本發(fā)明涉及一種角度可調(diào)式構(gòu)件結(jié)冰測量與徑流水收集裝置，屬于船舶與海洋結(jié)構(gòu)物結(jié)冰及防冰研究。

背景技術(shù)：

1、船舶及海洋結(jié)構(gòu)物在低溫海域航行或作業(yè)時(shí)極易出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，結(jié)冰量可達(dá)數(shù)百噸，積冰不僅會(huì)降低船舶穩(wěn)性，還會(huì)凍結(jié)甲板設(shè)備而影響正常作業(yè)，嚴(yán)重時(shí)威脅船上人員生命安全。船舶與海洋結(jié)構(gòu)物上層建筑結(jié)冰主要是由飛沫凍結(jié)引起，大量風(fēng)生或浪生飛沫在風(fēng)力及自身重力作用下運(yùn)動(dòng)，部分飛沫撞擊結(jié)構(gòu)物表面后凍結(jié)。船舶上層建筑表面結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件以板件為主，板件存在多種角度，不同角度的板件在接收飛沫量方面有所差異，從而導(dǎo)致最終結(jié)冰量也不同。因此，有必要開發(fā)海水飛沫結(jié)冰試驗(yàn)裝置，以探究船舶上層建筑表面板件結(jié)冰機(jī)理，從而掌握船舶掌握飛沫撞擊不同類型結(jié)構(gòu)物后的凍結(jié)、徑流機(jī)理，為提升船舶結(jié)冰預(yù)報(bào)方法準(zhǔn)確性、發(fā)展更高效防除冰技術(shù)提供數(shù)據(jù)支撐與科學(xué)指導(dǎo)。

2、現(xiàn)有海水飛沫結(jié)冰裝置中結(jié)冰構(gòu)件多為固定不動(dòng)的豎直圓柱體，無法模擬船舶上層建筑中大量分布的傾斜結(jié)構(gòu)表面結(jié)冰過程，而且不同高度海水飛沫團(tuán)中液滴直徑、速度均不同，進(jìn)而對結(jié)冰量造成影響，固定不動(dòng)的結(jié)冰構(gòu)件僅可獲得特定高度的結(jié)冰量，應(yīng)用有限。為此，亟需一種可調(diào)節(jié)角度的構(gòu)件結(jié)冰測量及徑流水收集裝置，以使結(jié)冰構(gòu)件可旋轉(zhuǎn)不同角度和調(diào)整不同高度，可覆蓋船舶上層建筑表面的絕大部分構(gòu)件。

3、現(xiàn)有其它技術(shù)領(lǐng)域中還有能夠?qū)崿F(xiàn)角度自動(dòng)調(diào)節(jié)的裝置，但是這類裝置一般需要驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)及電器線路等控制旋轉(zhuǎn)角度，當(dāng)將其應(yīng)用于結(jié)冰試驗(yàn)時(shí)，極易出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)位置、驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)和/或電器線路等結(jié)冰而導(dǎo)致無法操作的問題，因此，現(xiàn)有的能夠?qū)崿F(xiàn)角度自動(dòng)調(diào)節(jié)的裝置并不適用于海水飛沫結(jié)冰試驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明是為了解決上述技術(shù)問題，進(jìn)而提供了一種角度可調(diào)式構(gòu)件結(jié)冰測量與徑流水收集裝置。

2、本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

3、一種角度可調(diào)式構(gòu)件結(jié)冰測量與徑流水收集裝置，包括升降支架、徑流水收集容器及角度調(diào)節(jié)組件，其中，升降支架安裝在徑流水收集容器內(nèi)，待測構(gòu)件通過角度調(diào)節(jié)組件安裝在升降支架的頂端且通過升降支架實(shí)現(xiàn)高度方向的位置調(diào)節(jié)，

4、所述角度調(diào)節(jié)組件包括由內(nèi)向外同軸套裝的第一限位筒及第二限位筒，

5、第一限位筒為外圓內(nèi)方的筒狀結(jié)構(gòu)，第二限位筒為圓筒形結(jié)構(gòu)，升降支架的橫梁為矩形管狀結(jié)構(gòu)或矩形桿狀結(jié)構(gòu)，所述第一限位筒套裝在橫梁上，且第一限位筒的頂部內(nèi)壁與橫梁的頂部之間設(shè)置有第一重量傳感器，

6、第一限位筒上沿其周向分布有若干限位盲孔，且每個(gè)限位盲孔均沿第一限位筒徑向開設(shè)，第二限位筒上沿其周向分布有若干限位通孔，且若干限位盲孔與若干限位通孔沿第二限位筒徑向一一對應(yīng)布置，通過在對應(yīng)的限位通孔與限位盲孔內(nèi)插裝限位件實(shí)現(xiàn)兩個(gè)限位筒之間的周向限位，

7、待測構(gòu)件固裝在第二限位筒上。

8、進(jìn)一步地，第一限位筒與第二限位筒之間設(shè)置有伴熱帶。

9、進(jìn)一步地，待測構(gòu)件表面布置有一個(gè)或多個(gè)熱電偶。

10、進(jìn)一步地，徑流水收集容器底部設(shè)置有第二重量傳感器。

11、進(jìn)一步地，角度調(diào)節(jié)組件的外部設(shè)置有保溫層。

12、進(jìn)一步地，限位通孔和限位盲孔的數(shù)量均為12個(gè)且沿第一限位筒周向均布。

13、進(jìn)一步地，所述限位盲孔為螺紋孔。

14、進(jìn)一步地，待測構(gòu)件與第二限位筒之間通過安裝管固接。

15、進(jìn)一步地，所述升降支架包括兩個(gè)三角支架，每個(gè)三角支架上均豎向安裝有導(dǎo)軌，橫梁上下滑動(dòng)安裝在兩個(gè)導(dǎo)軌之間。

16、進(jìn)一步地，導(dǎo)軌外側(cè)罩設(shè)有防護(hù)罩。

17、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果：

18、本發(fā)明中通過設(shè)置角度調(diào)節(jié)組件以升降支架，實(shí)現(xiàn)待測構(gòu)件的角度變化和高度變化，獲取船舶上層建筑中不同迎風(fēng)位置處的結(jié)冰情況，解決傳統(tǒng)結(jié)冰裝置中僅可模擬單一方向（水平方向）來流的問題，避免調(diào)換多次待測構(gòu)件，有效提高試驗(yàn)效率。

19、本發(fā)明的角度可調(diào)式構(gòu)件結(jié)冰測量與徑流水收集裝置，可應(yīng)用于船舶典型結(jié)構(gòu)結(jié)冰試驗(yàn)，可在特定結(jié)冰條件下采集待測構(gòu)件的結(jié)冰信息（如冰厚等），其中待測構(gòu)件可為圓柱體或板件等其他船舶上層建筑典型構(gòu)件。

20、本發(fā)明的角度可調(diào)式構(gòu)件結(jié)冰測量與徑流水收集裝置，其角度調(diào)節(jié)組件為采用手動(dòng)調(diào)節(jié)，操作簡單方便，在低溫環(huán)境下，角度調(diào)節(jié)組件中的各組成結(jié)構(gòu)也不易損壞，使其更適用于海水飛沫結(jié)冰試驗(yàn)。

21、通過在第一限位筒與橫梁之間設(shè)置第一重量傳感器，以測得結(jié)冰試驗(yàn)過程中待測構(gòu)件表面結(jié)冰量變化。

技術(shù)特征：

1.一種角度可調(diào)式構(gòu)件結(jié)冰測量與徑流水收集裝置，其特征在于：包括升降支架（1）、徑流水收集容器（2）及角度調(diào)節(jié)組件（3），其中，升降支架（1）安裝在徑流水收集容器（2）內(nèi)，待測構(gòu)件（100）通過角度調(diào)節(jié)組件（3）安裝在升降支架（1）的頂端且通過升降支架（1）實(shí)現(xiàn)高度方向的位置調(diào)節(jié)，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種角度可調(diào)式構(gòu)件結(jié)冰測量與徑流水收集裝置，其特征在于：第一限位筒（31）與第二限位筒（32）之間設(shè)置有伴熱帶。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種角度可調(diào)式構(gòu)件結(jié)冰測量與徑流水收集裝置，其特征在于：待測構(gòu)件（100）表面布置有一個(gè)或多個(gè)熱電偶（6）。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種角度可調(diào)式構(gòu)件結(jié)冰測量與徑流水收集裝置，其特征在于：徑流水收集容器（2）底部設(shè)置有第二重量傳感器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種角度可調(diào)式構(gòu)件結(jié)冰測量與徑流水收集裝置，其特征在于：角度調(diào)節(jié)組件（3）的外部設(shè)置有保溫層。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種角度可調(diào)式構(gòu)件結(jié)冰測量與徑流水收集裝置，其特征在于：限位通孔（32-1）和限位盲孔（31-1）的數(shù)量均為12個(gè)且沿第一限位筒（31）周向均布。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種角度可調(diào)式構(gòu)件結(jié)冰測量與徑流水收集裝置，其特征在于：所述限位盲孔（31-1）為螺紋孔。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種角度可調(diào)式構(gòu)件結(jié)冰測量與徑流水收集裝置，其特征在于：待測構(gòu)件（100）與第二限位筒（32）之間通過安裝管（7）固接。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種角度可調(diào)式構(gòu)件結(jié)冰測量與徑流水收集裝置，其特征在于：所述升降支架（1）包括兩個(gè)三角支架（12），每個(gè)三角支架（12）上均豎向安裝有導(dǎo)軌，橫梁（11）上下滑動(dòng)安裝在兩個(gè)導(dǎo)軌之間。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種角度可調(diào)式構(gòu)件結(jié)冰測量與徑流水收集裝置，其特征在于：導(dǎo)軌外側(cè)罩設(shè)有防護(hù)罩（8）。

技術(shù)總結(jié)
一種角度可調(diào)式構(gòu)件結(jié)冰測量與徑流水收集裝置，屬于船舶與海洋結(jié)構(gòu)物結(jié)冰及防冰研究技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的飛沫結(jié)冰測量裝置中的待測構(gòu)件無法調(diào)節(jié)高度及角度，進(jìn)而導(dǎo)致無法覆蓋船舶上層建筑表面的絕大部分構(gòu)件的結(jié)冰測試的問題。待測構(gòu)件通過角度調(diào)節(jié)組件安裝在升降支架的頂端且通過升降支架實(shí)現(xiàn)高度方向的位置調(diào)節(jié)，通過在對應(yīng)的限位通孔與限位盲孔內(nèi)插裝限位件實(shí)現(xiàn)兩個(gè)限位筒之間的周向限位，待測構(gòu)件固裝在第二限位筒上。實(shí)現(xiàn)待測構(gòu)件的角度變化和高度變化，獲取船舶上層建筑中不同迎風(fēng)位置處的結(jié)冰情況，解決傳統(tǒng)結(jié)冰裝置中僅可模擬單一方向來流的問題，避免調(diào)換多次待測構(gòu)件，有效提高試驗(yàn)效率。

技術(shù)研發(fā)人員：王永魁,王慶,魯陽,薛彥卓,雷旺,王鍵偉,鞠磊,昝英飛,袁利毫
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱工程大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30