一种用于模拟车体防冻的低温喷水设备的制作方法

本实用新型主要属于防冻喷水模拟装置技术领域，涉及一种用于模拟车体防冻的低温喷水设备，具体涉及模拟低温环境下车体涂层抗结冰能力所需要的防冻喷水模拟装备。

背景技术：

高寒动车组运行于高海拔、低温和多雪环境，车底尤其是转向架区域积雪结冰严重。因此，需要对车体通过防冰雪涂层来进行保护。

防冰雪涂层种类众多，需要通过专用的试验装置进行对比试验，以筛选出一种防冰雪性能最优的涂层，来明显减少转向架区域的积雪结冰。

为了搭建一个能够模拟高寒动车组在实际运行环境下结冰的试验箱，对上述涂层进行试验，需要解决的技术问题包括：

(1)低温箱中不喷水时管路不能冻上；

(2)低温箱中不喷水时喷嘴不能冻死；

(3)如果采用保温装置对喷嘴进行保温，保温装置的结构该如何设计；

(4)喷水水温需要能够调节。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本实用新型提供一种用于模拟车体防冻的低温喷水设备，包括能够模拟高寒动车组在实际运行环境下结冰的试验箱，并解决了低温箱中喷水管路和喷嘴的保温防冻问题，开创性的为涂层的选用提供了试验条件，使设计人员可以在有充分的的试验依据的基础上进行设计。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种用于模拟车体防冻的低温喷水设备，包括：

用于为试件支架提供低温环境的低温箱；

设置于所述低温箱内部用于对所述试件支架喷水的喷嘴；

用于提供水源的供水装置；

贯穿所述低温箱箱体的供水管，所述供水管的一端与所述喷嘴连接，另一端与所述供水装置连接；

保温喷水装置，设置于所述低温箱的箱体内部，所述喷嘴以及所述供水管的部分水管设置于所述保温喷水装置的壳体内部；

所述保温喷水装置包括保温壳体、设置于所述保温壳体上的喷嘴孔、设置于所述保温壳体上用于所述供水管穿过的供水管孔、用于打开或关闭所述喷嘴孔的喷嘴孔开闭装置、用于移动所述喷嘴以使喷嘴探出或不探出所述喷嘴孔的喷嘴位置控制单元。

进一步地，所述喷嘴孔开闭装置包括：喷嘴孔挡板、与所述喷嘴孔挡板固定连接的挡板移动杆、与所述挡板移动杆固定连接的第一铁磁单元、两个相对设置的电磁铁、与所述保温壳体固定连接的移动杆通孔单元；所述挡板移动杆可移动地容设于所述移动杆通孔单元中；

所述第一铁磁单元设置于两个电磁铁之间，所述两个相对设置的电磁铁在同一时刻仅有一个电磁铁通电。

进一步地，所述喷嘴孔、所述喷嘴挡板的数量均与所述喷嘴的数量一致，且一一对应。

进一步地，所述喷嘴位置控制单元包括用于固定喷嘴的喷嘴固定单元、与所述喷嘴固定单元固定连接的第二铁磁单元、设置于所述第二铁磁单元两侧并与所述第二铁磁单元固定连接的两个喷水装置导轨、固定设置于所述保温壳体的底部的导轨通孔单元、两个相对设置的电磁铁；

所述喷水装置导轨可移动地容设于所述导轨通孔单元中，所述第二铁磁单元设置于两个电磁铁之间，两个相对设置的电磁铁在同一时刻仅有一个通电；

所述导轨通孔单元固定设置于所述保温壳体的底部。

进一步地，所述第一铁磁单元和所述第二磁铁单元均采用铁磁性物质制备，采用的铁磁性物质包括铁，钴或镍。

进一步地，所述低温箱的箱体内部温度为-5℃至-60℃。

进一步地，所述供水装置为恒温供水装置，控温精度为±1℃。

进一步地，在低温箱中，将位于保温喷水装置保温壳体和低温箱箱体之间的供水管外包裹一层水管保温套。

进一步地，所述保温喷水装置中还包括用于确保保温壳体中温度不低于零度的温度保持装置，所述温度保持装置包括温度传感器、温度反馈装置和加热装置；所述温度传感器和所述加热装置均与所述温度反馈装置连接。

本实用新型的有益技术效果：

(1)本实用新型所提供的用于模拟车体防冻的低温喷水设备中，通过设置喷嘴保温装置能够防止低温箱中喷嘴以及供水管路结冰；

(2)本实用新型所提供的用于模拟车体防冻的低温喷水设备，在喷嘴保温装置中设置用于打开或关闭所述喷嘴孔的喷嘴孔开闭装置，能够在暂停喷水的间隙将喷嘴孔关闭，进而保持喷嘴保温装置中的温度，防止喷头及水管在暂停喷水的间隙结冰；

(3)本实用新型所提供的用于模拟车体防冻的低温喷水设备，在喷嘴保温装置中设置用于移动所述喷嘴远离或探出所述喷嘴孔的喷嘴位置控制单元，该喷嘴位置控制单元能够在喷水时将喷嘴探出喷嘴孔，喷水结束后将喷嘴缩回喷嘴保温装置中；因而防止喷头在暂停喷水的间隙结冰；

(4)本实用新型所提供的用于模拟车体防冻的低温喷水设备，采用恒温供水装置提供水源，能够提供可调节的恒温水源，且控温精度为±1℃，能够满足试验要求；

(5)本实用新型所提供的用于模拟车体防冻的低温喷水设备开创性的为涂层的选用提供了试验条件，使设计人员可以在有充分的的试验依据的基础上进行设计。

附图说明

图1为本实用新型实施例中用于模拟车体防冻的低温喷水设备结构示意图；

图2为本实用新型实施例中保温喷水装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例保温喷水装置中喷嘴位置控制单元的结构示意图。

图4为本实用新型实施例中保温喷水装置的结构示意图；

附图标记：

1.低温箱；2.保温喷水装置；3.恒温供水装置；4.试件支架；5.喷嘴；6.供水管；201.保温壳体；202.喷嘴孔；203.喷嘴孔挡板；204.挡板移动杆；205.第一铁磁单元；206.喷嘴孔开闭装置中两个相对设置的电磁铁；207.移动杆通孔单元；208.喷嘴固定单元；209.第二铁磁单元；210.喷水装置导轨；211.导轨通孔单元；212.喷嘴位置控制单元中两个相对设置的电磁铁；213.水管保温套。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

相反，本实用新型涵盖任何由权利要求定义的在本实用新型的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本实用新型有更好的了解，在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。

现有技术中，为了搭建一个能够模拟高寒动车组在实际运行环境下结冰的试验箱，对涂层进行试验，需要解决的技术问题包括：低温箱中不喷水时管路不能冻上；低温箱中不喷水时喷嘴不能冻死；如果采用保温装置对喷嘴进行保温，保温装置的机构该如何设计。

针对上述技术问题，本实用新型实施例提供一种用于模拟车体防冻的低温喷水设备，如图1-4所示，包括：

用于为试件支架提供低温环境的低温箱1，在具体实施情况下，该低温箱1能够提供-5℃至-60℃的低温环境，控温精度为±1℃；本实用新型中涉及到的低温箱1为现有技术，本领域的技术人工完全可以实现，无需赘言，本实用新型保护的内容也不涉及低温箱1的结构和工作原理的改进。

设置于所述低温箱1内部用于对所述试件支架4喷水的喷嘴5；

用于提供水源的供水装置，优选地，所述供水装置为恒温供水装置3，能够根据提供可调节的恒温水源；本实用新型中涉及到的恒温供水装置3为现有技术，本领域的技术人工完全可以实现，无需赘言，本实用新型保护的内容也不涉及对恒温供水装置的结构和工作原理的改进。

贯穿所述低温箱箱体的供水管6，所述供水管的一端与所述喷嘴连接，另一端与所述供水装置连接；

保温喷水装置，所述喷嘴以及所述供水管的部分水管设置于所述保温喷水装置的壳体内部；所述保温喷水装置用于为所述喷头以及位于保温喷水装置内部的部分水管提供保温，防止结冰；

所述保温喷水装置包括保温壳体201、设置于所述保温壳体上的喷嘴孔202、设置于所述保温壳体上用于所述供水管穿过的供水管孔道、用于打开或关闭所述喷嘴孔的喷嘴孔开闭装置和用于移动所述喷嘴远离或探出所述喷嘴孔的喷嘴位置控制单元；

在优选的实施方式中，所述保温壳体采用型材固定在所述低温箱内的顶部，且在低温箱中，位于保温喷水装置保温壳体和低温箱箱体之间的供水管外包裹一层水管保温套213。水管保温套213能够为从低温箱壁进入的供水管路提供保温。

所述喷嘴孔开闭装置包括喷嘴孔挡板203、与所述喷嘴孔挡板固定连接的挡板移动杆204、与所述保温壳体固定连接的移动杆通孔单元207、与所述挡板移动杆固定连接的第一铁磁单元205、两个相对设置的电磁铁(即喷嘴孔开闭装置中两个相对设置的电磁铁206)、所述第一铁磁单元设置于两个电磁铁之间；所述两个相对设置的电磁铁在同一时刻仅有一个通电。

所述喷嘴孔、所述喷嘴挡板的数量均与所述喷嘴的数量一致；

所述喷嘴位置控制单元包括用于固定喷嘴的喷嘴固定单元208、与所述喷嘴固定单元固定连接的第二铁磁单元209、设置于所述第二铁磁单元两侧并与所述第二铁磁单元固定连接的两个喷水装置导轨210、用于容纳所述喷水装置导轨的导轨通孔单元211、两个相对设置的电磁铁(即喷嘴位置控制单元中两个相对设置的电磁铁212)、所述第二铁磁单元设置于两个电磁铁之间；两个相对设置的电磁铁在同一时刻仅有一个通电；所述导轨通孔单元固定设置于所述保温壳体的底部。

所述第一铁磁单元和所述第二磁铁单元均采用铁磁性物质制备，优选地，采用的铁磁性物质包括铁，钴或镍。

所述保温喷水装置中还包括用于确保保温壳体中温度不低于零度的温度保持装置(图中未示出)，所述温度保持装置包括温度传感器、温度反馈装置和加热装置；所述温度传感器和所述加热装置均与所述温度反馈装置连接。

本实用新型实施例所提供的一种用于模拟车体防冻的低温喷水设备，在使用时：将表面有防冰雪涂层的试件支架置于所述低温箱的箱体内部，然后对试件支架进行喷水，以模拟高寒动车组在实际运行环境下结冰状态。

在具体实施方式中，所述喷嘴孔开闭装置中两个相对设置的电磁铁分别为第一电磁铁和第二电磁铁；所述喷嘴位置控制单元相对设置的电磁铁分别为第三电磁铁和第四电磁铁。如图2所示为保温喷水装置在喷嘴进行喷水时的结构示意图；当喷嘴进行喷水时，控制第一电磁铁通电，第二电磁铁断电，第一铁磁单元被所述第一电磁铁的磁力吸引，喷嘴挡板打开，使所有喷嘴孔均处于打开状态。此时，将第三电磁铁通电，第四电磁铁断电，第二铁磁单元被所述第三电磁铁的磁力吸引，喷嘴穿过喷嘴孔进行喷水。

当喷嘴停止喷水，为了防止保温喷水装置中的喷嘴和供水管温度过低而结冰，需要将喷嘴远离喷水孔。此时，将第三电磁铁断电，第四电磁铁通电，在第四电磁铁磁力吸引下，第二铁磁单元移动到第四磁铁的一端，第三铁磁单元移动时带动喷水装置导轨在导轨通孔单元的通孔中移动，进而带动喷嘴固定单元向着第四电磁铁的方向移动，当第二铁磁单元完全移动到与所述第四磁铁接触时，喷嘴固定单元将喷嘴带离喷嘴孔，缩回到保温喷水装置中。

当喷嘴停止喷水，喷嘴已经缩回到保温喷水装置时，为了防止保温喷水装置中的喷嘴和供水管温度过低而结冰，需要将喷嘴孔挡住。此时，将第一电磁铁断电时，第二电磁铁通电，在第二电磁铁磁力吸引下，第一铁磁单元移动到第二磁铁的一端，第一铁磁单元的移动带动着挡板移动杆在移动杆通孔中移动，进而带动喷嘴孔挡板移动，当第一铁磁单元完全移动到与所述第二磁铁接触时，喷嘴孔挡板将喷嘴孔完全挡住。

当再次需要喷水时，通过改变喷嘴孔开闭装置以及喷嘴位置控制单元中电磁铁的通电状态，进而使喷嘴孔挡板打开漏出喷嘴孔，将嘴孔移动弹出喷嘴孔进行喷水。因此实现了喷嘴在保温喷水装置中进出，使喷头以及水管在暂停喷水的间隙也不会结冰。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。