一种多区带海洋环境综合模拟试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种多区带海洋环境综合模拟试验装置，试样架设于环境试验舱主体内，与动力系统连接，并在动力系统驱动下做旋转及升降动作。动力系统中，水平接触器及与之匹配的升降电机位置固定，垂直接触器及与之匹配的内外传动轴变速器、内外传动轴旋转电机随内外传动轴的升降一起动作，外传动轴上连有试样架，内传动轴上连有同轴反转螺旋桨。本发明专利技术内外传动轴的旋转及升降动作由与之匹配的电机控制，实现同步升降、独立旋转，并分别带动试样架和同轴反转螺旋桨。结合大气环境模拟系统和溶液环境模拟系统，实现多区带海洋环境的自动控制和模拟试验，同时综合多种试验功能于一体，满足热带海洋环境下材料腐蚀和老化性能的快速测试和有效评价。

A comprehensive simulation test device for multi zone marine environment

The invention provides a multi zone and marine environment comprehensive simulation test device, which is mounted on the main body of the environmental test chamber, connected with the power system, and rotates and lifts under the driving of the power system. In the power system, the level of contactor and matched with the lifting motor fixed position, vertical contactor and matching with the inner and outer driving shaft gearbox, transmission shaft and rotary motor with inner and outer driving shaft of the lift moves, the outer shaft is connected with the sample frame, conveying shaft connected with a coaxial propeller. The rotation and lifting actions of the transmission shaft inside and outside of the invention are controlled by the motor which is matched with it, so as to realize synchronous lifting and independent rotation, and drive the sample rack and the coaxial reversing propeller respectively. Combined with the atmospheric environment simulation system and the solution environment simulation system, the automatic control and simulation test of the multi zone marine environment is realized. At the same time, a variety of test functions are integrated to meet the fast testing and effective evaluation of the corrosion and aging properties of materials in the tropical marine environment.

【技术实现步骤摘要】
一种多区带海洋环境综合模拟试验装置
本专利技术属于环境试验与观测
，涉及材料腐蚀与老化性能的室内模拟试验，以及试验环境的监测和控制技术，特别是一种多区带海洋环境的综合模拟试验装置。
技术介绍
海洋蕴藏着丰富的物产和资源，同时它也是全球经贸往来的重要航道。随着人类对海洋开发和利用的不断深入，海洋装备和设施的失效问题日益凸显。特别是热带海域，如我国南海、印度洋等，由于这些海域有着风大浪急、温度高、湿度高、盐度高、太阳辐照强等严酷的气候特点，装备和设施的海洋环境腐蚀和老化耐受性面临严峻的考验。开展材料在特定海洋环境下的腐蚀和老化试验是积累材料适应性数据，掌握其失效规律的必要手段。尽管实海试验能够真实、准确的反应材料的实际环境效应，但存在试验周期长、工作量大、投入成本高的缺点。因此，设计开发一种多区带海洋环境综合模拟试验装置，可为材料腐蚀和老化性能的快速测试和有效评价提供技术手段。海洋环境区带包括大气区、飞溅区、潮差区和全浸区等，其环境条件具有各自的特征，试验装置需能够对各个区带环境特征分别进行准确的模拟。专利CN104155233B公开了一种模拟浪花飞溅区的试验装置，通过包覆了吸水材料包覆层的浪花生成装置的旋转产生飞溅溶液颗粒。专利CN102680385B公开了一种海洋飞溅环境模拟试验装置，采用了喷头和飞溅板模拟飞溅效果。专利CN2421640Y设计的模拟海洋环境试验装置特征在于箱体内部设置造波器，造波器有一板，通过偏心轮带动下的往复运动造浪，利用试片在试片架上的安装位置，实现不同海洋区带的模拟。专利CN103091236A通过蓄水箱和腐蚀水箱中液位的潮汐控制模拟潮差区。专利CN202494622U公开了一种用于模拟潮差环境的加速腐蚀试验装置，借助试样架的垂直升降周期和频率的控制实现间浸效果。专利CN106124394A提出了一种模拟海洋环境加速腐蚀试验装置，利用边缘带齿的叶轮叶片旋转拍打试验介质产生浪花并搅拌液体运动，通过腐蚀试验箱内液位、叶片转速、试样架高度的综合调节，实现飞溅区、潮差区、全浸区的同时模拟。上述专利所述的装置存在的缺陷为：在模拟各海洋区带环境时方法过于简单、机械，所揭示的试验规律与实际环境下的相关性不高；忽略了环境盐度、紫外辐照、海风、海水流动等影响材料腐蚀和老化性能的关键因素，不能准确模拟热带海洋环境特征；功能单一，除模拟各区带海洋环境试验外，无法实现高温高湿、盐雾、紫外辐照、冲刷腐蚀试验功能。
技术实现思路
本专利技术为克服现有环境试验装置和技术的缺陷，旨在提供一种多区带海洋环境综合模拟试验装置，实现多区带海洋环境的自动控制和模拟试验，同时综合高温高湿、盐雾、紫外辐照、冲刷腐蚀试验功能于一体，满足热带海洋环境下材料腐蚀和老化性能的快速测试和有效评价。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多区带海洋环境综合模拟试验装置，包括：用于形成独立封闭空间的环境试验舱主体、位于环境试验舱主体内的试样架、位于环境试验舱主体外部上方的动力系统；所述环境试验舱主体上部为大气环境试验舱，下部为溶液环境试验舱，环境试验舱主体内上下对应设置大气环境模拟系统、溶液环境模拟系统，大气环境试验舱设置了带有观察窗的舱门；所述试样架轴向竖直设于环境试验舱主体内，与动力系统连接，并在动力系统驱动下做旋转及升降动作；所述动力系统包括内外传动轴、水平接触器、垂直接触器、接触转换器、升降电机、内外传动轴变速器、内外传动轴旋转电机；在环境试验舱主体外部，内外传动轴与水平接触器和垂直接触器相连，水平接触器及与之匹配的升降电机位置固定，垂直接触器及与之匹配的内外传动轴变速器、内外传动轴旋转电机随内外传动轴的升降一起动作，内外传动轴在升降和旋转动作间的切换由水平接触器、垂直接触器和接触转换器实现；内外传动轴竖直伸入环境试验舱主体内，并在外传动轴上连有试样架，内传动轴上、试样架的下方连有同轴反转螺旋桨，其顶层叶片与内传动轴直接相连，底层叶片设置在与内传动轴相连的圆盘上，且底层叶片倾斜角度大于顶层叶片；双层叶片的传动轴间由一组行星齿轮连接，实现反向旋转；内外传动轴的旋转及升降动作由与之匹配的电机控制，实现同步升降、独立旋转，并分别带动试样架和同轴反转螺旋桨。可选地，所述大气环境模拟系统包括：用于调节舱内温度和干燥试样的加热风机和通风风机；安装于大气环境试验舱外的用于调节舱内相对湿度或模拟盐雾环境的雾化泵；设置于大气环境试验舱上的用于将雾化溶液送入大气环境试验舱的雾化喷头，雾化喷头与所述雾化泵相连，雾化泵由环境试验舱主体外的去离子水舱或补给液舱或同时由上述两舱抽取溶液，通过液体阀门控制抽液方式和抽液量；用于监测舱内温度和相对湿度、并辅助控制加热风机、通风风机和雾化泵启停的大气温度计和湿度计；上述大气环境模拟系统中，所述去离子水舱用于存放去离子水，舱壁上下分别设置进水阀门和排水阀门；所述补给液舱用于存放补给试验溶液，舱壁上下分别设置进液阀门和排液阀门。可选地，所述补给液舱外设置有液位指示窗，一方面显示补给液液位高度，另一方面显示补给液浊度，用于判断是否需补充或更换补给液。可选地，所述溶液环境模拟系统包括：用于调节溶液温度的加热管；安装于溶液环境试验舱外部的用于调节溶液溶氧量的气泵；设置于溶液环境试验舱上的用于将氧气或氮气或其混合气体泵入溶液环境试验舱的气孔，气孔与所述气泵相连，气泵由混气瓶抽气，混气瓶与氧气和氮气相连，通过气体阀门控制进气方式和进气量；用于监测溶液温度和溶氧量、并辅助控制加热管及气泵、气体阀门启闭的溶液温度计和溶氧量计。可选地，所述试样架侧面设置若干安装杆，安装杆上设置一组带有套管的L型支座，支座上设置有绝缘隔套；支座末端设置螺纹，试样通过螺母固定在支座末端；支座套管可绕安装杆旋转，且支座套管和安装杆上开有多个固定螺孔，调整好支座的安装角度后，通过螺栓将支座固定在安装杆上。可选地，所述试样架为圆台形，通过斜撑杆固定于外传动轴上。可选地，所述外传动轴下部设有环绕外传动轴的水下UV-LED灯组，满足紫外辐照试验的需要，特别是实现了对浅表海水下的紫外辐照的模拟。可选地，所述环境试验舱主体上増设限位器，内传动轴和外传动轴穿过限位器安装于环境试验舱主体上，限位器控制内传动轴和外传动轴的升降行程，使试样架按需要达到所需的大气试验高度、飞溅试验高度或浸润试验高度。可选地，所述溶液环境试验舱上设抽水口，通过水泵与补给液舱相连，水泵在泵出溶液环境试验舱底部溶液的同时，也抽走舱底的腐蚀产物沉渣，保证试验舱的清洁；溶液环境试验舱与补给液舱相邻的舱壁上部设置连通阀门；溶液环境试验舱侧壁设有浮球液位传感器，辅助控制水泵和连通阀门的开启和关闭。可选地，所述补给液舱靠近舱底处设置滤液格栅，将抽入的腐蚀产物沉渣隔离在舱底，而滤液可与补给液混合，循环使用；补给液舱底设计为向排液阀门倾斜的坡面，便于腐蚀产物沉渣的排出。可选地，所述环境试验舱主体最外层为隔热保温层，内层采用一体式聚四氟乙烯内衬。可选地，所述环境试验舱主体外设置有控制面板，用于试验程序的预设和各元器件的运行状态指示，实现试验流程的自动控制。试验程序采用模式化的设置方式，包括大气区试验模式、高温高湿试验模式、飞溅区试验模式、潮差区试验模式、全浸区试验模式和冲刷腐蚀试验模式。可选地，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多区带海洋环境综合模拟试验装置，其特征在于，包括：用于形成独立封闭空间的环境试验舱主体、位于环境试验舱主体内的试样架、位于环境试验舱主体外部上方的动力系统；所述环境试验舱主体上部为大气环境试验舱，下部为溶液环境试验舱，环境试验主体内上下对应设置大气环境模拟系统、溶液环境模拟系统；所述试样架轴向竖直设于环境试验舱主体内，与动力系统连接，并在动力系统驱动下做旋转及升降动作；所述动力系统包括内外传动轴、水平接触器、垂直接触器、接触转换器、升降电机、内外传动轴变速器、内外传动轴旋转电机，在环境试验舱主体外部，内外传动轴与水平接触器和垂直接触器相连，水平接触器及与之匹配的升降电机位置固定，垂直接触器及与之匹配的内外传动轴变速器、内外传动轴旋转电机随内外传动轴的升降一起动作，内外传动轴在升降和旋转动作间的切换由水平接触器、垂直接触器和接触转换器实现；内外传动轴竖直伸入环境试验舱主体内，并在外传动轴上连有试样架，内传动轴上、试样架的下方连有同轴反转螺旋桨，该同轴反转螺旋桨的底层叶片倾斜角度大于顶层叶片，且两叶片旋转方向相反；内外传动轴的旋转及升降动作由与之匹配的电机控制，实现同步升降、独立旋转，并分别带动试样架和同轴反转螺旋桨。...

【技术特征摘要】
1.一种多区带海洋环境综合模拟试验装置，其特征在于，包括：用于形成独立封闭空间的环境试验舱主体、位于环境试验舱主体内的试样架、位于环境试验舱主体外部上方的动力系统；所述环境试验舱主体上部为大气环境试验舱，下部为溶液环境试验舱，环境试验主体内上下对应设置大气环境模拟系统、溶液环境模拟系统；所述试样架轴向竖直设于环境试验舱主体内，与动力系统连接，并在动力系统驱动下做旋转及升降动作；所述动力系统包括内外传动轴、水平接触器、垂直接触器、接触转换器、升降电机、内外传动轴变速器、内外传动轴旋转电机，在环境试验舱主体外部，内外传动轴与水平接触器和垂直接触器相连，水平接触器及与之匹配的升降电机位置固定，垂直接触器及与之匹配的内外传动轴变速器、内外传动轴旋转电机随内外传动轴的升降一起动作，内外传动轴在升降和旋转动作间的切换由水平接触器、垂直接触器和接触转换器实现；内外传动轴竖直伸入环境试验舱主体内，并在外传动轴上连有试样架，内传动轴上、试样架的下方连有同轴反转螺旋桨，该同轴反转螺旋桨的底层叶片倾斜角度大于顶层叶片，且两叶片旋转方向相反；内外传动轴的旋转及升降动作由与之匹配的电机控制，实现同步升降、独立旋转，并分别带动试样架和同轴反转螺旋桨。2.根据权利要求1所述的一种多区带海洋环境综合模拟实验装置，其特征在于，所述大气环境模拟系统包括：用于调节舱内温度和干燥试样的加热风机和通风风机；安装于大气环境试验舱外的用于调节舱内相对湿度或模拟盐雾环境的雾化泵；设置于大气环境试验舱上的用于将雾化溶液送入大气环境试验舱的雾化喷头，雾化喷头与所述雾化泵相连，雾化泵由环境试验舱主体外的去离子水舱或补给液舱或同时由上述两舱抽取溶液，通过液体阀门控制抽液方式和抽液量；用于监测舱内温度和相对湿度、并辅助控制加热风机、通风风机和雾化泵启停的大气温度计和湿度计；上述大气环境模拟系统中，所述去离子水舱用于存放去离子水，舱壁上下分别设置进水阀门和排水阀门；所述补给液舱用于存放补给试验溶液，舱壁上下分别设置进液阀门和排液阀门。3.根据权利要求1或2所述的一种多区带海洋环境综合模拟实验装置，其特征在于，所述溶液环境模拟系统包括：用于调节溶液温度的加热管；安装于溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：范林，郭为民，侯健，孙明先，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七二五研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37