桥梁与路面覆冰模拟装置的制作方法

本发明涉及桥梁与路面覆冰、降雪技术领域，具体而言，涉及桥梁与路面覆冰模拟装置。

背景技术

冬季由于气温较低，当出现下雪天气后，桥梁和路面的积雪很难融化掉，对人们对出行带来很大不便。

随着全球气候变暖，冬季下雪天气越来越少，给研究路面积雪的科研单位带来许多困扰。科研单位要想实验必须等到冬季下雪时才能进行，实验周期长(每年只能冬季实验)，实验持续时间短(下雪时间短)等困扰。

因此，提供一种能够模拟下雪天气的桥梁与路面覆冰模拟装置成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种桥梁与路面覆冰模拟装置，以缓解现有技术中实验不便的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种桥梁与路面覆冰模拟装置，包括维护结构组件、用于降低所述维护结构组件内部温度的制冷组件、用于在维护结构组件内喷雪的喷淋造雪组件、用于为所述喷淋造雪组件提供水的纯水组件和用于为所述喷淋造雪组件提供动力的压缩空气组件；

所述维护结构组件内设置有用于放置待测实验件的空腔；

所述纯水组件和所述压缩空气组件均与所述喷淋造雪组件连接，所述制冷组件和所述喷淋造雪组件均与所述维护结构组件连接。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述制冷组件包括制冷机组、冷冻水箱和表冷器；

所述制冷机组、所述冷冻水箱和所述表冷器依次连接；

所述表冷器设置在所述维护结构组件内部。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述维护结构组件内部设置有用于提高所述维护结构组件内部空气流动的离心风机。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述喷淋造雪组件包括降雪喷头和降雪管路；

所述降雪管路的一端均与所述降雪喷头连接，另一端与所述纯水组件连接。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述压缩空气组件包括空压机和压缩空气管路；

所述压缩空气管道一端与所述空压机连接，另一端与所述降雪喷头连接。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述压缩空气管路与所述降雪管路通过单向阀门连通，以避免所述降雪管路内部结冰封堵。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述纯水组件包括纯水机组和纯水箱；

所述纯水箱一端与所述纯水机组连接，另一端通过水泵与所述降雪喷头连接。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，上述纯水箱通过预冷换热器与所述冷冻水箱连接，以降低所述纯水箱内温度。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，上述维护结构组件包括由硬质聚氨酯板围成的箱体。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，上述箱体外设置有辅助隔热层。

有益效果：

本发明实施例提供了一种桥梁与路面覆冰模拟装置，包括维护结构组件、用于降低维护结构组件内部温度的制冷组件、用于在维护结构组件内喷雪的喷淋造雪组件、用于为喷淋造雪组件提供水的纯水组件和用于为喷淋造雪组件提供动力的压缩空气组件；维护结构组件内设置有用于放置待测实验件的空腔；纯水组件和压缩空气组件均与喷淋造雪组件连接，制冷组件和喷淋造雪组件均与维护结构组件连接。通过制冷组件对维护结构组件进行降温，然后通过喷淋造雪组件在维护结构组件内部造雪，可以模拟出需要的实验环境，大大缩短了科研实验的时间成本、资金成本，并可以不受外界环境、时间等影响。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的桥梁与路面覆冰模拟装置的结构示意图。

图标：1－制冷机组；2－预冷换热器；3－冷冻水箱；4－表冷器；5－离心风机；6－硬质聚氨酯板；7－纯水机组；8－纯水箱；9－水泵；10－降雪管路；11－空压机；12－压缩空气管路；13－降雪喷头；14－实验件。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是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或元件必须具有特定的方位、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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

参考图1所示：

第一方面，本发明实施例提供了一种桥梁与路面覆冰模拟装置，包括维护结构组件、用于降低维护结构组件内部温度的制冷组件、用于在维护结构组件内喷雪的喷淋造雪组件、用于为喷淋造雪组件提供水的纯水组件和用于为喷淋造雪组件提供动力的压缩空气组件；维护结构组件内设置有用于放置待测实验件14的空腔；纯水组件和压缩空气组件均与喷淋造雪组件连接，制冷组件和喷淋造雪组件均与维护结构组件连接。

本发明实施例提供了一种桥梁与路面覆冰模拟装置，包括维护结构组件、用于降低维护结构组件内部温度的制冷组件、用于在维护结构组件内喷雪的喷淋造雪组件、用于为喷淋造雪组件提供水的纯水组件和用于为喷淋造雪组件提供动力的压缩空气组件；维护结构组件内设置有用于放置待测实验件14的空腔；纯水组件和压缩空气组件均与喷淋造雪组件连接，制冷组件和喷淋造雪组件均与维护结构组件连接。通过制冷组件对维护结构组件进行降温，然后通过喷淋造雪组件在维护结构组件内部造雪，可以模拟出需要的实验环境，大大缩短了科研实验的时间成本、资金成本，并可以不受外界环境、时间等影响。

本实施例的可选方案中，制冷组件包括制冷机组1、冷冻水箱3和表冷器4；制冷机组1、冷冻水箱3和表冷器4依次连接；表冷器4设置在维护结构组件内部。

本实施例的可选方案中，维护结构组件内部设置有用于提高维护结构组件内部空气流动的离心风机5。

通过离心风机5降维护结构组件内的冷空气充分循环起来，提高降温速率，同时能够模拟对实验件14的风吹。

本实施例的可选方案中，喷淋造雪组件包括降雪喷头13和降雪管路10；降雪管路10的一端均与降雪喷头13连接，另一端与纯水组件连接。

本实施例的可选方案中，压缩空气组件包括空压机11和压缩空气管路12；压缩空气管道一端与空压机11连接，另一端与降雪喷头13连接。

本实施例的可选方案中，压缩空气管路12与降雪管路10通过单向阀门连通，以避免降雪管路10内部在低温下发生结冰封堵。

从空压机11流出的高压气体会经过不同的压缩空气管路12流向降雪喷头13和降雪管路10，其中流向降雪喷头13的高压气辅助降雪。

其中，压缩空气管路12与降雪管路10之间通过单向阀连接，具体的，压缩空气管路12内的高压气体能够通过单向阀进入到降雪管路10内，而降雪管路10内的水无法通过单向阀进入到压缩空气管路12中。

本实施例的可选方案中，纯水组件包括纯水机组7和纯水箱8；纯水箱8一端与纯水机组7连接，另一端通过水泵9与降雪喷头13连接。

通过纯水机组7制得纯水，然后降纯水储存在纯水箱8内供喷淋造雪组件调用。

本实施例的可选方案中，纯水箱8通过预冷换热器2与冷冻水箱3连接，以降低纯水箱8内温度。

纯水箱8通过预冷换热器2和冷冻水箱3连接在一起，在开始实验前，冷冻水箱3内的温度会降低到－15℃～－17℃，此时纯水箱8通过预冷换热器2吸收冷冻水箱3的热量，使纯水箱8内的水温降低到2℃～3℃，从而在造雪工作中能够快速成雪。

或者，方便快速的在试验件上生成冻雨。

本实施例的可选方案中，维护结构组件包括由硬质聚氨酯板6围成的箱体。

本实施例的可选方案中，箱体外设置有辅助隔热层。

其中，硬质聚氨酯板6本身具有一定的保温性能，而且硬质聚氨酯板6还能具有一定的强度，保证结构强度。

而且，通过辅助隔热层能够进一步保证实验室内部的温度，避免实验室内部热量与外界热量进行交换，避免影响实验数据。

本发明提供的至少一种实施例中所采用的技术方案是，包括制冷机组1、预冷换热器2、冷冻水箱3、表冷器4、离心风机5、硬质聚氨酯板6、纯水机组7、纯水箱8、水泵9、降雪管路10、空压机11、压缩空气管路12、降雪喷头13、桥梁实验件14。聚氨酯板组成维护组件；制冷机组1、冷冻水箱3、表冷器4和离心风机5组成制冷组件；纯水机组7和纯水箱8组成纯水组件；预冷换热器2、水泵9、降雪管路10和降雪喷头13组成喷淋组件；空压机11和压缩空气管路12组成压缩空气组件。

制冷机组1、冷冻水箱3、表冷器4和离心风机5组成制冷组件可以把实验室的温度降低到－10℃，为模拟降雪提供环境。

制冷机组1先把冷冻水箱3的载冷剂降低到－15℃。通过预冷换热器2把纯水箱8的纯净水降低到2～3℃，为降雪实验提供预处理环境。

维护组件由硬质聚氨酯板6组成，可以降低实验室内部和外环境的传热，并具有一定的机械强度。

降雪喷头13采用气水混合喷头，通过压缩空气带动，以防止喷头末端发生冰堵。

空压机11出来的管路分两路，一路和降雪喷头13连接，一路和降雪管路10连接。

在实验前，首先开启制冷机组1把冷冻水箱3的载冷剂降低到－15℃。把－15℃的载冷剂送入表冷器4，同时开启离心风机5，使实验室内风和表冷器4进行换热，通过一段时间的换热，可以把实验室的温度降低到－10℃。

在降温的同时开启纯水机组7和预冷换热器2，把纯水箱8的纯净水预冷到2～3℃。

待实验室内温度保持在－10℃，纯水箱8的水温保持在2～3℃。同时开启水泵9和空压机11。2～3℃的水在压缩空气的带动下经过降雪喷头13变成分散的小水珠。小水珠在下落的过程中和－10℃的冷空气进行换热，进一步发生相变，水由液体转化为固体，可实现降雪模拟。

降落的雪花散落在桥梁实验件14上，经过一定的时间积累，可在实验室上形成冰状态，以供科研人员研究。

待实验结束后，关闭制冷机组1、离心风机5、纯水机组7、水泵9等设备。此时压缩机继续工作，打开阀门，压缩空气可以把降雪管路10的残余积水吹干。防止残余积水在低温下结冰，体积增大撑破，同时防止积水腐蚀管路。待一段吹扫一段时间后，确保降雪管路10无积水后，可关闭空压机11。

本发明的改进的效果是：本发明整体工艺设计合理、结构较为简单；本发明不受外界环境、时间的影响，随时可进行降雪实验。极大缩短了科研实验的周期。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。