CN116773153A - 一种极端天气条件下的高速铁路接触网吊弦疲劳试验机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种极端天气条件下的高速铁路接触网吊弦疲劳试验机，包括可调式位移加载型吊弦疲劳测试组件、对中闭合式极冷环境模拟组件和相变循环式无害化制冷组件。本发明属于吊弦疲劳测试技术领域，本发明通过底部调节电机带动传动齿轮二转动，使传动丝杆二转动，以此来调整底部调节板的高度，通过改变整底部调节板的位置来对吊弦施加载荷，无需采用在吊弦底部悬挂配重的方式来施加载荷，大大增加了试验机的安全性，而且加载过程中可以通过位移传感器和力传感器来实时调节载荷大小。
Description
技术领域
本发明属于吊弦疲劳测试技术领域，具体是指一种极端天气条件下的高速铁路接触网吊弦疲劳试验机。
背景技术
吊弦是高速铁路接触网的支架，是接触线和承力索之间振动和力的传递者，是接触网安全运营的关键零件，因此吊弦必须具有高可靠性和高安全性，在对吊弦的可靠性进行测试时，一般采用吊弦疲劳试验机对吊弦的两端进行固定，采用增加配重的方式对吊弦的底部施加载荷，但是载荷过重时吊弦会发生断裂，配重零件会直接掉落在地面上，极为不安全；现有的吊弦疲劳试验机往往只能对常温状态下的吊弦进行疲劳试验，但在北方地区，冬天时室外温度往往较低，现有的吊弦疲劳试验机无法反映出极端天气下吊弦的真实抗拉强度，即使事先采用冷冻装置对吊弦进行降温，但吊弦从冷冻装置中取出到完成安装的环节中温度会发生变化，难以控制吊弦本身的温度，而且吊弦温度过低时，试验人员难以将吊弦的两端固定在试验机上，所以急需要一种高速铁路接触网吊弦疲劳试验机来解决上述问题。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提出了一种极端天气条件下的高速铁路接触网吊弦疲劳试验机，解决了高速铁路接触网吊弦疲劳试验过程中的各种问题。
本发明采取的技术方案如下：本发明提出了一种极端天气条件下的高速铁路接触网吊弦疲劳试验机，包括可调式位移加载型吊弦疲劳测试组件，可调式位移加载型吊弦疲劳测试组件包括顶部调节固定装置、底部调节加载装置和支撑底板，顶部调节固定装置和底部调节加载装置设于支撑底板上，底部调节加载装置设于顶部调节固定装置的下方；对中闭合式极冷环境模拟组件，对中闭合式极冷环境模拟组件设于底部调节加载装置的两侧，对中闭合式极冷环境模拟组件包括对中闭合式横移装置和双向冷风输送装置，双向冷风输送装置设于对中闭合式横移装置上；以及，相变循环式无害化制冷组件，相变循环式无害化制冷组件设于底部调节加载装置的两侧，相变循环式无害化制冷组件包括无害化制冷装置、相变循环式储能装置和储能释放装置，无害化制冷装置设于底部调节加载装置的一侧，相变循环式储能装置设于无害化制冷装置的一侧，储能释放装置设于顶部调节固定装置的顶端。
作为本发明的一种优选方案，其中：顶部调节固定装置包括支撑立柱、导向支撑柱、传动丝杆一、安装块、丝杆螺母一、支撑顶板、顶部调节电机、驱动齿轮、从动齿轮、主动轮、传动皮带、从动轮、顶部调节板、力传感器和顶部安装座，支撑立柱设于支撑底板上，传动丝杆一和导向支撑柱设于支撑立柱上，支撑顶板设于传动丝杆一和导向支撑柱的顶端，传动丝杆一与支撑立柱和支撑顶板之间保持转动连接，安装块设于顶部调节板的侧壁上，传动丝杆一和导向支撑柱穿过安装块，导向支撑柱与安装块之间保持滑动连接，传动丝杆一穿过丝杆螺母一，丝杆螺母一设于安装块上，顶部调节电机设于支撑顶板的侧壁上，驱动齿轮与顶部调节电机保持转动连接，从动齿轮与驱动齿轮之间保持啮合连接，主动轮设于传动丝杆一上，主动轮设于主动轮的下方，从动轮与一侧的传动丝杆一连接，传动皮带套装在主动轮和从动轮上，力传感器设于顶部调节板的底壁上，顶部安装座设于力传感器的底壁上。
作为本发明的一种优选方案，其中：底部调节加载装置包括底部转轴、传动丝杆二、传动齿轮一、传动齿轮二、底部调节电机、丝杆螺母二、底部调节板、位移传感器、底部安装座和连接横板，连接横板的两端与支撑立柱的顶端侧壁连接，底部转轴的底端与支撑底板保持转动连接，传动丝杆二的顶端与连接横板保持转动连接，底部转轴与传动丝杆二保持固定连接，传动齿轮一设于底部转轴上，底部调节电机设于支撑底板上，传动齿轮二与底部调节电机保持转动连接，传动齿轮二与传动齿轮一保持啮合连接，丝杆螺母二设于底部调节板上，传动丝杆二穿过丝杆螺母二和底部调节板，位移传感器设于底部调节板上，底部安装座设于位移传感器上。
作为本发明的一种优选方案，其中：对中闭合式横移装置包括安装板、对中驱动电机、传动杆、传动螺纹和横移底板，安装板设于支撑底上，横移导杆的两端与安装板保持固定连接，传动杆的两端与安装板保持转动连接，横移导杆设于传动杆的两侧，传动螺纹设于传动杆上，传动螺纹设有两组，两侧的传动螺纹的螺纹方向相反，传动杆和横移导杆穿过横移底板，传动杆与横移底板保持螺纹连接，横移导杆与横移底板保持滑动连接，对中驱动电机与传动杆保持转动连接。
作为本发明的一种优选方案，其中：双向冷风输送装置包括L型固定臂、送风板、冷风输送软管、过渡仓、冷风阀、凹槽、内置通道和出风通道，L型固定臂设于横移底板上，送风板设于L型固定臂上，过渡仓设于支撑顶板的底壁上，冷风阀设于过渡仓的侧壁上，凹槽设于送风板的侧壁上，内置通道设于送风板内，出风通道与内置通道保持垂直连接，出风通道的一端位于凹槽内，冷风输送软管的一端与内置通道连接，冷风输送软管的另一端与冷风阀连接。
作为本发明的一种优选方案，其中：无害化制冷装置包括高压气体储存罐、出气阀、出气管、涡流管、冷气管、热气管和冷却桶，高压气体储存罐设于支撑底板上，出气阀设于高压气体储存罐的顶壁上，出气管的一端与出气阀连接，出气管的另一端与涡流管连接，冷气管与涡流管连接，热气管的一端与冷却桶连接，热气管的另一端与涡流管连接。
作为本发明的一种优选方案，其中：相变循环式储能装置包括热量交换筒、隔温基座、储液箱、出液泵、出液管、补气阀、二氧化碳释放阀、二氧化碳释放管、压缩液压缸、活动密封板、二氧化碳压缩腔、传冷板片一、螺旋管、冷气输送管一和冷气输送阀一，隔温基座设于支撑底板上，热量交换筒设于隔温基座上，储液箱设于隔温基座的一侧，出液泵设于储液箱的侧壁上，出液管的一端与出液泵连接，出液管的另一端与热量交换筒连接，补气阀和二氧化碳释放阀设于热量交换筒上，二氧化碳释放管与二氧化碳释放阀连接，压缩液压缸设于热量交换筒的内壁上，活动密封板与压缩液压缸保持固定连接，活动密封板与热量交换筒的内壁保持滑动连接，二氧化碳压缩腔位于活动密封板和热量交换筒的侧壁之间，传冷板片一穿过活动密封板，活动密封板与传冷板片一保持滑动连接，螺旋管设于传冷板片一内，螺旋管的两端分别与冷气管和冷气输送管一连接，冷气输送管一与冷气输送阀一连接，冷气输送阀一设于过渡仓的侧壁上。
作为本发明的一种优选方案，其中：储能释放装置包括备用气泵、输风管、传冷筒、传冷板片二、冷气输送管二、冷气输送阀二、二氧化碳回收管和二氧化碳回收罐，备用气泵设于支撑顶板上，传冷筒与备用气泵之间通过输风管连接，传冷板片二设于传冷筒内，传冷板片二的两端分别与输风管和冷气输送管二连接，冷气输送管二与冷气输送阀二连接，冷气输送阀二设于冷气输送阀二的侧壁上，二氧化碳释放管与传冷筒连接，二氧化碳回收管的两端分别与传冷筒和二氧化碳回收罐连接，二氧化碳释放管、二氧化碳回收管和传冷筒之间的内部空间保持连通。
作为本发明的一种优选方案，其中：出液管的内部空间与二氧化碳压缩腔的内部空间连通，补气阀和二氧化碳释放阀与二氧化碳压缩腔连接。
作为本发明的一种优选方案，其中：顶部安装座位于底部安装座的正上方。
优选地，支撑立柱上设有中央控制器，辅助实现加载和制冷等功能，中央控制器型号为STC12C6082。
本发明提出的一种极端天气条件下的高速铁路接触网吊弦疲劳试验机的有益效果如下：
(1)底部调节电机带动传动齿轮二转动时，可以使传动丝杆二转动，以此来调整底部调节板的高度，通过改变整底部调节板的位置来对吊弦施加载荷，无需采用在吊弦底部悬挂配重的方式来施加载荷，大大增加了试验机的安全性，而且加载过程中可以通过位移传感器和力传感器来实时调节载荷大小。
(2)顶部调节板和底部调节板均可以自由调节，因为不仅可以完美适应不同长度的吊弦测试试验，而且可以灵活改变吊弦上下两端的受力情况和拉张状态，最大程度上还原吊弦在真实工作状态下的受力情况。
(3)对中驱动电机带动两侧的送风板的相互靠近时，两侧的凹槽开始合并，从凹槽上的出风通道内流出的冷风可以对吊弦进行快速降温，而且送风板还可以在吊弦拉断时起到防护的作用，防止吊弦突然断裂时向四周甩动误伤到试验人员。
(4)高压气体储存罐中的高压气体流入涡流管时，结合兰克-赫尔胥效应，利用高压气体流经涡流管后产生大量低温气体，低温气体最终通过冷风输送软管进入到送风板内的内置通道中，然后从出风通道中流出，来提供吊弦疲劳测试的低温环境，而且整个制冷过程不借助传统的制冷单元，不生成任何温室气体和有害气体。
(5)冷气管中的冷气流入到螺旋管时，通过传冷板片一可以降低二氧化碳压缩腔内的温度，压缩液压缸带动活动密封板向前移动，压缩二氧化碳压缩腔内气压升高，气态二氧化碳在低温高压环境下形成干冰，形成的干冰可以作为储备制冷源使用。
(6)储液箱中的水通过出液管进入到二氧化碳压缩腔后，水与干冰接触后会生成大量的低温气态二氧化碳，低温气态二氧化碳通过二氧化碳释放管流入到传冷筒中，通过传冷板片二来降低流经传冷筒的气体温度，传冷筒中气体的温度降低后通过冷气输送管二进入到过渡仓中，最终通过出风通道流出，对吊弦进行降温，与此同时二氧化碳回收管可以将气化的二氧化碳收集到二氧化碳回收罐中，进行二氧化碳的循环利用，整个储备制冷过程中不存在任何温室气体的排放。
(7)备用气泵可以形成常温风流，然后通过冷风阀控制风流的风向，以此来测试强风状态下的吊弦的疲劳失效强度。
附图说明
图1为本发明提出的一种极端天气条件下的高速铁路接触网吊弦疲劳试验机的整体结构示意图；
图2为本发明提出的可调式位移加载型吊弦疲劳测试组件和对中闭合式极冷环境模拟组件的整体结构示意图；
图3为本发明提出的可调式位移加载型吊弦疲劳测试组件的整体结构示意图；
图4为图3的A部分的局部放大图；
图5为本发明提出的对中闭合式极冷环境模拟组件的整体结构示意图；
图6为本发明提出的送风板的整体结构示意图；
图7为本发明提出的送风板的内部结构示意图；
图8为本发明提出的无害化制冷装置的整体结构示意图；
图9为图8的B部分的局部放大图；
图10为本发明提出的储能释放装置的整体结构示意图；
图11为本发明提出的热量交换筒的内部结构示意图；
图12为本发明提出的传冷板片一的内部结构示意图；
图13为本发明提出的传冷筒的剖面图；
图14为本发明提出的一种极端天气条件下的高速铁路接触网吊弦疲劳试验机的原理框图；
图15为本发明提出的一种极端天气条件下的高速铁路接触网吊弦疲劳试验机的模块电路图和力传感器的信号调理电路；
图16为本发明提出的力传感器的信号调理电路图；
图17为本发明提出的一种极端天气条件下的高速铁路接触网吊弦疲劳试验机的电机驱动电路图。
其中，1、可调式位移加载型吊弦疲劳测试组件，11、顶部调节固定装置，110、支撑立柱，111、导向支撑柱，112、传动丝杆一，113、安装块，114、丝杆螺母一，115、支撑顶板，116、顶部调节电机，117、驱动齿轮，118、从动齿轮，119、主动轮，1110、传动皮带，1111、从动轮，1112、顶部调节板，1113、力传感器，1114、顶部安装座，12、底部调节加载装置，120、底部转轴，121、传动丝杆二，122、传动齿轮一，123、传动齿轮二，124、底部调节电机，125、丝杆螺母二，126、底部调节板，127、位移传感器，128、底部安装座，129、连接横板，13、支撑底板，2、对中闭合式极冷环境模拟组件，21、对中闭合式横移装置，210、安装板，211、对中驱动电机，212、传动杆，213、横移导杆，214、传动螺纹，215、横移底板，22、双向冷风输送装置，220、L型固定臂，221、送风板，222、冷风输送软管，223、过渡仓，224、冷风阀，225、凹槽，226、内置通道，227、出风通道，3、相变循环式无害化制冷组件，31、无害化制冷装置，310、高压气体储存罐，311、出气阀，312、出气管，313、涡流管，314、冷气管，315、热气管，316、冷却桶，32、相变循环式储能装置，320、热量交换筒，321、隔温基座，322、储液箱，323、出液泵，324、出液管，325、补气阀，326、二氧化碳释放阀，327、二氧化碳释放管，328、压缩液压缸，329、活动密封板，3210、二氧化碳压缩腔，3211、传冷板片一，3212、螺旋管，3213、冷气输送管一，3214、冷气输送阀一，33、储能释放装置，330、备用气泵，331、输风管，332、传冷筒，333、传冷板片二，334、冷气输送管二，335、冷气输送阀二，336、二氧化碳回收管，337、二氧化碳回收罐。
在图15的中央控制器的电路图中，+5V为电路的供电电源，GND为接地端，XTAL1为晶振，C1和C2为晶振的起振电容，P1为顶部调节电机与中央控制器的连接口，P2为底部调节电机与中央控制器的连接口，P3为对中驱动电机与中央控制器的连接口；在图16的信号调理电路图中，R1-R4为电阻；在图17的电机驱动电路图中，BTS7970B为直流电机驱动芯片，R5-R14为电阻，C3和C4为滤波电容，D1和D2为二极管，motor为电机。
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
作为本发明的一个新的实施例，如图1所示，本发明提出了一种极端天气条件下的高速铁路接触网吊弦疲劳试验机，包括可调式位移加载型吊弦疲劳测试组件1，可调式位移加载型吊弦疲劳测试组件1包括顶部调节固定装置11、底部调节加载装置12和支撑底板13，顶部调节固定装置11和底部调节加载装置12设于支撑底板13上，底部调节加载装置12设于顶部调节固定装置11的下方；对中闭合式极冷环境模拟组件2，对中闭合式极冷环境模拟组件2设于底部调节加载装置12的两侧，对中闭合式极冷环境模拟组件2包括对中闭合式横移装置21和双向冷风输送装置22，双向冷风输送装置22设于对中闭合式横移装置21上；以及，相变循环式无害化制冷组件3，相变循环式无害化制冷组件3设于底部调节加载装置12的两侧，相变循环式无害化制冷组件3包括无害化制冷装置31、相变循环式储能装置32和储能释放装置33，无害化制冷装置31设于底部调节加载装置12的一侧，相变循环式储能装置32设于无害化制冷装置31的一侧，储能释放装置33设于顶部调节固定装置11的顶端。
如图2-图4所示，顶部调节固定装置11包括支撑立柱110、导向支撑柱111、传动丝杆一112、安装块113、丝杆螺母一114、支撑顶板115、顶部调节电机116、驱动齿轮117、从动齿轮118、主动轮119、传动皮带1110、从动轮1111、顶部调节板1112、力传感器1113和顶部安装座1114，支撑立柱110设于支撑底板13上，传动丝杆一112和导向支撑柱111设于支撑立柱110上，支撑顶板115设于传动丝杆一112和导向支撑柱111的顶端，传动丝杆一112与支撑立柱110和支撑顶板115之间保持转动连接，安装块113设于顶部调节板1112的侧壁上，传动丝杆一112和导向支撑柱111穿过安装块113，导向支撑柱111与安装块113之间保持滑动连接，传动丝杆一112穿过丝杆螺母一114，丝杆螺母一114设于安装块113上，顶部调节电机116设于支撑顶板115的侧壁上，驱动齿轮117与顶部调节电机116保持转动连接，从动齿轮118与驱动齿轮117之间保持啮合连接，主动轮119设于传动丝杆一112上，主动轮119设于主动轮119的下方，从动轮1111与一侧的传动丝杆一112连接，传动皮带1110套装在主动轮119和从动轮1111上，力传感器1113设于顶部调节板1112的底壁上，顶部安装座1114设于力传感器1113的底壁上。
如图3所示，底部调节加载装置12包括底部转轴120、传动丝杆二121、传动齿轮一122、传动齿轮二123、底部调节电机124、丝杆螺母二125、底部调节板126、位移传感器127、底部安装座128和连接横板129，连接横板129的两端与支撑立柱110的顶端侧壁连接，底部转轴120的底端与支撑底板13保持转动连接，传动丝杆二121的顶端与连接横板129保持转动连接，底部转轴120与传动丝杆二121保持固定连接，传动齿轮一122设于底部转轴120上，底部调节电机124设于支撑底板13上，传动齿轮二123与底部调节电机124保持转动连接，传动齿轮二123与传动齿轮一122保持啮合连接，丝杆螺母二125设于底部调节板126上，传动丝杆二121穿过丝杆螺母二125和底部调节板126，位移传感器127设于底部调节板126上，底部安装座128设于位移传感器127上。
如图5所示，对中闭合式横移装置21包括安装板210、对中驱动电机211、传动杆212、传动螺纹214和横移底板215，安装板210设于支撑底上，横移导杆213的两端与安装板210保持固定连接，传动杆212的两端与安装板210保持转动连接，横移导杆213设于传动杆212的两侧，传动螺纹214设于传动杆212上，传动螺纹214设有两组，两侧的传动螺纹214的螺纹方向相反，传动杆212和横移导杆213穿过横移底板215，传动杆212与横移底板215保持螺纹连接，横移导杆213与横移底板215保持滑动连接，对中驱动电机211与传动杆212保持转动连接。
如图5-图7所示，双向冷风输送装置22包括L型固定臂220、送风板221、冷风输送软管222、过渡仓223、冷风阀224、凹槽225、内置通道226和出风通道227，L型固定臂220设于横移底板215上，送风板221设于L型固定臂220上，过渡仓223设于支撑顶板115的底壁上，冷风阀224设于过渡仓223的侧壁上，凹槽225设于送风板221的侧壁上，内置通道226设于送风板221内，出风通道227与内置通道226保持垂直连接，出风通道227的一端位于凹槽225内，冷风输送软管222的一端与内置通道226连接，冷风输送软管222的另一端与冷风阀224连接。
如图8所示，无害化制冷装置31包括高压气体储存罐310、出气阀311、出气管312、涡流管313、冷气管314、热气管315和冷却桶316，高压气体储存罐310设于支撑底板13上，出气阀311设于高压气体储存罐310的顶壁上，出气管312的一端与出气阀311连接，出气管312的另一端与涡流管313连接，冷气管314与涡流管313连接，热气管315的一端与冷却桶316连接，热气管315的另一端与涡流管313连接。
如图8-图12所示，相变循环式储能装置32包括热量交换筒320、隔温基座321、储液箱322、出液泵323、出液管324、补气阀325、二氧化碳释放阀326、二氧化碳释放管327、压缩液压缸328、活动密封板329、二氧化碳压缩腔3210、传冷板片一3211、螺旋管3212、冷气输送管一3213和冷气输送阀一3214，隔温基座321设于支撑底板13上，热量交换筒320设于隔温基座321上，储液箱322设于隔温基座321的一侧，出液泵323设于储液箱322的侧壁上，出液管324的一端与出液泵323连接，出液管324的另一端与热量交换筒320连接，补气阀325和二氧化碳释放阀326设于热量交换筒320上，二氧化碳释放管327与二氧化碳释放阀326连接，压缩液压缸328设于热量交换筒320的内壁上，活动密封板329与压缩液压缸328保持固定连接，活动密封板329与热量交换筒320的内壁保持滑动连接，二氧化碳压缩腔3210位于活动密封板329和热量交换筒320的侧壁之间，传冷板片一3211穿过活动密封板329，活动密封板329与传冷板片一3211保持滑动连接，螺旋管3212设于传冷板片一3211内，螺旋管3212的两端分别与冷气管314和冷气输送管一3213连接，冷气输送管一3213与冷气输送阀一3214连接，冷气输送阀一3214设于过渡仓223的侧壁上。
如图1、图10和图13所示，储能释放装置33包括备用气泵330、输风管331、传冷筒332、传冷板片二333、冷气输送管二334、冷气输送阀二335、二氧化碳回收管336和二氧化碳回收罐337，备用气泵330设于支撑顶板115上，传冷筒332与备用气泵330之间通过输风管331连接，传冷板片二333设于传冷筒332内，传冷板片二333的两端分别与输风管331和冷气输送管二334连接，冷气输送管二334与冷气输送阀二335连接，冷气输送阀二335设于冷气输送阀二335的侧壁上，二氧化碳释放管327与传冷筒332连接，二氧化碳回收管336的两端分别与传冷筒332和二氧化碳回收罐337连接，二氧化碳释放管327、二氧化碳回收管336和传冷筒332之间的内部空间保持连通。
优选地，出液管324的内部空间与二氧化碳压缩腔3210的内部空间连通，补气阀325和二氧化碳释放阀326与二氧化碳压缩腔3210连接。
优选地，顶部安装座1114位于底部安装座128的正上方。
优选地，支撑立柱110上设有中央控制器，辅助实现加载和制冷等功能，中央控制器型号为STC12C6082。
具体使用时，用户首先通过中央控制器启动顶部调节电机116，顶部调节电机116带动驱动齿轮117转动，驱动齿轮117带动从动齿轮118转动，从动齿轮118带动与之连接的传动丝杆一112转动，以此同时，主动轮119跟随从动齿轮118一同转动，在传动皮带1110的配合下，从动轮1111与主动轮119同步转动，并且从动轮1111带动与之连接的传动丝杆一112转动，在丝杆螺母一114的配合下，顶部调节板1112向下移动，移动到合适的位置后，暂停顶部调节电机116，将吊弦的顶端固定在顶部安装座1114上，将吊弦的底端固定在底部安装座128上，固定好吊弦后顶部调节电机116反转，带动顶部调节板1112向上运动，使吊弦绷直；随后启动对中驱动电机211，对中驱动电机211带动传动杆212转动，由于传动杆212两侧的传动螺纹214的螺纹方向相反，所以两侧的横移底板215的运动方向相反，此时控制传动杆212的转动方向来使两侧的横移底板215相互靠近，两侧的送风板221也一同靠近，当两侧送风板221上的凹槽225对接闭合后，暂停对中驱动电机211；与此同时打开出气阀311，高压气体储存罐310中的高压气体通过出气管312流入到涡流管313中，根据兰克-赫尔胥效应(由于气流层之间的摩擦，使动能从涡流的中心部分向边缘部分传输，涡流中心部分因能量输出而温度降低，其边缘部分则因能量输入而温度升高)，涡流管313产生的低温气体流入到冷气管314中，然后生成冷气的流入到热量交换筒320内的螺旋管3212中，此时通过传冷板片一3211可以降低二氧化碳压缩腔3210内的温度，压缩液压缸328带动活动密封板329向前移动，二氧化碳压缩腔3210内气压升高，气态二氧化碳在低温高压环境下形成干冰，形成的干冰可以作为储备制冷源使用，螺旋管3212中的低温气体流入到冷气输送管一3213内，然后冷气输送阀一3214打开，冷气输送管一3213内的低温气体进入到过渡仓223内，过渡仓223两侧的冷风阀224打开，低温气体通过冷风输送软管222进入到内置通道226中，最终从出风通道227流出，对凹槽225内的吊弦进行降温；当高压气体储存罐310内的高压气体量不足难以保证制冷效果时，启动出液泵323，出液泵323通过出液管324将储液箱322内的水输送进二氧化碳压缩腔3210内，二氧化碳压缩腔3210内的干冰与水接触后快速气化，此时打开二氧化碳释放阀326，低温的气态二氧化碳进入到二氧化碳释放管327内，随后流入到传冷筒332中，与此同时启动备用气泵330，备用气泵330通过输风管331将空气输送进传冷板片二333内，此时传冷筒332内充满低温的二氧化碳气体，可以对传冷板片二333内的气体进行降温，传冷板片二333内的气体经过降温后流入到冷气输送管二334中，此时冷气输送阀二335打开，冷气输送阀一3214关闭，低温气体顺利进入到过渡仓223内，最终再从出风通道227流出，对吊弦进行降温，而传冷筒332内的气态二氧化碳可以通过二氧化碳回收管336流入到二氧化碳回收罐337中，完成对二氧化碳的回收，通过补气阀325可以重新将气态二氧化碳注入到二氧化碳压缩腔3210内；在对吊弦进行降温的同时，启动底部调节电机124，底部调节电机124带动传动齿轮二123转动，传动齿轮二123带动传动齿轮一122转动，传动齿轮一122带动底部转轴120和传动丝杆二121转动，在丝杆螺母二125的配合下，底部调节板126缓慢向下移动，以此来提供吊弦底端的拉张载荷，在底部调节板126缓慢向下移动的过程中，可以通过力传感器1113和位移传感器127准确了解吊弦的受力和变形状态，以上便是本发明整体的工作流程，下次使用时重复此步骤即可。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
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。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种极端天气条件下的高速铁路接触网吊弦疲劳试验机，其特征在于：包括，
可调式位移加载型吊弦疲劳测试组件(1)，所述可调式位移加载型吊弦疲劳测试组件(1)包括顶部调节固定装置(11)、底部调节加载装置(12)和支撑底板(13)，所述顶部调节固定装置(11)和底部调节加载装置(12)设于支撑底板(13)上，所述底部调节加载装置(12)设于顶部调节固定装置(11)的下方；
对中闭合式极冷环境模拟组件(2)，所述对中闭合式极冷环境模拟组件(2)设于底部调节加载装置(12)的两侧，所述对中闭合式极冷环境模拟组件(2)包括对中闭合式横移装置(21)和双向冷风输送装置(22)，所述双向冷风输送装置(22)设于对中闭合式横移装置(21)上；以及，
相变循环式无害化制冷组件(3)，所述相变循环式无害化制冷组件(3)设于底部调节加载装置(12)的两侧，所述相变循环式无害化制冷组件(3)包括无害化制冷装置(31)、相变循环式储能装置(32)和储能释放装置(33)，所述无害化制冷装置(31)设于底部调节加载装置(12)的一侧，所述相变循环式储能装置(32)设于无害化制冷装置(31)的一侧，所述储能释放装置(33)设于顶部调节固定装置(11)的顶端。
2.根据权利要求1所述的一种极端天气条件下的高速铁路接触网吊弦疲劳试验机，其特征在于：所述顶部调节固定装置(11)包括支撑立柱(110)、导向支撑柱(111)、传动丝杆一(112)、安装块(113)、丝杆螺母一(114)、支撑顶板(115)、顶部调节电机(116)、驱动齿轮(117)、从动齿轮(118)、主动轮(119)、传动皮带(1110)、从动轮(1111)、顶部调节板(1112)、力传感器(1113)和顶部安装座(1114)，所述支撑立柱(110)设于支撑底板(13)上，所述传动丝杆一(112)和导向支撑柱(111)设于支撑立柱(110)上，所述支撑顶板(115)设于传动丝杆一(112)和导向支撑柱(111)的顶端，所述传动丝杆一(112)与支撑立柱(110)和支撑顶板(115)之间保持转动连接，所述安装块(113)设于顶部调节板(1112)的侧壁上，所述传动丝杆一(112)和导向支撑柱(111)穿过安装块(113)，所述导向支撑柱(111)与安装块(113)之间保持滑动连接，所述传动丝杆一(112)穿过丝杆螺母一(114)，所述丝杆螺母一(114)设于安装块(113)上，所述顶部调节电机(116)设于支撑顶板(115)的侧壁上，所述驱动齿轮(117)与顶部调节电机(116)保持转动连接，所述从动齿轮(118)与驱动齿轮(117)之间保持啮合连接，所述主动轮(119)设于传动丝杆一(112)上，所述主动轮(119)设于主动轮(119)的下方，所述从动轮(1111)与一侧的传动丝杆一(112)连接，所述传动皮带(1110)套装在主动轮(119)和从动轮(1111)上，所述力传感器(1113)设于顶部调节板(1112)的底壁上，所述顶部安装座(1114)设于力传感器(1113)的底壁上。
3.根据权利要求2所述的一种极端天气条件下的高速铁路接触网吊弦疲劳试验机，其特征在于：所述底部调节加载装置(12)包括底部转轴(120)、传动丝杆二(121)、传动齿轮一(122)、传动齿轮二(123)、底部调节电机(124)、丝杆螺母二(125)、底部调节板(126)、位移传感器(127)、底部安装座(128)和连接横板(129)，所述连接横板(129)的两端与支撑立柱(110)的顶端侧壁连接，所述底部转轴(120)的底端与支撑底板(13)保持转动连接，所述传动丝杆二(121)的顶端与连接横板(129)保持转动连接，所述底部转轴(120)与传动丝杆二(121)保持固定连接，所述传动齿轮一(122)设于底部转轴(120)上，所述底部调节电机(124)设于支撑底板(13)上，所述传动齿轮二(123)与底部调节电机(124)保持转动连接，所述传动齿轮二(123)与传动齿轮一(122)保持啮合连接，所述丝杆螺母二(125)设于底部调节板(126)上，所述传动丝杆二(121)穿过丝杆螺母二(125)和底部调节板(126)，所述位移传感器(127)设于底部调节板(126)上，所述底部安装座(128)设于位移传感器(127)上。
4.根据权利要求3所述的一种极端天气条件下的高速铁路接触网吊弦疲劳试验机，其特征在于：所述对中闭合式横移装置(21)包括安装板(210)、对中驱动电机(211)、传动杆(212)、传动螺纹(214)和横移底板(215)，所述安装板(210)设于支撑底上，所述横移导杆(213)的两端与安装板(210)保持固定连接，所述传动杆(212)的两端与安装板(210)保持转动连接，所述横移导杆(213)设于传动杆(212)的两侧，所述传动螺纹(214)设于传动杆(212)上，所述传动螺纹(214)设有两组，两侧的所述传动螺纹(214)的螺纹方向相反，所述传动杆(212)和横移导杆(213)穿过横移底板(215)，所述传动杆(212)与横移底板(215)保持螺纹连接，所述横移导杆(213)与横移底板(215)保持滑动连接，所述对中驱动电机(211)与传动杆(212)保持转动连接。
5.根据权利要求4所述的一种极端天气条件下的高速铁路接触网吊弦疲劳试验机，其特征在于：所述双向冷风输送装置(22)包括L型固定臂(220)、送风板(221)、冷风输送软管(222)、过渡仓(223)、冷风阀(224)、凹槽(225)、内置通道(226)和出风通道(227)，所述L型固定臂(220)设于横移底板(215)上，所述送风板(221)设于L型固定臂(220)上，所述过渡仓(223)设于支撑顶板(115)的底壁上，所述冷风阀(224)设于过渡仓(223)的侧壁上，所述凹槽(225)设于送风板(221)的侧壁上，所述内置通道(226)设于送风板(221)内，所述出风通道(227)与内置通道(226)保持垂直连接，所述出风通道(227)的一端位于凹槽(225)内，所述冷风输送软管(222)的一端与内置通道(226)连接，所述冷风输送软管(222)的另一端与冷风阀(224)连接。
6.根据权利要求5所述的一种极端天气条件下的高速铁路接触网吊弦疲劳试验机，其特征在于：所述无害化制冷装置(31)包括高压气体储存罐(310)、出气阀(311)、出气管(312)、涡流管(313)、冷气管(314)、热气管(315)和冷却桶(316)，所述高压气体储存罐(310)设于支撑底板(13)上，所述出气阀(311)设于高压气体储存罐(310)的顶壁上，所述出气管(312)的一端与出气阀(311)连接，所述出气管(312)的另一端与涡流管(313)连接，所述冷气管(314)与涡流管(313)连接，所述热气管(315)的一端与冷却桶(316)连接，所述热气管(315)的另一端与涡流管(313)连接。
7.根据权利要求6所述的一种极端天气条件下的高速铁路接触网吊弦疲劳试验机，其特征在于：所述相变循环式储能装置(32)包括热量交换筒(320)、隔温基座(321)、储液箱(322)、出液泵(323)、出液管(324)、补气阀(325)、二氧化碳释放阀(326)、二氧化碳释放管(327)、压缩液压缸(328)、活动密封板(329)、二氧化碳压缩腔(3210)、传冷板片一(3211)、螺旋管(3212)、冷气输送管一(3213)和冷气输送阀一(3214)，所述隔温基座(321)设于支撑底板(13)上，所述热量交换筒(320)设于隔温基座(321)上，所述储液箱(322)设于隔温基座(321)的一侧，所述出液泵(323)设于储液箱(322)的侧壁上，所述出液管(324)的一端与出液泵(323)连接，所述出液管(324)的另一端与热量交换筒(320)连接，所述补气阀(325)和二氧化碳释放阀(326)设于热量交换筒(320)上，所述二氧化碳释放管(327)与二氧化碳释放阀(326)连接，所述压缩液压缸(328)设于热量交换筒(320)的内壁上，所述活动密封板(329)与压缩液压缸(328)保持固定连接，所述活动密封板(329)与热量交换筒(320)的内壁保持滑动连接，所述二氧化碳压缩腔(3210)位于活动密封板(329)和热量交换筒(320)的侧壁之间，所述传冷板片一(3211)穿过活动密封板(329)，所述活动密封板(329)与传冷板片一(3211)保持滑动连接，所述螺旋管(3212)设于传冷板片一(3211)内，所述螺旋管(3212)的两端分别与冷气管(314)和冷气输送管一(3213)连接，所述冷气输送管一(3213)与冷气输送阀一(3214)连接，所述冷气输送阀一(3214)设于过渡仓(223)的侧壁上。
8.根据权利要求7所述的一种极端天气条件下的高速铁路接触网吊弦疲劳试验机，其特征在于：所述储能释放装置(33)包括备用气泵(330)、输风管(331)、传冷筒(332)、传冷板片二(333)、冷气输送管二(334)、冷气输送阀二(335)、二氧化碳回收管(336)和二氧化碳回收罐(337)，所述备用气泵(330)设于支撑顶板(115)上，所述传冷筒(332)与备用气泵(330)之间通过输风管(331)连接，所述传冷板片二(333)设于传冷筒(332)内，所述传冷板片二(333)的两端分别与输风管(331)和冷气输送管二(334)连接，所述冷气输送管二(334)与冷气输送阀二(335)连接，所述冷气输送阀二(335)设于冷气输送阀二(335)的侧壁上，所述二氧化碳释放管(327)与传冷筒(332)连接，所述二氧化碳回收管(336)的两端分别与传冷筒(332)和二氧化碳回收罐(337)连接，所述二氧化碳释放管(327)、二氧化碳回收管(336)和传冷筒(332)之间的内部空间保持连通。
9.根据权利要求8所述的一种极端天气条件下的高速铁路接触网吊弦疲劳试验机，其特征在于：所述出液管(324)的内部空间与二氧化碳压缩腔(3210)的内部空间连通，所述补气阀(325)和二氧化碳释放阀(326)与二氧化碳压缩腔(3210)连接。
10.根据权利要求9所述的一种极端天气条件下的高速铁路接触网吊弦疲劳试验机，其特征在于：所述顶部安装座(1114)位于底部安装座(128)的正上方。
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