CN112432892A - 一种模拟海洋浪花飞溅区的试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种模拟海洋浪花飞溅区的试验装置，涉及海洋试验装置领域，包括外壳，所述外壳的顶部固定连接顶板，所述顶板的中心底部设置有样品放置机构，所述外壳的底部固定连接有滑座，所述滑座的底部滑动配合有滑轨，所述滑轨的两端均固定连接有安装座，所述安装座与地面固定连接，所述滑座的一侧设置有丝杆，所述丝杆的轴线与滑轨平行，所述丝杆的两端分别与两个安装座铰接。该模拟海洋浪花飞溅区的试验装置，在使用时，首先将需要实验的多个新型材料块通过扎带固定连接在每个放置板上，然后将对照用的多个原材料块固定连接在每个放置板上，而每个放置板的高度位置时不同的，能够对海水不同区域的材料腐蚀情况同时进行模拟试验。

Description

一种模拟海洋浪花飞溅区的试验装置

技术领域

本发明涉及海洋试验装置技术领域，具体为一种模拟海洋浪花飞溅区的试验装置。

背景技术

飞溅区是指由于波浪和潮汐的作用，周期性地被水包围或在水外面的结构物或管道的外表面。海洋钢结构在飞溅区的腐蚀最为严重。

随着我国对海洋资源的开发，海洋钢结构的腐蚀控制技术越来越受到关注。海洋环境可以分为海洋大气区、浪花飞溅区、海水潮差区、海水全浸区和海底泥土区等五个腐蚀区带。其中,海洋钢结构在浪花飞溅区腐蚀最为严重。在浪花飞溅区，钢表面受到海水的周期性润湿，处于干湿交替状态，氧供应充分，盐分不断浓缩，加之阳光、风吹和海水环境等协同作用导致发生最严重的腐蚀。锈层的自氧化反应是加速钢结构在浪花飞溅区腐蚀的一个主要原因。当前,国内对于海洋钢铁设施大气区通常采用涂料保护，海水全浸区采用电化学保护，都取得了较好的保护效果，但是这些保护技术对于钢结构在浪花飞溅区的腐蚀防护效果并不佳。目前浪花飞溅区的腐蚀实验研究以现场腐蚀实验为主，然而现场实验不仅受地理位置、现场条件等因素限制，其实验周期较长且数据采集困难。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种能够解决现场腐蚀实验周期长、条件因素复杂、采集数据困难问题的能够方便进行实验的模拟海洋浪花飞溅区的试验装置，解决了上述背景技术中提出的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种模拟海洋浪花飞溅区的试验装置，包括外壳，所述外壳的顶部固定连接顶板，所述顶板的中心底部设置有样品放置机构，所述外壳的底部固定连接有滑座，所述滑座的底部滑动配合有滑轨，所述滑轨的两端均固定连接有安装座，所述安装座与地面固定连接，所述滑座的一侧设置有丝杆，所述丝杆的轴线与滑轨平行，所述丝杆的两端分别与两个安装座铰接，所述丝杆上丝杠配合有铜套，所述铜套的顶部与外壳固定连接，所述安装座的一侧设置有用于驱动丝杆的驱动机构。

优选的，所述滑轨的长度大于外壳长度的两倍。

优选的，驱动机构包括减速箱、电机，所述电机固定连接于减速箱的一侧，且减速箱与丝杆联动连接。

优选的，所述外壳的两侧固定连接有钢化玻璃。

优选的，样品放置机构包括外筒、放置板、连接竖杆、顶盖、固定座，所述外筒设置于外壳的内腔中心，所述外筒设置为两端开口的圆筒，所述外筒为竖直设置，且外筒的底部与外壳内腔的底部焊接，所述外筒上开设有多个通水孔，且通水孔为均匀分布，所述顶板上且位于外筒的正上方开设有安装孔，所述放置板的形状为圆形，且安装孔的直径与放置板的直径相同，所述固定座固定连接在安装孔的顶部，所述安装座的内壁上开设有内螺纹，所述顶盖的外侧开设有外螺纹，所述顶盖螺纹配合于安装座上，所述连接竖杆为竖直设置，且连接竖杆的顶端与顶盖的底部中心固定连接，所述放置板水平固定连接在连接竖杆上。

优选的，所述放置板设置为多个，且每两个相邻的放置板之间的距离均相同。

优选的，所述放置板上开设有多个通水孔，且多个通水孔均匀分布。

优选的，所述顶盖的顶部固定连接有把手，且把手上开设有防滑纹。

优选的，所述外壳的内部且位于外筒的两侧对称设置有两个缓冲块，所述缓冲块设置为三角块，且缓冲块的斜面为向内侧凹陷的弧形，所述缓冲块与外壳的内壁固定连接。

优选的，还包括吹风机构，吹风机构包括第一风机、第二风机、第一风道、第二风道、控制盒、第一按钮开关、第二按钮开关、管道、铁球，所述第一风道和第二风道对称设置于固定座的两侧，所述第一风道和第二风道的底部均与顶板固定连接，所述第一风机固定连接于第一风道的顶端，所述第二风机固定连接于第二风道的顶端，所述控制盒设置为中空的长方体，所述控制盒的底部与顶板的顶部固定连接，所述管道设置在控制盒内，且管道的两端均为封闭的，所述管道外部的中间固定连接有铰接件，所述管道通过铰接件与控制盒铰接，所述铁球滑动配合于管道内，所述第一按钮开关设置在管道一端的下方，所述第二按钮开关设置在管道另一端的下方，所述第一按钮开关与第一风机电性连接，所述第二按钮开关与第二风机电性连接。

(三)有益效果

本发明提供了一种模拟海洋浪花飞溅区的试验装置。具备以下有益效果：

1、该模拟海洋浪花飞溅区的试验装置，在使用时，首先将需要实验的多个新型材料块通过扎带固定连接在每个放置板上，然后将对照用的多个原材料块固定连接在每个放置板上，而每个放置板的高度位置时不同的，能够对海水不同区域的材料腐蚀情况同时进行模拟试验，将放置板放入外筒内，然后将顶盖与固定座螺纹固定，将海水加入外壳内，直至外壳内的海水没过外壳深度的一半，开启电机，电机设置为正反交替周期性旋转，当电机正转时，电机通过减速箱带动丝杆转动，丝杆通过丝杠配合于丝杆上的铜套带动外壳在滑轨上的一端向着另一端运动，当外壳快要到达滑轨另一端时，电机减速然后反转，使得外壳会向着原来的位置运动，通过电机正反交替旋转，能够带动外壳在滑轨上来回往复运动，从而使得外壳内部的海水会在惯性的作用下在外壳内来回晃动，当海水与外筒碰撞时会产生飞溅的浪花，浪花会经过外筒上的通水孔落到材料块上，从而能够对浪花飞溅区的情况进行模拟，而且可以通过对电机的旋转速度来控制浪的大小，模拟非常方便，在试验时长足够后，将顶盖旋出，然后将各个放置板上的材料块取出标号进行观察，记录腐蚀的情况，使得模拟腐蚀实验结果与浪花飞溅区现场腐蚀结果有良好的对应性，从而提高实验效率，节约人力、物力资源，降低了实验成本，同时实验数据采集方便，保证了实验数据的完整性和实验结果的可靠性。

2、该模拟海洋浪花飞溅区的试验装置，通过控制盒内管道的设置，因在试验时整个外壳和顶板是在滑轨上来回往复运动的，当整个装置从左侧安装座向着右侧安装座运动时，管道内的铁球在惯性的作用下会向着装置运动的相反方向运动，直至与管道的一端接触，在重力作用下管道的这端会下降，直至将管道这端下方的第一按钮开关按下，这时第一风机便会开启，而第二风机关闭，使得外筒左侧的第一风道中吹出风，而第二风道中没有风，当装置到达转向的地方时，装置会减速然后运动方向反转，这时在惯性的作用下，铁球会从管道的第一按钮开关的这端运动到管道的第二按钮开关的这端，在重力作用下管道第二按钮开关上方的这端会下降，将第二按钮开关按下，这时第二风机开启，而第一风机关闭，使得外筒右侧的第二风道中吹出风，而第一风道中没有风，在装置来回往复运动过程中，吹风机构也会从第一风道和第二风道中来回吹风，从而对风的方向进行模拟，更加贴近室外那多方向的风，从而使得吹风模拟更加均匀真实，实验效果好。

3、该模拟海洋浪花飞溅区的试验装置，通过缓冲块的作用，能够将海水对外壳两侧的冲击进行缓冲，海水会沿着弧形斜面运动而上升，将其的动能转化成势能，延长外壳寿命。

附图说明

图1为本发明结构立体图；

图2为本发明结构主视图；

图3为本发明结构俯视图；

图4为本发明主视剖面图；

图5为本发明图4中A处结构放大图；

图6为本发明控制盒主视剖面图；

图7为本发明控制盒俯视剖面图。

图中：1外壳、2安装座、3丝杆、4铜套、5滑座、6外筒、7钢化玻璃、8顶盖、9缓冲块、10滑轨、11减速箱、12电机、13顶板、14第一风机、15第一风道、16把手、17控制盒、18第二风机、19第二风道、20固定座、21连接竖杆、22放置板、23管道、24铁球、25第一按钮开关、26第二按钮开关。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明实施例提供一种模拟海洋浪花飞溅区的试验装置，如图1-7所示，包括外壳1，外壳1的顶部固定连接顶板13，顶板13的中心底部设置有样品放置机构，外壳1的底部固定连接有滑座5，滑座5的底部滑动配合有滑轨10，滑轨10的两端均固定连接有安装座2，安装座2与地面固定连接，滑座5的一侧设置有丝杆3，丝杆3的轴线与滑轨10平行，丝杆3的两端分别与两个安装座2铰接，丝杆3上丝杠配合有铜套4，铜套4的顶部与外壳1固定连接，安装座2的一侧设置有用于驱动丝杆3的驱动机构。

滑轨10的长度大于外壳1长度的两倍。

驱动机构包括减速箱11、电机12，电机12固定连接于减速箱11的一侧，且减速箱11与丝杆3联动连接。

外壳1的两侧固定连接有钢化玻璃7。

样品放置机构包括外筒6、放置板22、连接竖杆21、顶盖8、固定座20，外筒6设置于外壳1的内腔中心，外筒6设置为两端开口的圆筒，外筒6为竖直设置，且外筒6的底部与外壳1内腔的底部焊接，外筒6上开设有多个通水孔，且通水孔为均匀分布，顶板13上且位于外筒6的正上方开设有安装孔，放置板22的形状为圆形，且安装孔的直径与放置板22的直径相同，固定座20固定连接在安装孔的顶部，安装座2的内壁上开设有内螺纹，顶盖8的外侧开设有外螺纹，顶盖8螺纹配合于安装座2上，连接竖杆21为竖直设置，且连接竖杆21的顶端与顶盖8的底部中心固定连接，放置板22水平固定连接在连接竖杆21上。

在使用时，首先将需要实验的多个新型材料块通过扎带固定连接在每个放置板22上，然后将对照用的多个原材料块固定连接在每个放置板22上，而每个放置板22的高度位置时不同的，能够对海水不同区域的材料腐蚀情况同时进行模拟试验，将放置板22放入外筒6内，然后将顶盖8与固定座20螺纹固定，将海水加入外壳1内，直至外壳1内的海水没过外壳1深度的一半，开启电机12，电机12设置为正反交替周期性旋转，当电机12正转时，电机12通过减速箱11带动丝杆3转动，丝杆3通过丝杠配合于丝杆3上的铜套4带动外壳1在滑轨10上的一端向着另一端运动，当外壳1快要到达滑轨10另一端时，电机12减速然后反转，使得外壳1会向着原来的位置运动，通过电机12正反交替旋转，能够带动外壳1在滑轨10上来回往复运动，从而使得外壳1内部的海水会在惯性的作用下在外壳1内来回晃动，当海水与外筒6碰撞时会产生飞溅的浪花，浪花会经过外筒6上的通水孔落到材料块上，从而能够对浪花飞溅区的情况进行模拟，而且可以通过对电机12的旋转速度来控制浪的大小，模拟非常方便，在试验时长足够后，将顶盖8旋出，然后将各个放置板22上的材料块取出标号进行观察，记录腐蚀的情况，使得模拟腐蚀实验结果与浪花飞溅区现场腐蚀结果有良好的对应性，从而提高实验效率，节约人力、物力资源，降低了实验成本，同时实验数据采集方便，保证了实验数据的完整性和实验结果的可靠性。

放置板22设置为多个，且每两个相邻的放置板22之间的距离均相同。

放置板22上开设有多个通水孔，且多个通水孔均匀分布。

顶盖8的顶部固定连接有把手16，且把手16上开设有防滑纹。

外壳1的内部且位于外筒6的两侧对称设置有两个缓冲块9，缓冲块9设置为三角块，且缓冲块9的斜面为向内侧凹陷的弧形，缓冲块9与外壳1的内壁固定连接。

通过缓冲块9的作用，能够将海水对外壳1两侧的冲击进行缓冲，海水会沿着弧形斜面运动而上升，将其的动能转化成势能，延长外壳1寿命。

还包括吹风机构，吹风机构包括第一风机14、第二风机18、第一风道15、第二风道19、控制盒17、第一按钮开关25、第二按钮开关26、管道23、铁球24，第一风道15和第二风道19对称设置于固定座20的两侧，第一风道15和第二风道19的底部均与顶板13固定连接，第一风机14固定连接于第一风道15的顶端，第二风机18固定连接于第二风道19的顶端，控制盒17设置为中空的长方体，控制盒17的底部与顶板13的顶部固定连接，管道23设置在控制盒17内，且管道23的两端均为封闭的，管道23外部的中间固定连接有铰接件，管道23通过铰接件与控制盒17铰接，铁球24滑动配合于管道23内，第一按钮开关25设置在管道23一端的下方，第二按钮开关26设置在管道23另一端的下方，第一按钮开关25与第一风机14电性连接，第二按钮开关26与第二风机18电性连接。

通过控制盒17内管道23的设置，因在试验时整个外壳1和顶板13是在滑轨10上来回往复运动的，当整个装置从左侧安装座2向着右侧安装座2运动时，管道23内的铁球24在惯性的作用下会向着装置运动的相反方向运动，直至与管道23的一端接触，在重力作用下管道23的这端会下降，直至将管道23这端下方的第一按钮开关25按下，这时第一风机14便会开启，而第二风机18关闭，使得外筒6左侧的第一风道15中吹出风，而第二风道19中没有风，当装置到达转向的地方时，装置会减速然后运动方向反转，这时在惯性的作用下，铁球24会从管道23的第一按钮开关25的这端运动到管道23的第二按钮开关26的这端，在重力作用下管道23第二按钮开关26上方的这端会下降，将第二按钮开关26按下，这时第二风机18开启，而第一风机14关闭，使得外筒6右侧的第二风道19中吹出风，而第一风道15中没有风，在装置来回往复运动过程中，吹风机构也会从第一风道15和第二风道19中来回吹风，从而对风的方向进行模拟，更加贴近室外那多方向的风，从而使得吹风模拟更加均匀真实，实验效果好。

工作原理：在使用时，首先将需要实验的多个新型材料块通过扎带固定连接在每个放置板22上，然后将对照用的多个原材料块固定连接在每个放置板22上，而每个放置板22的高度位置时不同的，能够对海水不同区域的材料腐蚀情况同时进行模拟试验，将放置板22放入外筒6内，然后将顶盖8与固定座20螺纹固定，将海水加入外壳1内，直至外壳1内的海水没过外壳1深度的一半，开启电机12，电机12设置为正反交替周期性旋转，当电机12正转时，电机12通过减速箱11带动丝杆3转动，丝杆3通过丝杠配合于丝杆3上的铜套4带动外壳1在滑轨10上的一端向着另一端运动，当外壳1快要到达滑轨10另一端时，电机12减速然后反转，使得外壳1会向着原来的位置运动，通过电机12正反交替旋转，能够带动外壳1在滑轨10上来回往复运动，从而使得外壳1内部的海水会在惯性的作用下在外壳1内来回晃动，当海水与外筒6碰撞时会产生飞溅的浪花，浪花会经过外筒6上的通水孔落到材料块上，从而能够对浪花飞溅区的情况进行模拟，而且可以通过对电机12的旋转速度来控制浪的大小，模拟非常方便，在试验时长足够后，将顶盖8旋出，然后将各个放置板22上的材料块取出标号进行观察，记录腐蚀的情况，使得模拟腐蚀实验结果与浪花飞溅区现场腐蚀结果有良好的对应性，从而提高实验效率，节约人力、物力资源，降低了实验成本，同时实验数据采集方便，保证了实验数据的完整性和实验结果的可靠性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种模拟海洋浪花飞溅区的试验装置，包括外壳(1)，其特征在于：所述外壳(1)的顶部固定连接顶板(13)，所述顶板(13)的中心底部设置有样品放置机构，所述外壳(1)的底部固定连接有滑座(5)，所述滑座(5)的底部滑动配合有滑轨(10)，所述滑轨(10)的两端均固定连接有安装座(2)，所述安装座(2)与地面固定连接，所述滑座(5)的一侧设置有丝杆(3)，所述丝杆(3)的轴线与滑轨(10)平行，所述丝杆(3)的两端分别与两个安装座(2)铰接，所述丝杆(3)上丝杠配合有铜套(4)，所述铜套(4)的顶部与外壳(1)固定连接，所述安装座(2)的一侧设置有用于驱动丝杆(3)的驱动机构。

2.根据权利要求1所述的一种模拟海洋浪花飞溅区的试验装置，其特征在于：所述滑轨(10)的长度大于外壳(1)长度的两倍。

3.根据权利要求2所述的一种模拟海洋浪花飞溅区的试验装置，其特征在于：驱动机构包括减速箱(11)、电机(12)，所述电机(12)固定连接于减速箱(11)的一侧，且减速箱(11)与丝杆(3)联动连接。。

4.根据权利要求3所述的一种模拟海洋浪花飞溅区的试验装置，其特征在于：所述外壳(1)的两侧固定连接有钢化玻璃(7)。

5.根据权利要求4所述的一种模拟海洋浪花飞溅区的试验装置，其特征在于：样品放置机构包括外筒(6)、放置板(22)、连接竖杆(21)、顶盖(8)、固定座(20)，所述外筒(6)设置于外壳(1)的内腔中心，所述外筒(6)设置为两端开口的圆筒，所述外筒(6)为竖直设置，且外筒(6)的底部与外壳(1)内腔的底部焊接，所述外筒(6)上开设有多个通水孔，且通水孔为均匀分布，所述顶板(13)上且位于外筒(6)的正上方开设有安装孔，所述放置板(22)的形状为圆形，且安装孔的直径与放置板(22)的直径相同，所述固定座(20)固定连接在安装孔的顶部，所述安装座(2)的内壁上开设有内螺纹，所述顶盖(8)的外侧开设有外螺纹，所述顶盖(8)螺纹配合于安装座(2)上，所述连接竖杆(21)为竖直设置，且连接竖杆(21)的顶端与顶盖(8)的底部中心固定连接，所述放置板(22)水平固定连接在连接竖杆(21)上。

6.根据权利要求5所述的一种模拟海洋浪花飞溅区的试验装置，其特征在于：所述放置板(22)设置为多个，且每两个相邻的放置板(22)之间的距离均相同。

7.根据权利要求6所述的一种模拟海洋浪花飞溅区的试验装置，其特征在于：所述放置板(22)上开设有多个通水孔，且多个通水孔均匀分布。

8.根据权利要求7所述的一种模拟海洋浪花飞溅区的试验装置，其特征在于：所述顶盖(8)的顶部固定连接有把手(16)，且把手(16)上开设有防滑纹。

9.根据权利要求7所述的一种模拟海洋浪花飞溅区的试验装置，其特征在于：所述外壳(1)的内部且位于外筒(6)的两侧对称设置有两个缓冲块(9)，所述缓冲块(9)设置为三角块，且缓冲块(9)的斜面为向内侧凹陷的弧形，所述缓冲块(9)与外壳(1)的内壁固定连接。

10.根据权利要求7所述的一种模拟海洋浪花飞溅区的试验装置，其特征在于：还包括吹风机构，吹风机构包括第一风机(14)、第二风机(18)、第一风道(15)、第二风道(19)、控制盒(17)、第一按钮开关(25)、第二按钮开关(26)、管道(23)、铁球(24)，所述第一风道(15)和第二风道(19)对称设置于固定座(20)的两侧，所述第一风道(15)和第二风道(19)的底部均与顶板(13)固定连接，所述第一风机(14)固定连接于第一风道(15)的顶端，所述第二风机(18)固定连接于第二风道(19)的顶端，所述控制盒(17)设置为中空的长方体，所述控制盒(17)的底部与顶板(13)的顶部固定连接，所述管道(23)设置在控制盒(17)内，且管道(23)的两端均为封闭的，所述管道(23)外部的中间固定连接有铰接件，所述管道(23)通过铰接件与控制盒(17)铰接，所述铁球(24)滑动配合于管道(23)内，所述第一按钮开关(25)设置在管道(23)一端的下方，所述第二按钮开关(26)设置在管道(23)另一端的下方，所述第一按钮开关(25)与第一风机(14)电性连接，所述第二按钮开关(26)与第二风机(18)电性连接。

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