐板上方設(shè)有活塞模型，所述活塞模型包括模型框架，該模型框架和活塞支撐板之間設(shè)有活塞懸浮墊板，該活塞懸浮墊板與模型框架固定，在所述活塞支撐板上表面設(shè)有滾動支撐件，所述活塞懸浮墊板落在所述滾動支撐件上，所述活塞支撐板設(shè)置在任一所述試驗位點處，所述模型框架內(nèi)的空隙形成所述讓位通孔。

該設(shè)計方案中，活塞模型通過滾動支撐件落在活塞支撐板上，在煤氣柜氣彈模型風(fēng)洞試驗研究時，模擬活塞平動。

作為優(yōu)選，所述滾動支撐件包括安裝座體和滾動嵌設(shè)在該安裝座體內(nèi)的支撐滾珠，所述安裝座體固定在活塞支撐板上，所述支撐滾珠托舉所述活塞懸浮墊板，在所述活塞支撐板上環(huán)向分布有至少三個所述滾動支撐件。通過支撐滾珠托舉活塞模型，活塞模型的平動方向隨意性強，能更真實的模擬活塞平動。

作為優(yōu)選，所述中心支撐筒包括筒體，所述筒體的外壁設(shè)有活塞支撐件，該活塞支撐件與任一所述試驗位點對應(yīng)的筒體可拆卸連接，所述活塞組件落在所述活塞支撐件上；

在所述筒體的外壁軸向設(shè)有多組螺孔組，該螺孔組形成所述試驗位點，每組所述螺孔組包括至少3個定位螺孔，同組螺孔組內(nèi)的所有所述定位螺孔環(huán)向分布在所述筒體的外壁，所述活塞支撐件為支撐螺栓，在同組螺孔組內(nèi)的所有所述定位螺孔內(nèi)分別設(shè)有所述支撐螺栓?；钊渭∏奢p便，便于拆裝；該設(shè)計中的螺孔組一方面標(biāo)記定位需要試驗的具體位置，另一方面方便與支撐螺栓快速拆裝。

作為優(yōu)選，所述筒體下端環(huán)向設(shè)有至少3個調(diào)平支腳，所述調(diào)平支腳包括豎向設(shè)置的肋板，所述肋板與所述筒體的外壁連接，所述肋板的下邊緣水平連接有支撐底板，該支撐底板上豎向螺紋穿設(shè)有調(diào)平螺栓。支撐螺栓與定位螺孔能快速拆裝。

作為優(yōu)選，所述拼接式柜體包括至少兩個筒形支架，所述筒形支架軸向依次拼接形成煤氣柜柜體架，相鄰兩個筒形支架之間通過聯(lián)接件連接，該煤氣柜柜體架外圍設(shè)有柜體外皮；

所述柜體外皮包括多塊鋁板，多塊所述鋁板依次首尾連接形成所述柜體外皮，在所述煤氣柜柜體架上貼合有雙面膠，所述鋁板通過該雙面膠粘貼在所述煤氣柜柜體架上。

采用以上技術(shù)方案，煤氣柜柜體架和柜體外皮均拼裝組裝，便于移送、轉(zhuǎn)運，組裝后，聯(lián)接件對各段起到穩(wěn)定連接作用，以保證煤氣柜柜體架的穩(wěn)定和連貫。

作為優(yōu)選，所述聯(lián)接件包括沿同一豎直方向?qū)拥纳狭⒅拖铝⒅?，所述上立柱的下端和下立柱的上端連接有同一個聯(lián)結(jié)板，所述上立柱的下端和下立柱的上端設(shè)有與所述聯(lián)結(jié)板相匹配的連接卡口，所述聯(lián)結(jié)板位于該連接卡口內(nèi)，所述聯(lián)結(jié)板分別通過立柱固定螺栓與所述上立柱和下立柱連接，所述上立柱與上方的所述筒形支架連接，所述下立柱與下方的所述筒形支架連接；

所述筒形支架包括多個水平設(shè)置的圓形架，多個所述圓形架沿同一豎直方向分布，所述筒形支架還包括多個立桿，多個所述立桿沿所述圓形架的中心環(huán)向分布，同一個所述立桿與所有所述圓形架連接，所述圓形架和立桿交叉連接形成網(wǎng)格狀的所述筒形支架，在所述筒形支架的網(wǎng)格節(jié)點之間連接有斜桿，所述立桿的下端向下延伸形成所述上立柱，所述立桿的上端向上延伸形成所述下立柱，在所述圓形架、立桿和斜桿上分別貼合有所述雙面膠，所述位移計的感應(yīng)端徑向朝向所述柜體外皮。

作為優(yōu)選，所述浮動導(dǎo)向件包括固定在所述活塞組件上的固定座，該固定座上朝向所述拼接式柜體設(shè)有彈性件，該彈性件上設(shè)有導(dǎo)向滾輪，該導(dǎo)向滾輪沿所述立桿滾動。

作為優(yōu)選，所述彈性件包括水平穿設(shè)在所述固定座上的活塞桿，該活塞桿朝向所述拼接式柜體的一端安裝有u型卡，該u型卡的兩個豎向部分之間安裝有所述導(dǎo)向滾輪，在所述固定座和u型卡之間的活塞桿上套設(shè)有壓簧，所述固定座另一側(cè)的活塞桿上設(shè)有鎖銷，所述立桿位于所述u型卡的兩個豎向部分之間，所述導(dǎo)向滾輪的滾動面與所述立桿貼合。

有益效果：采用本發(fā)明的一種煤氣柜氣動彈性模型風(fēng)洞試驗位移測量系統(tǒng)，煤氣柜模型能準(zhǔn)確真實的模擬實際生產(chǎn)中煤氣柜的狀態(tài)，保證試驗結(jié)果與實際結(jié)果接近；試驗時將位移計內(nèi)置，從煤氣柜內(nèi)側(cè)檢測柜體在風(fēng)場中的位移量，避免風(fēng)場對位移計的影響，提高試驗精度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為活塞組件b和中心支撐筒a的安裝關(guān)系圖；

圖3為圖1的水平截面圖；

圖4為中心支撐筒a的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖4的俯視圖；

圖6為活塞組件b的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為滾動支撐件b4在活塞支撐板b1上的安裝示意圖；

圖8為滾動支撐件b4在活塞支撐板b1上的分布示意圖；

圖9為聯(lián)接件c3的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為浮動導(dǎo)向件d2的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為圖10的俯視圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1到圖11所示，一種煤氣柜氣動彈性模型風(fēng)洞試驗位移測量系統(tǒng)，包括煤氣柜模型，該煤氣柜模型內(nèi)設(shè)有位移檢測件，該位移檢測件檢測風(fēng)洞試驗時所述煤氣柜模型柜體的位移量。

所述煤氣柜模型設(shè)置在旋轉(zhuǎn)座上，該煤氣柜模型包括拼接式柜體c，該拼接式柜體c內(nèi)豎向設(shè)有中心支撐筒a，該中心支撐筒a軸向設(shè)有多個試驗位點，所述中心支撐筒a外套設(shè)有活塞組件b，該活塞組件b對應(yīng)設(shè)置在任一所述試驗位點處，所述活塞組件b和拼接式柜體c之間設(shè)有浮動導(dǎo)向件d2；

所述位移檢測件為位移計e1，在所述中心支撐筒a上固定連接位移計支架e，在該位移計支架e上設(shè)置多個位移計e1，多個所述位移計e1在所述位移計支架e上豎向分布，所述位移計e1的感應(yīng)端朝向所述拼接式柜體c。

所述位移計支架e包括橫向固定桿e2和豎向固定桿e3，所述橫向固定桿e2靠近所述中心支撐筒a的下端設(shè)置，所述橫向固定桿e2的內(nèi)端與所述中心支撐筒a固定，所述豎向固定桿e3的下端與所述橫向固定桿e2固定，所述位移計e1豎向分布在所述豎向固定桿e3上，所述活塞組件b上對應(yīng)所述豎向固定桿e3設(shè)有讓位通孔。

所述活塞組件b包括活塞支撐板b1，該活塞支撐板b1上方設(shè)有活塞模型b2，在所述活塞支撐板b1上表面設(shè)有滾動支撐件b4，所述活塞模型b2落在該滾動支撐件b4上，所述活塞支撐板b1落在所述支撐螺栓上。

所述活塞模型b2包括模型框架b8，該模型框架b8和活塞支撐板b1之間設(shè)有活塞懸浮墊板b3，該活塞懸浮墊板b3與模型框架b8固定，該活塞懸浮墊板b3落在所述滾動支撐件b4上，所述活塞支撐板b1、活塞懸浮墊板b3和模型框架b8均呈圓環(huán)狀，所述活塞支撐板b1、活塞懸浮墊板b3和模型框架b8的環(huán)狀中心重合，所述活塞支撐板b1、活塞懸浮墊板b3和模型框架b8套設(shè)在所述筒體a1上。所述模型框架b8內(nèi)的空隙形成所述讓位通孔。

所述滾動支撐件b4包括安裝座體b5和滾動嵌設(shè)在該安裝座體內(nèi)b5的支撐滾珠b6，所述安裝座體b5固定在活塞支撐板b1上，所述支撐滾珠b6托舉所述活塞懸浮墊板b3，在所述活塞支撐板b1上環(huán)向分布有至少三個所述滾動支撐件b4。

在所述活塞支撐板b1上對應(yīng)所述滾動支撐件b4設(shè)有支撐件安裝孔，在所述安裝座體b5上設(shè)有水平支耳b7，所述安裝座體b5向下沉入所述支撐件安裝孔內(nèi)，所述水平支耳b7貼合在所述活塞支撐板b1上表面并與之固定連接。

所述中心支撐筒a包括筒體a1，所述筒體a1的外壁設(shè)有活塞支撐件a3，該活塞支撐件a3與任一所述試驗位點對應(yīng)的筒體a1可拆卸連接，所述活塞組件b落在所述活塞支撐件a3上；

在所述筒體a1的外壁軸向設(shè)有多組螺孔組，該螺孔組形成所述試驗位點，每組所述螺孔組包括至少3個定位螺孔a4，同組螺孔組內(nèi)的所有所述定位螺孔a4環(huán)向分布在所述筒體a1的外壁，所述活塞支撐件a3為支撐螺栓，在同組螺孔組內(nèi)的所有所述定位螺孔a4內(nèi)分別設(shè)有所述支撐螺栓。

所述筒體a1下端環(huán)向設(shè)有至少3個調(diào)平支腳a2，所述調(diào)平支腳a2包括豎向設(shè)置的肋板a7，所述肋板a7與所述筒體a1的外壁連接，所述肋板a7的下邊緣水平連接有支撐底板a5，該支撐底板a5上豎向螺紋穿設(shè)有調(diào)平螺栓a6。

所述拼接式柜體c包括至少兩個筒形支架c1，所述筒形支架c1軸向依次拼接形成煤氣柜柜體架c2，相鄰兩個筒形支架c1之間通過聯(lián)接件c3連接，該煤氣柜柜體架c2外圍設(shè)有柜體外皮c9；

所述柜體外皮c9包括多塊鋁板，多塊所述鋁板依次首尾連接形成所述柜體外皮c9，在所述煤氣柜柜體架c2上貼合有雙面膠，所述鋁板通過該雙面膠粘貼在所述煤氣柜柜體架c2上。

所述聯(lián)接件c3包括沿同一豎直方向?qū)拥纳狭⒅鵦4和下立柱c5，所述上立柱c4的下端和下立柱c5的上端連接有同一個聯(lián)結(jié)板c6，所述上立柱c4的下端和下立柱c5的上端設(shè)有與所述聯(lián)結(jié)板c6相匹配的連接卡口，所述聯(lián)結(jié)板c6位于該連接卡口內(nèi)，所述聯(lián)結(jié)板c6分別通過立柱固定螺栓與所述上立柱c4和下立柱c5連接，所述上立柱c4與上方的所述筒形支架c1連接，所述下立柱c5與下方的所述筒形支架c1連接；

所述筒形支架c1包括多個水平設(shè)置的圓形架c7，多個所述圓形架c7沿同一豎直方向分布，所述筒形支架c1還包括多個立桿c8，多個所述立桿c8沿所述圓形架c7的中心環(huán)向分布，同一個所述立桿c8與所有所述圓形架c7連接，所述圓形架c7和立桿c8交叉連接形成網(wǎng)格狀的所述筒形支架c1，在所述筒形支架c1的網(wǎng)格節(jié)點之間連接有斜桿c10，所述立桿c8的下端向下延伸形成所述上立柱c4，所述立桿c8的上端向上延伸形成所述下立柱c5，在所述圓形架c7、立桿c8和斜桿c10上分別貼合有所述雙面膠，所述位移計e1的感應(yīng)端徑向朝向所述柜體外皮c9。

所述浮動導(dǎo)向件d2包括固定在所述活塞組件b上的固定座d3，該固定座d3上朝向所述拼接式柜體c設(shè)有彈性件，該彈性件上設(shè)有導(dǎo)向滾輪d5，該導(dǎo)向滾輪d5沿所述立桿c8滾動。

所述彈性件包括水平穿設(shè)在所述固定座d3上的活塞桿d4，該活塞桿d4朝向所述拼接式柜體c的一端安裝有u型卡d7，該u型卡d7的兩個豎向部分之間安裝有所述導(dǎo)向滾輪d5，在所述固定座d3和u型卡d7之間的活塞桿d4上套設(shè)有壓簧d6，所述固定座d3另一側(cè)的活塞桿d4上設(shè)有鎖銷，所述立桿c8位于所述u型卡d7的兩個豎向部分之間，所述導(dǎo)向滾輪d5的滾動面與所述立桿c8貼合。

最后需要說明的是，上述描述僅僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不違背本發(fā)明宗旨及權(quán)利要求的前提下，可以做出多種類似的表示，這樣的變換均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。