CN111157436B - 一种用于盐雾实验机的气候模拟装置 - Google Patents

一种用于盐雾实验机的气候模拟装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于盐雾实验机的气候模拟装置，属于实验设备技术领域，包括控制模块、雨雪模块及风机模块，雨雪模块包括水箱、第一水泵、水管、喷雨嘴、空气压缩机、气流管及喷雪嘴，水管的一端连接于水箱，第一水泵设于水管上，水管的另一端连接有多根分管，喷雨嘴均匀分布有多个且通过支管连接于分管，喷雪嘴与喷雨嘴一一对应设置且喷雪嘴与喷雨嘴并联于支管，支管上设有用于开闭喷雨嘴的第一水阀及用于开闭喷雪嘴的第二水阀，气流管的一端连接于空气压缩机、另一端连接于喷雪嘴。可以模拟降雨天气、降雪天气、雨夹雪天气，使盐雾实验机同时具备气候模拟条件，更好的满足实验要求，采用一条水路系统即可满足降雨模拟与降雪模拟的用水要求。

Description

一种用于盐雾实验机的气候模拟装置
技术领域
本发明涉及实验设备技术领域，尤其涉及一种用于盐雾实验机的气候模拟装置。
背景技术
随着科学技术与经济贸易的迅猛发展，人类对于自然环境中资源的开发、利用越来越广泛，而各种材料、设备产品在使用过程中遇到的环境也越来越复杂、越来越残酷，从热带到寒带，从平原到高原，从海洋到太空等，这也使得人们更加关心材料、产品在各种环境中的性能、可靠性和安全性。要想实现上述目的，必须在各种环境下进行有效的实验。若在各种环境的现场进行实地实验，存在周期长、成本高、实现困难等缺点，而各种环境模拟机可以帮助人们摆脱自然规律，模拟机内的环境因素可以按照实验目的进行设定。盐雾实验机是一种用于测试材料及其防护层的盐雾腐蚀能力的模拟机，但是，现有盐雾实验机一般未考虑到气候因素对盐雾实验的影响，实验条件不能很好的满足实验要求，不足以充分验证材料或其涂层在各种气候条件下的性能。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供了一种用于盐雾实验机的气候模拟装置，能在盐雾实验机内部模拟常见的气候环境，有助于更好的满足实验条件。
为了实现上述技术目的，本发明提供的一种用于盐雾实验机的气候模拟装置，包括控制模块、雨雪模块及风机模块，所述雨雪模块包括水箱、第一水泵、水管、喷雨嘴、空气压缩机、气流管及喷雪嘴，水管的一端连接于水箱，第一水泵设于水管上，水管的另一端连接有多根分管，喷雨嘴均匀分布有多个且通过支管连接于分管，喷雪嘴与喷雨嘴一一对应设置且喷雪嘴与喷雨嘴并联于支管，支管上设有用于开闭喷雨嘴的第一水阀及用于开闭喷雪嘴的第二水阀，气流管的一端连接于空气压缩机、另一端连接于喷雪嘴。
优选的，所述喷雪嘴内设有水流通道及设于水流通道外周的气流通道，支管与水流通道连通，气流管与气流通道连通，喷雪嘴上设有位于水流通道和气流通道前端的喷孔，水流通道与喷孔之间设有内隔板，内隔板上设有喷水孔，气流通道与喷孔之间设有外隔板，外隔板上设有喷气孔。
优选的，所述雨雪模块还包括设于水管上的流量计，流量计电连接于控制模块。
优选的，所述风机模块包括导流罩、扇叶及用于驱动扇叶的电机，电机与扇叶设于导流罩内，扇叶固定套设于电机的电机轴上，电机电连接于控制模块。
优选的，所述气候模拟装置还包补水箱，补水箱通过补水管与水箱连通，补水管上设有第二水泵，第二水泵电连接于控制模块。
优选的，所述补水管上还设有过滤器。
优选的，所述补水箱的内壁上设有水位检测器，水位检测器电连接于控制模块。
所述气候模拟装置还包括氙灯和滤光板，滤光板设于氙灯的下方，喷雪嘴和喷雨嘴设于滤光板的下方。
优选的，所述第一水阀和第二水阀均为电子水阀，第一水阀与第二水阀均电连接于控制模块。
采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：
1、本发明提供的用于盐雾实验机的气候模拟装置，将喷雨嘴与喷雪嘴并联设置，不仅可以在盐雾实验机内模拟降雨天气，也能模拟降雪天气，还能模拟雨夹雪天气，保证气候模拟的仿真度，使盐雾实验机同时具备气候模拟条件，更好的满足实验要求，能更好的验证材料或其涂层在各种气候条件下进行盐雾试验的性能。采用一条水路系统即可满足降雨模拟用水要求、降雪模拟用水要求及雨夹雪模拟用水要求，可在保证满足模拟要求的同时降低结构成本。
2、合理设置喷雪嘴的具体结构，高压的水自喷水孔处喷出雾化，低温的高压气体自喷气孔喷出，雾化的水珠与低温的气体混合后形成雪花，实现降雪模拟效果。
3、通过氙灯与滤光板的配合模拟自然光线，使盐雾实验机可以同时满足各种光线强度下的实验要求。
附图说明
图1为本发明实施例一气候模拟装置的局部结构示意图；
图2为本发明实施例一气候模拟装置的另一局部结构示意图；
图3为本发明实施例一气候模拟装置中喷雪嘴的内部结构示意图；
图4为本发明实施例一气候模拟装置中的控制图。
图中，100-控制模块，200-雨雪模块，201-水箱，202-第一水泵，203-水管，204-喷雨嘴，205-空气压缩机，206-气流管，207-喷雪嘴，2071-水流通道，2072-气流通道，2073-喷孔，2074-内隔板，2075-喷水孔，2076-外隔板，2077-喷气孔，208-分管，209-支管，210-第一水阀，211-第二水阀，212-三通阀，213-流量计，214-限流阀，215-水位检测器，300-风机模块，310-导流罩，320-扇叶，330-电机，410-补水箱，420-补水管，430-第二水泵，440-水位报警器，500-操作系统，610-氙灯，620-滤光板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。需要理解的是，下述的“上”、“下”、“左”、“右”、“纵向”、“横向”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示方位或位置关系的词语仅基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置/元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例一
如图1至图4所示，本发明实施例一提供的一种用于盐雾实验机的气候模拟装置，包括控制模块100、雨雪模块200及风机模块300。雨雪模块200包括水箱201、第一水泵202、水管203、喷雨嘴204、空气压缩机205、气流管206及喷雪嘴207，水管203的一端连接于水箱201，第一水泵202设于水管203上，水管203的另一端连接有多根分管208，喷雨嘴204均匀分布有多个且通过支管209连接于分管208，喷雪嘴207与喷雨嘴204一一对应设置且喷雪嘴207与喷雨嘴204并联于支管209，支管209上设有用于开闭喷雨嘴204的第一水阀210及用于开闭喷雪嘴207的第二水阀211，气流管206的一端连接于空气压缩机205、另一端连接于喷雪嘴207。
结合图2，本实施例中，第一水阀210和第二水阀211均采用电子水阀，第一水阀210与第二水阀211均电连接于控制模块100。分管208均匀分布有两条，每条分管208呈连续弯曲的U形布置。水管203的末端设有三通阀212，各分管208分别连接于三通阀212上对应的阀口，支管的顶端连接于分管208，喷雨嘴204与喷雪嘴207按长10cm×宽10cm的间隔布置。
为了计量雨雪模块200的用水量，雨雪模块200还包括流量计213，流量计213设于水管203上，且流量计213电连接于控制模块100。为了便于控制降雪模拟效果的强弱，雨雪模块200还包括限流阀214，限流阀214设于气流管206上，且限流阀214电连接于控制模块100。
结合图3，为了实现降雪目的，喷雪嘴207内设有水流通道2071及设于水流通道外周的气流通道2072，支管209与水流通道2071连通，气流管206与气流通道2072连通，喷雪嘴207上设有位于水流通道2071和气流通道2072前端的喷孔2073，水流通道2071与喷孔2073之间设有圆形的内隔板2074，内隔板2074上设有口径较小的喷水孔2075，气流通道2072与喷孔2073之间设有环形的外隔板2076，外隔板2076上设有喷气孔2077。高压的水自喷水孔2075处喷出雾化，低温的高压气体自喷气孔2077喷出，雾化的水珠与低温的气体混合后形成雪花，实现降雪模拟效果。
风机模块300包括导流罩310、扇叶320及用于驱动扇叶320的电机330，导流罩310固定在盐雾实验机的一侧侧壁上，电机330固定于导流罩310上且电机330电连接于控制模块100，扇叶320固定套设于电机330的电机轴上且位于导流罩310与侧壁之间。导流罩310上设有通孔，盐雾实验机的该侧侧壁上设有可开闭的百叶式挡板，挡板设有多块且沿竖向并列横置。需要模拟刮风环境时，百叶式挡板打开，电机330驱动扇叶320转动形成吹向实验机内部的气流。无需模拟刮风效果时，百叶式挡板关闭。
气候模拟装置还设有补水箱410，补水箱410通过补水管420与水箱201连通，补水管420上设有第二水泵430，第二水泵430电连接于控制模块100。为了避免补水箱410中的水位过低而不能有效补水，补水箱410的内壁上设有水位报警器440。为了避免水中的杂质堵塞水管或喷雨嘴、喷雪嘴，补水管上还设有过滤器。水箱201的内壁上设有水位检测器215，水位检测器电连接于控制模块100。
气候模拟装置还包括氙灯610和滤光板620，滤光板620设于氙灯的下方，喷雪嘴240和喷雨嘴207设于滤光板的下方。氙灯610优选采用短弧氙灯，氙灯吊装于盐雾实验机的内顶壁上，滤光板固定于盐雾实验机的内顶部。支管209穿过滤光板。通过氙灯与滤光板的配合模拟自然光线，使盐雾实验机可以同时满足各种光线强度的实验要求。
结合图4，第一水阀210、第二水阀211、第一水泵202、流量计213、限流阀214、空气压缩机205、电机330、第二水泵430、水位检测器440及氙灯610均电连接于控制模块100。盐雾实验机还包括操作系统500，控制模块100电连接于操作系统500。
需要模拟降雨效果时，实验人员通过操作系统500输入降雨模拟的相关参数，控制模块100接收后，命令第一水泵202和第一水阀210打开，水箱201中的水经水管203、分管208和支管209后自喷雨嘴204处喷出，形成降雨，流量计213将在雨雪模块200工作过程中计量的数据反馈给控制模块。若要同时模拟刮风效果，实验人员通过操作系统500输入刮风的相关参数，控制模块100接收后命令电机330工作，电机330工作时带动扇叶320转动模拟刮风效果。
需要模拟降雪效果时，实验人员通过操作系统500输入降雪模拟的相关参数，控制模块100接收后，命令第一水泵202和第二水阀211打开，同时命令空气压缩机205工作，水箱201中的水经水管203、分管208和支管209、水流通道2071后经喷水孔2075进入喷孔2073中，低温高压的冷凝气流经气流管206流向气流通道2072中并经喷气孔2077进入喷孔2073中，雾化的水珠与低温的气体混合后形成雪花，实现降雪模拟效果，流量计213将在雨雪模块200工作过程中计量的数据反馈给控制模块。需要模拟雨夹雪效果时，第一水阀210和第二水阀211同时打开。
需要调节光线强弱时，控制模块100调节氙灯610的电流信号，使氙灯的亮度变化。
当水箱201内的水位低于水位检测器215时，水位检测器向控制模块100反馈水位信号，控制模块100根据水位检测器215反馈的信号命令第二水泵430工作，第二水泵430将补水箱410中的水抽送至水箱201中。当补水箱410中的水位高度达到水位报警器440以下时，水位报警器发出报警信号，提醒实验人员加水。
可以理解的是，控制模块100优选采用PLC。
可以理解的是，操作系统可以采用微电脑终端。
除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明权利要求书中所定义的范围。

Claims (7)

1.一种用于盐雾实验机的气候模拟装置，包括控制模块、雨雪模块及风机模块，其特征在于，所述雨雪模块包括水箱、第一水泵、水管、喷雨嘴、空气压缩机、气流管及喷雪嘴，水管的一端连接于水箱，第一水泵设于水管上，水管的另一端连接有多根分管，喷雨嘴均匀分布有多个且通过支管连接于分管，喷雪嘴与喷雨嘴一一对应设置且喷雪嘴与喷雨嘴并联于支管，支管上设有用于开闭喷雨嘴的第一水阀及用于开闭喷雪嘴的第二水阀，气流管的一端连接于空气压缩机、另一端连接于喷雪嘴；喷雨嘴与喷雪嘴均按长10cm×宽10cm的间隔布置；所述气候模拟装置还包括氙灯和滤光板，滤光板设于氙灯的下方，喷雪嘴和喷雨嘴设于滤光板的下方；
所述喷雪嘴内设有水流通道及设于水流通道外周的气流通道，支管与水流通道连通，气流管与气流通道连通，喷雪嘴上设有位于水流通道和气流通道前端的喷孔，水流通道与喷孔之间设有内隔板，内隔板上设有喷水孔，气流通道与喷孔之间设有外隔板，外隔板上设有喷气孔。
2.根据权利要求1所述的气候模拟装置，其特征在于，所述雨雪模块还包括设于水管上的流量计，流量计电连接于控制模块。
3.根据权利要求1所述的气候模拟装置，其特征在于，所述风机模块包括导流罩、扇叶及用于驱动扇叶的电机，电机与扇叶设于导流罩内，扇叶固定套设于电机的电机轴上，电机电连接于控制模块。
4.根据权利要求1所述的气候模拟装置，其特征在于，所述气候模拟装置还包括补水箱，补水箱通过补水管与水箱连通，补水管上设有第二水泵，第二水泵电连接于控制模块。
5.根据权利要求4所述的气候模拟装置，其特征在于，所述补水管上还设有过滤器。
6.根据权利要求4所述的气候模拟装置，其特征在于，所述补水箱的内壁上设有水位检测器，水位检测器电连接于控制模块。
7.根据权利要求1-6任一项所述的气候模拟装置，其特征在于，所述第一水阀和第二水阀均为电子水阀，第一水阀与第二水阀均电连接于控制模块。
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