CN110160949B - 用于高速气流下的列车绝缘材料耐候性试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高速气流下的列车绝缘材料耐候性试验装置，包括箱体、位于所述箱体内的供电机构和气流模拟机构、位于所述箱体上端且与所述箱体内部连通的控温机构、位于所述箱体内部顶端的紫外光源组件、位于所述箱体底端且与所述紫外光源组件相对应的升降载物机构以及位于所述箱体侧壁且与所述升降载物机构连接的检测机构，所述供电机构与所述紫外光源组件通信连接；所述箱体上活动连接有箱门，所述箱门上开设有与所述箱体内部连通的气孔；该装置可有效的模拟列车高速气流环境，并进行准确的材料老化试验，试验效果好，操作简单可靠。

Description

用于高速气流下的列车绝缘材料耐候性试验装置

技术领域

本发明涉及材料耐候试验设备技术领域，具体涉及一种用于高速气流下的列车绝缘材料耐候性试验装置。

背景技术

川藏铁路建设对我国长治久安和西藏经济社会发展具有重大而深远的意义。然而川藏线的建设要求更深入研究高海拔环境对材料的影响，且川藏线设计为电气化高速铁路，模拟高速气流环境是研究列车绝缘材料的性能的重要前提，从而能够更深入研究在高海拔环境高速气流下材料的耐紫外特性。针对于高海拔环境下材料紫外老化试验，国内学者多以氙灯作为光源进行紫外辐射加速老化试验，以此获得材料耐候性的结果。但要模拟自然环境条件，氙灯不能很好的模拟长波紫外对材料的辐射，并且紫外强度通常也做不到自动可调，现有的试验设备并不能准确模拟试验所需条件，试验效果差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于高速气流下的列车绝缘材料耐候性试验装置，以解决现有试验设备试验效果差、不能准确模拟试验所述条件的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：用于高速气流下的列车绝缘材料耐候性试验装置，包括箱体、位于所述箱体内的供电机构和气流模拟机构、位于所述箱体上端且与所述箱体内部连通的控温机构、位于所述箱体内部顶端的紫外光源组件、位于所述箱体底端且与所述紫外光源组件相对应的升降载物机构以及位于所述箱体侧壁且与所述升降载物机构连接的检测机构，所述供电机构与所述紫外光源组件通信连接；所述箱体上活动连接有箱门，所述箱门上开设有与所述箱体内部连通的气孔。

进一步，所述升降载物机构包括位于所述箱体内部底端的底座、分别设置在底座两端的支座和连接板、轴向贯穿所述支座的连接轴、位于连接轴远离所述连接板端部的摇把以及铰接在所述连接轴与连接板上的升降架，且所述升降架远离所述底座的端部铰接有载物台，且所述载物台与所述紫外光源组件相对应，所述支座内设置有螺旋槽，所述连接轴外壁设置有与所述螺旋槽相配合的螺旋齿，且所述连接轴远离所述支座的端部与所述底座滑动连接。

进一步，所述检测机构包括滑动连接在所述箱体侧壁上的伸缩板、分别设置在所述伸缩板上的紫外功率密度计、风速仪和气压传感器以及设置在所述载物台上的温湿度计，所述伸缩板和载物台之间设置有联动板。

进一步，所述伸缩板包括与所述箱体侧壁滑动连接的外板以及与所述外板连接的内板，所述外板内部具有空腔，所述内板的端部位于空腔内且沿空腔滑动，所述紫外功率密度计、风速仪和气压传感器均设置于所述内板上。

进一步，所述气流模拟机构包括设置在所述箱体上的负压风机以及与所述负压风机通信连接的风速调节件，且所述风速调节件与所述风速仪通信连接。

进一步，所述供电机构包括位于所述箱体底端的隔板、位于所述隔板内的镇流器以及与所述镇流器通信连接的触发器，且所述镇流器和触发器分别与所述紫外光源组件连接。

进一步，所述紫外光源组件包括位于箱体内部顶端的灯架、设置在灯架上的紫外灯管以及罩设在所述灯管外围的灯罩，所述紫外灯管分别与所述镇流器和触发器通信连接。

进一步，所述控温机构包括位于箱体上端的冷风机、连接在所述冷风机与所述灯罩之间的冷风管道，所述灯罩上设置有与所述箱体内部连通的散风孔。

进一步，所述箱体内部两侧设置有固定板，所述固定板上设置有滤光组件，且所述滤光组件位于所述载物台与灯罩之间。

进一步，所述滤光组件包括设置在所述固定板上的透明玻璃以及设置在所述透明玻璃上端的石英玻璃。

本发明具有以下有益效果：本发明所提供的用于高速气流下的列车绝缘材料耐候性试验装置，通过升降载物机构调节试验到光源的距离，从而调节载物台紫外光照射在载物台上的紫外功率密度，进行不同光照功率下的老化试验，且通过伸缩板的伸缩及升降带动风速仪、紫外功率密度计及气压传感器运动，从而测定不同位置处的风速和气压以及提高紫外功率密度的测定，整体上提高试验效果；通过控温机构调节箱体内的温度，保证试验的试验环境，避免由于温度过高加速材料老化而造成试验误差大；通过气流模拟机构能更真实的模拟高速列车运行时材料所处的环境，加入气流因素后，可以获得更准确可靠的试验结果，且通过风速调节件可调节风速的大小，测得在不同风速下的试验结果，提高试验准确性，使得研究更加方便快捷；通过滤光组件的双重滤光结构，其中，通过透明玻璃过滤短波和中波紫外，通过石英玻璃过滤大部分红外光，减小了其他光色对试验的影响，稳定可靠，从而更好的模拟高速气流环境下材料的老化情况。

附图说明

图1为本发明示意图；

图2为本发明内部结构示意图；

图3为本发明中升降载物机构结构示意图；

图4为本发明中伸缩板结构示意图；

图1至图4中所示附图标记分别表示为：1-箱体，2-供电机构，3-气流模拟机构，4-控温机构，5-紫外光源组件，6-升降载物机构，7-检测机构，8-箱门，9-气孔，60-底座，61-支座，62-连接板，63-连接轴，64-摇把，65-升降架，66-载物台，70-伸缩板，71-紫外功率密度计，72-风速仪，73-气压传感器，74-温湿度计，75-联动板，701-外板，702-内板，30-负压风机，31-风速调节件，20-隔板，21-镇流器，22-触发器，50-灯架，51-紫外灯管，52-灯罩，40-冷风机，41-冷风管道，10-固定板，11-透明玻璃，12-石英玻璃。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1至图3所示，用于高速气流下的列车绝缘材料耐候性试验装置，包括箱体1、位于箱体1内的供电机构2和气流模拟机构3、位于箱体1上端且与箱体1内部连通的控温机构4、位于箱体1内部顶端的紫外光源组件5、位于箱体1底端且与紫外光源组件5相对应的升降载物机构6以及位于箱体1侧壁且与升降载物机构6连接的检测机构7，供电机构2与紫外光源组件5通信连接；箱体1上活动连接有箱门8，箱门8上开设有与箱体1内部连通的气孔9。

箱门8一端与箱体1铰接，另一端通过锁扣与箱体1连接。气孔9、箱体1内部及温控机构形成温度循环系统，从而控制箱体1内部及紫外光源组件5内部的温度，保证箱体1内部试验环境。紫外光源组件5产生紫外光，为试验提供光照自然环境条件。供电机构2为紫外光源组件5提供电力来源。气流模拟机构3可以真实的模拟高速列车运行时材料所处环境，加入气流因素以后，可以获得更加精确可靠的试验结果。试验材料放置在升降载物机构6上，通过升降载物机构6的上下位置不同高度的调节，从而改变试验材料与紫外光源组件5之间的距离，距离越短，试验材料受到的紫外光密度就越大，距离越远，试验材料收到的紫外光密度就越小，从而实现在不同紫外光密度条件下的材料老化试验。检测机构7用于检测箱体1内部环境就紫外光密度，从而便于观察在不同条件下的试验材料老化试验。

升降载物机构6包括位于箱体1内部底端的底座60、分别设置在底座60两端的支座61和连接板62、轴向贯穿支座61的连接轴63、位于连接轴63远离连接板62端部的摇把64以及铰接在连接轴63与连接板62上的升降架65，且升降架65远离底座60的端部铰接有载物台66，且载物台66与所述紫外光源组件5相对应，支座61内设置有螺旋槽，连接轴63外壁设置有与螺旋槽相配合的螺旋齿，且连接轴63远离支座61的端部与底座60滑动连接。升降架65为具有铰接结构的X型结构，其上端和下端分别与载物台66和连接轴63、连接板62铰接，通过升降架65的变形实现载物台66高度的调节。在使用时，通过摇把64转动，以支座61为支撑点，通过螺旋槽和螺旋齿的配合，使得连接轴63沿底座60进行滑动，在连接轴63的运动下带动升降架65产生变形，当连接轴63向支座61方向移动时，升降架65带动载物台66下降，当连接轴63向连接板62方向移动时，升降架65带动载物台66上升，从而实现上下高度调节功能。试验材料放置在载物台66上，通过载物台66高度位置的变化，从而调节试验材料与紫外光源组件5之间的距离，进而实现试验材料在不同紫外光密度下的老化试验。

检测机构7包括滑动连接在箱体1侧壁上的伸缩板70、分别设置在所述伸缩板70上的紫外功率密度计71、风速仪72和气压传感器73以及设置在所述载物台66上的温湿度计74，伸缩板70和载物台66之间设置有联动板75。如图4所示，伸缩板70包括与箱体1侧壁滑动连接的外板701以及与外板701连接的内板702，外板701内部具有空腔，内板702的端部位于空腔内且沿空腔滑动，紫外功率密度计71、风速仪72和气压传感器73均设置于内板702上。在使用时，通过内板702沿外板701的滑动改变伸缩板70的长度，从而改变紫外功率密度计71、风速仪72和气压传感器73的位置，实现紫外功率密度计71、风速仪72和气压传感器73在不同位置处的数据测定。箱体1内部侧壁设置有与伸缩板70相适配的滑槽，伸缩板70的外板701配合连接在滑槽内，进而通过联动板75的过渡连接，使载物台66与伸缩板70进行同步运动，当载物台66进行上下高度调节时，伸缩板70也随之进行上下位置的移动，从而保证紫外功率密度计71、风速仪72和气压传感器73在不同相应位置处的数据测定，提高测定效果。

为了更加真实的模拟列车运行环境，本发明中，气流模拟机构3包括设置在箱体1上的负压风机30以及与负压风机30通信连接的风速调节件31，且风速调节件31与风速仪72通信连接。风速调节件31采用功率为0～50HZ可调变频器，由外部电源供电，通过风速仪72测得气流风速，并将所测风速信号传递至风速调节件31，进而通过风速调节件31控制负压风机30实现风速的调节。通过风速调节件31调节负压风机30的风速，从而进行不同风速气流下的试验。

供电机构2包括位于箱体1底端的隔板20、位于隔板20内的镇流器21以及与镇流器21通信连接的触发器22，且镇流器21和触发器22分别与紫外光源组件5连接。隔板20与箱体1内壁之间形成供电室，通过隔板20的保护作用，使得供电室内的镇流器21与触发器22不受外部影响而稳定可靠的工作。镇流器21、触发器22与紫外灯管51电性连接，用于提供电能。

为了提高紫外光的发射效果，本发明中，紫外光源组件5包括位于箱体1内部顶端的灯架50、设置在灯架50上的紫外灯管51以及罩设在灯管外围的灯罩52，紫外灯管51分别与镇流器21和触发器22通信连接。灯架50为紫外灯管51的安装支撑件，紫外灯管51为大功率紫外灯管51。灯罩52采用抛光铝合金材质，增强紫外光的反射，更大的调高对紫外光的聚合效果。

为了保证灯罩52内及箱体1内温度的控制调节，本发明中，控温机构4包括位于箱体1上端的冷风机40、连接在冷风机40与灯罩52之间的冷风管道41，灯罩52上设置有与箱体1内部连通的散风孔。冷风机40吹入冷风通过冷风管道41进入灯罩52内，并由灯罩52的散风孔进入箱体1内部，并通过箱门8上的风孔形成温度循环系统，从而调节箱体1内部的温度，避免灯罩52或箱体1内温度过高而加速试验材料老化，影响试验结果。

为了减少杂光对试验的影响，本发明中，箱体1内部两侧设置有固定板10，固定板10上设置有滤光组件，且滤光组件位于载物台66与灯罩52之间。滤光组件包括设置在固定板10上的透明玻璃11以及设置在透明玻璃11上端的石英玻璃12。透明玻璃11可以阻挡短波和中波紫外，石英玻璃12可以吸收大部分红外光；提高照射到试验材料上紫外光的纯度，提高试验效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.用于高速气流下的列车绝缘材料耐候性试验装置，其特征在于，包括箱体（1）、位于所述箱体（1）内的供电机构（2）和气流模拟机构（3）、位于所述箱体（1）上端且与所述箱体（1）内部连通的控温机构（4）、位于所述箱体（1）内部顶端的紫外光源组件（5）、位于所述箱体（1）底端且与所述紫外光源组件（5）相对应的升降载物机构（6）以及位于所述箱体（1）侧壁且与所述升降载物机构（6）连接的检测机构（7），所述供电机构（2）与所述紫外光源组件（5）通信连接；所述箱体（1）上活动连接有箱门（8），所述箱门（8）上开设有与所述箱体（1）内部连通的气孔（9）；

所述升降载物机构（6）包括位于所述箱体（1）内部底端的底座（60）、分别设置在底座（60）两端的支座（61）和连接板（62）、轴向贯穿所述支座（61）的连接轴（63）、位于连接轴（63）远离所述连接板（62）端部的摇把（64）以及铰接在所述连接轴（63）与连接板（62）上的升降架（65），且所述升降架（65）远离所述底座（60）的端部铰接有载物台（66），且所述载物台（66）与所述紫外光源组件（5）相对应，所述支座（61）内设置有螺旋槽，所述连接轴（63）外壁设置有与所述螺旋槽相配合的螺旋齿，且所述连接轴（63）远离所述支座（61）的端部与所述底座（60）滑动连接；所述检测机构（7）包括滑动连接在所述箱体（1）侧壁上的伸缩板（70）、分别设置在所述伸缩板（70）上的紫外功率密度计（71）、风速仪（72）和气压传感器（73）以及设置在所述载物台（66）上的温湿度计（74），所述伸缩板（70）和载物台（66）之间设置有联动板（75）；

所述伸缩板（70）包括与所述箱体（1）侧壁滑动连接的外板（701）以及与所述外板（701）连接的内板（702），所述外板（701）内部具有空腔，所述内板（702）的端部位于空腔内且沿空腔滑动，所述紫外功率密度计（71）、风速仪（72）和气压传感器（73）均设置于所述内板（702）上；

所述紫外光源组件（5）包括位于箱体（1）内部顶端的灯架（50）、设置在灯架（50）上的紫外灯管（51）以及罩设在所述紫外灯管（51）外围的灯罩（52），所述紫外灯管（51）分别与镇流器（21）和触发器（22）通信连接；所述控温机构（4）包括位于箱体（1）上端的冷风机（40）、连接在所述冷风机（40）与所述灯罩（52）之间的冷风管道（41），所述灯罩（52）上设置有与所述箱体（1）内部连通的散风孔；所述箱体（1）内部两侧设置有固定板（10），所述固定板（10）上设置有滤光组件，且所述滤光组件位于所述载物台（66）与灯罩（52）之间；所述气流模拟机构（3）包括设置在所述箱体（1）上的负压风机（30）以及与所述负压风机（30）通信连接的风速调节件（31），且所述风速调节件（31）还与所述风速仪（72）通信连接。

2.根据权利要求1所述的用于高速气流下的列车绝缘材料耐候性试验装置，其特征在于，所述供电机构（2）包括位于所述箱体（1）底端的隔板（20）、位于所述隔板（20）内的镇流器（21）以及与所述镇流器（21）通信连接的触发器（22），且所述镇流器（21）和触发器（22）分别与所述紫外光源组件（5）连接。

3.根据权利要求1所述的用于高速气流下的列车绝缘材料耐候性试验装置，其特征在于，所述滤光组件包括设置在所述固定板（10）上的透明玻璃（11）以及设置在所述透明玻璃（11）上端的石英玻璃（12）。

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