一种模拟雨雾环境的试验装置

技术领域

本发明涉及模拟雨雾环境的试验装置领域，具体是涉及一种模拟雨雾环境的试验装置。

背景技术

在科研试验中，经常需要探索雨雾环境对试验结果的影响。但自然天气系统往往不能由人的意志控制，因此需要设计出一套可以模拟出雨雾环境的试验装置。

发明内容

为解决上述技术问题，提供一种模拟雨雾环境的试验装置。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

一种模拟雨雾环境的试验装置，包括，

机架；

喷淋管，喷淋管的中部是圆弧形状，喷淋管的两端是同轴的直管形状，喷淋管的中部设置有朝向同一个方向设置的多个喷淋头，喷淋管的两端水平设置并且与机架可拆卸地转动连接；

水源，水源与喷淋管内部连通；

旋转驱动器，设置在机架上，旋转驱动器的输出轴与喷淋管的一端传动连接。

优选的，试验装置还包括升降设备，升降设备包括，

支撑座，支撑座固定设置在机架上，支撑座的底面与机架固定连接；

第一丝杆，第一丝杆可旋转的竖直设置在机架上，第一丝杆的底端与支撑座可旋转的连接；

导向杆，导向杆至少为四根，导向杆竖直设置在支撑座上，导向杆的底座与支撑座固定连接；

固定座，固定座设置在导向杆的顶端，固定座的底面与导向杆的顶端固定连接；

滚珠螺母，滚珠螺母安装在第一丝杆上，滚珠螺母与第一丝杆配合连接；

第一滑块，第一滑块可移动的设置在第一丝杆上，第一滑块与滚珠螺母的外侧固定连接；

导套，导套数量与导向杆数量相同，导套设置在第一滑块上，导套的内侧与导向杆滑动连接，导套外侧与第一滑块固定连接；

联轴器，联轴器设置在第一丝杆的顶端，联轴器的底端与第一丝杆传动连接；

第一电机，第一电机输出端朝下的设置在固定座上，第一电机的输出端与联轴器的顶端传动连接。

优选的，喷淋管的两端对称设有第一法兰，第一法兰沿轴线设有通孔，旋转驱动器包括，

第二电机，第二电机固定设置在第一滑块上；

主动齿轮，主动齿轮设置在第二电机的输出端上，主动齿轮与第二电机的输出端传动连接；

第一轴承座，第一轴承座固定设置在第一滑块上；

第一轴承，第一轴承固定设置在第一轴承座内；

传动杆，传动杆插设在第一轴承中，传动杆与第一轴承传动连接，传动杆沿轴线设有通孔，传动杆的一端与水源相连通；

从动齿轮，从动齿轮固定设置在传动杆的一端，从动齿轮和主动齿轮相互啮合；

第二法兰，第二法兰固定设置在传动杆的另一端，第二法兰与传动杆固定连接，第二法兰沿轴线设有通孔。

优选的，旋转驱动器还包括，

第二轴承座，第二轴承座设置在机架上；

第二轴承，第二轴承设置在第二轴承座上，第二轴承与第二轴承座固定连接；

连杆，连杆横向插设在第二轴承中，连杆与第二轴承传动连接；

第三法兰，第三法兰设置在连杆远离第二轴承的一端上，第三法兰与连杆传动连接。

优选的，升降设备还包括，

立柱，立柱设置在机架上；

第一滑轨，第一滑轨沿立柱高度方向设置在立柱上，第一滑轨与立柱固定连接；

第二滑块，第二滑块设置在第一滑轨上，第二滑块与第一滑块始终保持水平平行，第二滑块与第一滑轨滑动配合，第二滑块与第二轴承座固定连接。

优选的，试验装置还包括，

增压设备，增压设备固定设置在机架上，增压设备的输入端与水源相连；

连接管，连接管设置在增压设备的输出端，连接管的一端与增压设备的输出端固定连接，连接管的另一端与传动杆可转动的连接。

优选的，试验装置还包括稳定机构，稳定机构包括，

第一底座，第一底座为长方体，第一底座设置在机架底面，第一底座的顶面与机架底面固定连接；

第二底座，第二底座为长方体，第二底座设置在立柱底面，第二底座的顶面与立柱底面固定连接；

第二滑轨，第二滑轨有两个，两个第二滑轨分别环绕设置在第一底座的侧面和环绕设置在第二底座的侧面；

第三滑块，第三滑块数量至少为八个，第三滑块设置在第二滑轨上，第一底座和第二底座每个侧面上的第二滑轨至少设置有一个第三滑块；

锁紧螺母，锁紧螺母数量至少为第三滑块的一倍，每个第三滑块上至少横向设置有一个锁紧螺母，锁紧螺母的侧面与第三滑块的侧面固定连接；

第二丝杆，第二丝杆数量与第三滑块数量相同，第二丝杆竖直插设在锁紧螺母内，第二丝杆与锁紧螺母螺纹连接；

橡胶支脚，橡胶支脚数量与第二丝杆数量相同，橡胶支脚设置在第二丝杆的底端，橡胶支脚与第二丝杆固定连接。

优选的，试验装置还包括，

第一万向轮，第一万向轮至少有四个，四个第一万向轮中心对称的设置在第一底座的底面上，第一万向轮的顶面与第一底座的底面固定连接；

第二万向轮，第二万向轮至少有四个，四个第二万向轮中心对称的设置在第二底座的底面上，第二万向轮的顶面与第二底座的底面固定连接。

优选的，试验装置还包括，

前置过滤器，前置过滤器设置在增压设备的输入端上，前置过滤器的输出端与增压设备的输入端固定连接。

优选的，第一法兰上设有第一槽，第二法兰上设有第二槽，连接管与传动杆相连的一端设有第三槽，传动杆与连接管相连的一端设有第四槽，试验装置还包括，

密封圈，密封圈设置在第一槽上，密封圈分别于第一槽和第二槽间隙配合；

旋转密封，旋转密封设置在第三槽上，旋转密封的内圈与第三槽固定连接，旋转密封的外圈与第四槽固定连接。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

1.本发明通过可旋转的喷淋管对试验对象进行多角度的喷淋，使模拟出的雨雾环境更加真实；

2.本发明通过对喷淋管中部的圆弧大小、喷淋头数量和喷淋头款式进行调整可以根据试验需求模拟出绝大多数自然界中的雨雾环境；

3.本发明通过方便拆卸的喷淋管使试验中可以通过跟换不同规格的喷淋管快速切换模拟出所需的雨雾环境；

4.本发明通过升降设备使试验装置可以根据试验对象的大小和高度对喷淋高度进行调整；

5.本发明通过增压设备使试验装置可以适应多种水源，不管是市政用水还是储水装置都可以按照试验所需模拟出雨雾环境；

6.本发明通过稳定机构使试验装置可以应对不同的地面条件，即使试验区域的底面不平，也可以通过对稳定机构的调节使喷淋管保持水平平行，既增加了试验数据的准确性也使试验装置在旋转过程中更加平稳；

7.本发明通过第一万向轮，第二万向轮使称重的试验装置便于移动；

8.本发明通过在增压设备前端设置有前置过滤器，使试验装置可以过滤去除水源中大部分泥沙、铁锈等大颗粒物质，保证了水源的纯净，减少了增压设备因水源中的杂质报废的可能性，同时也减少了喷淋头被水源中杂质堵塞的可能性，延长了试验装置的使用寿命；

9.本发明通过在需要经常拆卸的第一法兰与第二法兰之间设置密封圈减少了因磨损而导致第一法兰和第二法兰之间无法贴合而导致的漏液，同样的，在连接管与传动杆之间设置旋转密封减少因传动杆转动而造成的漏液。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为图1的A处放大图；

图3为本发明的左视图；

图4为本发明的俯视图；

图5为本发明的立体图一；

图6为本发明的立体图二；

图7为本发明的升降设备的立体图；

图8为本发明的旋转驱动器的立体图；

图9为本发明的旋转驱动器、密封圈和旋转密封的俯视图；

图10为图9的A-A截面处剖视图；

图11为本发明的旋转驱动器的主视图；

图12为图11的B-B截面处剖视图；

图13为本发明的连接管的后视图；

图14为本发明的喷淋管的左视图；

图中标号为：

1-喷淋管；1a-喷淋头；1b-第一法兰；1b1-第一槽；

2-旋转驱动器；2a-第二电机；2b-主动齿轮；2c-第一轴承座；2d-第一轴承；2e-传动杆；2e1-第四槽；2f-从动齿轮；2g-第二法兰；2g1-第二槽；2h-第二轴承；2i-第二轴承座；2j-连杆；2k-第三法兰；

3-升降设备；3a-支撑座；3b-第一丝杆；3c-导向杆；3d-固定座；3e-滚珠螺母；3f-第一滑块；3g-导套；3h-联轴器；3i-第一电机；3j-立柱；3k-第一滑轨；3m-第二滑块；

4-增压设备；

5-连接管；5a-第三槽；

6-稳定机构；6a-第一底座；6b-第二底座；6c-第二滑轨；6d-第三滑块；6e-锁紧螺母；6f-第二丝杆；6g-橡胶支脚；

7-第一万向轮；

8-第二万向轮；

9-前置过滤器；

10-密封圈；

11-旋转密封。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

为了解决如何模拟出用于试验的雨雾环境的技术问题，如图1～5所示，提供以下技术方案：

一种模拟雨雾环境的试验装置，包括，

机架；

喷淋管1，喷淋管1的中部是圆弧形状，喷淋管1的两端是同轴的直管形状，喷淋管1的中部设置有朝向同一个方向设置的多个喷淋头1a，喷淋管1的两端水平设置并且与机架可拆卸地转动连接；

水源(图中未标出)，水源与喷淋管1内部连通；

旋转驱动器2，设置在机架上，旋转驱动器2的输出轴与喷淋管1的一端传动连接。

具体的，喷淋管1用于将水源转化为试验所需的形态喷淋在试验对象上，旋转驱动器2用于旋转喷淋管1，多角度的将水源喷淋在试验对象上，从而模拟出大风雨天中，雨水从各角度对实验物体的影响。工作人员可根据不同雨雾天气的特征对喷淋管1中部的圆弧大小、喷淋头1a数量和喷淋头1a款式进行调整，从而预设出多种不同规格的喷淋管1，扩大或减少圆弧形状的弯曲半径会使模拟出的雨雾范围发生改变，增加或减少喷淋头1a的数量会使模拟出的雨雾密度发生改变，使用不同种类的喷淋头1a可以使水源转化的形态发生改变。在试验中，当完成一个阶段的试验需要切换至不同雨雾环境时，只需更换相应规格的喷淋管1即可。

进一步的：

为了解决如何方便高效的调整试验区域高度的技术问题，如图7所示，提供以下技术方案：

试验装置还包括升降设备3，升降设备3包括，

支撑座3a，支撑座3a固定设置在机架上，支撑座3a的底面与机架固定连接；

第一丝杆3b，第一丝杆3b可旋转的竖直设置在机架上，第一丝杆3b的底端与支撑座3a可旋转的连接；

导向杆3c，导向杆3c至少为四根，导向杆3c竖直设置在支撑座3a上，导向杆3c的底座与支撑座3a固定连接；

固定座3d，固定座3d设置在导向杆3c的顶端，固定座3d的底面与导向杆3c的顶端固定连接；

滚珠螺母3e，滚珠螺母3e安装在第一丝杆3b上，滚珠螺母3e与第一丝杆3b配合连接；

第一滑块3f，第一滑块3f可移动的设置在第一丝杆3b上，第一滑块3f与滚珠螺母3e的外侧固定连接；

导套3g，导套3g数量与导向杆3c数量相同，导套3g设置在第一滑块3f上，导套3g的内侧与导向杆3c滑动连接，导套3g外侧与第一滑块3f固定连接；

联轴器3h，联轴器3h设置在第一丝杆3b的顶端，联轴器3h的底端与第一丝杆3b传动连接；

第一电机3i，第一电机3i输出端朝下的设置在固定座3d上，第一电机3i的输出端与联轴器3h的顶端传动连接。

具体的，第一电机3i驱动联轴器3h旋转，联轴器3h带动第一丝杆3b旋转，滚珠螺母3e和第一丝杆3b配合将回转运动转化为直线运动，第一滑块3f在导向柱的限制下跟随滚珠螺母3e上下升降，完成对旋转驱动器2高度的调整。

进一步的：

为了解决如何驱动喷淋管1沿轴线旋转的技术问题，如图1～2、图8所示，提供以下技术方案：

喷淋管1的两端对称设有第一法兰1b，第一法兰1b沿轴线设有通孔，旋转驱动器2包括，

第二电机2a，第二电机2a固定设置在第一滑块3f上；

主动齿轮2b，主动齿轮2b设置在第二电机2a的输出端上，主动齿轮2b与第二电机2a的输出端传动连接；

第一轴承座2c，第一轴承座2c固定设置在第一滑块3f上；

第一轴承2d，第一轴承2d固定设置在第一轴承座2c内；

传动杆2e，传动杆2e插设在第一轴承2d中，传动杆2e与第一轴承2d传动连接，传动杆2e沿轴线设有通孔，传动杆2e的一端与水源相连通；

从动齿轮2f，从动齿轮2f固定设置在传动杆2e的一端，从动齿轮2f和主动齿轮2b相互啮合；

第二法兰2g，第二法兰2g固定设置在传动杆2e的另一端，第二法兰2g与传动杆2e固定连接，第二法兰2g沿轴线设有通孔。

具体的，第一轴承座2c用于支撑第一轴承2d，第一轴承2d用于支撑传动杆2e可以在第一滑块3f上沿轴线旋转，第二电机2a驱动主动齿轮2b旋转，主动齿轮2b带动从动齿轮2f旋转，从动齿轮2f带动与之相连的传动杆2e沿轴线旋转，传动杆2e驱动第二法兰2g旋转，第二法兰2g用于连接喷淋管1一端的第一法兰1b，水源通过传动杆2e及第二法兰2g传输至喷淋管1中，第二法兰2g带动喷淋管1沿轴线进行旋转，使喷淋管1可以多角度的对实验对象进行喷淋。

进一步的：

为了解决旋转驱动器2驱动喷淋管1一端旋转时，喷淋管1的另一端如何与机架可拆卸的转动连接的技术问题，如图6所示，提供以下技术方案：

旋转驱动器2还包括，

第二轴承座2i，第二轴承座2i设置在机架上；

第二轴承2h，第二轴承2h设置在第二轴承座2i上，第二轴承2h与第二轴承座2i固定连接；

连杆2j，连杆2j横向插设在第二轴承2h中，连杆2j与第二轴承2h传动连接；

第三法兰2k，第三法兰2k设置在连杆2j远离第二轴承2h的一端上，第三法兰2k与连杆2j传动连接。

具体的，第二轴承座2i用于支撑第二轴承2h，连杆2j用于连接第二轴承2h与第三法兰2k，使第三法兰2k可转动的设置于机架上，第三法兰2k用于连接第一法兰1b，使喷淋管1不与第二法兰2g连接的一端与机架可拆卸的传动连接。

进一步的：

为了解决喷淋管1在升降时可以保持水平状态技术问题，如图5所示，提供以下技术方案：

升降设备3还包括，

立柱3j，立柱3j设置在机架上；

第一滑轨3k，第一滑轨3k沿立柱3j高度方向设置在立柱3j上，第一滑轨3k与立柱3j固定连接；

第二滑块3m，第二滑块3m设置在第一滑轨3k上，第二滑块3m与第一滑块3f始终保持水平平行，第二滑块3m与第一滑轨3k滑动配合，第二滑块3m与第二轴承座2i固定连接。

具体的，立柱3j用于支撑第一滑轨3k，第一滑轨3k与第二滑块3m配合使第二轴承座2i可以在第一立柱3j上沿高度方向滑动，当第二电机2a驱动第一滑块3f上下移动时，第二滑块3m也会跟随第一滑块3f上下移动，从而实现喷淋管1保持水平上升或下降。

进一步的：

为了解决水源水压无法满足所需模拟雨雾环境的技术问题，如图1～3所示，提供以下技术方案：

试验装置还包括，

增压设备4，增压设备4固定设置在机架上，增压设备4的输入端与水源相连；

连接管5，连接管5设置在增压设备4的输出端，连接管5的一端与增压设备4的输出端固定连接，连接管5的另一端与传动杆2e可转动的连接。

具体的，增压设备4优选为增压水泵，增压设备4用于将水源的水压增压至试验所需水压，根据模拟雨雾环境不同对增压设备4的档位进行调节，需要增加雨量则控制增压设备4增加水源水压，反之减少水源水压，连接管5用于将调整压强后的水源传输至旋转驱动器2。

进一步的：

为了解决试验装置在旋转时的晃动会对试验结果产生影响的技术问题，如图1～5所示，提供以下技术方案：

试验装置还包括稳定机构6，稳定机构6包括，

第一底座6a，第一底座6a为长方体，第一底座6a设置在机架底面，第一底座6a的顶面与机架底面固定连接；

第二底座6b，第二底座6b为长方体，第二底座6b设置在立柱3j底面，第二底座6b的顶面与立柱3j底面固定连接；

第二滑轨6c，第二滑轨6c有两个，两个第二滑轨6c分别环绕设置在第一底座6a的侧面和环绕设置在第二底座6b的侧面；

第三滑块6d，第三滑块6d数量至少为八个，第三滑块6d设置在第二滑轨6c上，第一底座6a和第二底座6b每个侧面上的第二滑轨6c至少设置有一个第三滑块6d；

锁紧螺母6e，锁紧螺母6e数量至少为第三滑块6d的一倍，每个第三滑块6d上至少横向设置有一个锁紧螺母6e，锁紧螺母6e的侧面与第三滑块6d的侧面固定连接；

第二丝杆6f，第二丝杆6f数量与第三滑块6d数量相同，第二丝杆6f竖直插设在锁紧螺母6e内，第二丝杆6f与锁紧螺母6e螺纹连接；

橡胶支脚6g，橡胶支脚6g数量与第二丝杆6f数量相同，橡胶支脚6g设置在第二丝杆6f的底端，橡胶支脚6g与第二丝杆6f固定连接。

具体的，第三滑块6d和第二滑轨6c的滑动配合使底座的支撑点可以根据实验室地面的实际情况作出避让和调整，锁紧螺母6e和第二丝杆6f的配合可以根据地面高度的不同进行调整，使试验装置保持水平平行，橡胶支脚6g减少了因试验装置工作时产生的晃动导致的位移。

进一步的：

为了解决如果移动试验装置的技术问题，如图1所示，提供以下技术方案：

试验装置还包括，

第一万向轮7，第一万向轮7至少有四个，四个第一万向轮7中心对称的设置在第一底座6a的底面上，第一万向轮7的顶面与第一底座6a的底面固定连接；

第二万向轮8，第二万向轮8至少有四个，四个第二万向轮8中心对称的设置在第二底座6b的底面上，第二万向轮8的顶面与第二底座6b的底面固定连接。

具体的，当需要移动试验装置时，旋转第二丝杆6f，使橡胶支脚6g向上移动，底座从有橡胶支脚6g支撑改为由第一万向轮7及第二万向轮8支撑，当试验装置移动至所需位置后再旋转第二丝杆6f，使橡胶支脚6g向下移动，由橡胶支脚6g支撑完成对试验装置的移动。

进一步的：

为了解决水源中杂质多而造成的喷淋头1a堵塞或损坏增压设备4的技术问题，如图1～4所示，提供以下技术方案：

试验装置还包括，

前置过滤器9，前置过滤器9设置在增压设备4的输入端上，前置过滤器9的输出端与增压设备4的输入端固定连接。

具体的，前置过滤器9用于过滤水源，去除水源中泥沙、铁锈等大颗粒物质，减少水源中泥沙、铁锈等大颗粒物质对增压设备4的损坏和对喷淋头1a的堵塞。

进一步的：

为了解决增压设备4、旋转驱动器2和喷淋管1之间连接密封性的技术问题，如图10～14所示，提供以下技术方案：

第一法兰1b上设有第一槽1b1，第二法兰2g上设有第二槽2g1，连接管5与传动杆2e相连的一端设有第三槽5a，传动杆2e与连接管5相连的一端设有第四槽2e1，试验装置还包括，

密封圈10，密封圈10设置在第一槽1b1上，密封圈10分别于第一槽1b1和第二槽2g1间隙配合；

旋转密封11，旋转密封11设置在第三槽5a上，旋转密封11的内圈与第三槽5a固定连接，旋转密封11的外圈与第四槽2e1固定连接。

具体的，试验装置需要根据不同的试验要求更换不同规格的喷淋管1，第一法兰1b与第二法兰2g需要经常拆装，密封圈10增加了第一法兰1b与第二法兰2g之间的密封性，减少了因长期拆装的磨碎导致的漏液。试验装置在工作时，连接管5不会随着传动杆2e转动，旋转密封11用于增加连接管5与传动杆2e之间的密封性，减少因传动杆2e转动造成的漏液。

本发明的工作原理：

步骤一、工作人员调整稳定机构6使试验装置保持水平平行；

步骤二、升降设备3驱动旋转驱动器2移动至试验所需高度；

步骤三、工作人员根据试验所需的环境将相应规格的喷淋管1接入试验装置；

步骤四、增压设备4将水源水压增压至试验所需水压并通过连接管5、旋转驱动器2传输至喷淋管1；

步骤五、旋转驱动器2驱动喷淋管1旋转，喷淋管1将水源转换为试验所需形态喷淋在试验对象上，模拟出试验所需的雨雾环境。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明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发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。