[发明专利]列车撒砂器撒砂过程模拟实验装置及喷射效果检测方法

权利要求书

1.一种列车撒砂器撒砂过程模拟实验装置，其特征在于，包括机架（10）、模拟车轮（1）、模拟轨道（2）、待测试列车撒砂装置（4）、横风模拟装置（9）和用于观测砂流喷射行为的高速摄像机（6-1）；

模拟轨道（2）包括橡胶轮组（2-1）、套设于橡胶轮组（2-1）外的环形的同步钢带（2-2），橡胶轮组（2-1）通过主动轴（2-3）与从动轴（2-4）固定于机架（10）上，主动轴（2-3）通过变频电机（3）带动；

模拟车轮（1）固定在机架（10）上，与模拟轨道（2）滚动接触，所述变频电机（3）的输出端还设有齿轮对（7-1），齿轮对（7-1）的从动轮轴通过减速皮带（7-2）带动模拟车轮（1）旋转；

撒砂装置（4）固定在机架（10）上，工作时将砂粒通过气动调节装置（4-2）输送至喷嘴（4-3），经过喷嘴（4-3）喷射至模拟轮轨入口；模拟轮轨的出口处设有天平（8-2），用于收集通过模拟轮轨入口的砂粒；

所述高速摄像机（6-1）设置于模拟轮轨侧面，高度与模拟轮轨界面对齐，并与计算机（6-3）通讯连接，通过软件识别计算砂粒流速度及扩散角度参数；

横风模拟装置（9）设置于模拟轮轨的另一侧，用于产生的高速气流。

2.根据权利要求1所述的列车撒砂器撒砂过程模拟实验装置，其特征在于，所述气动调节装置（4-2）包括依次连接的风源（4-21）、塞门（4-22）、过滤阀（4-23）、电磁阀（4-24）、调压阀（4-25）和流量阀（4-26）；风源（4-21）为提供撒砂装置（4）所需空气压力，塞门（4-22）用于将撒砂装置（4）与风源（4-21）隔断，过滤阀（4-23）用于过滤空气中的水蒸气，电磁阀（4-24）实现自动换向的作用，提供自动控制功能；调压阀（4-25）和流量阀（4-26）调节不同的空气压力和流量，以研究不同气动参数对于撒砂过程的影响。

3.根据权利要求1所述的列车撒砂器撒砂过程模拟实验装置，其特征在于，所述喷嘴（4-3）通过位置调节装置（5）调节水平竖直位置和角度后固定；所述位置调节装置包括相互垂直滑动连接的水平标尺（5-1）和垂直标尺（5-2），及固定于水平标尺（5-1）一端的角度标尺（5-3）；通过垂直标尺（5-2）、水平标尺（5-1）和角度标尺（5-3）完成喷嘴（4-3）在水平竖直距离和角度三个自由度的调整，检测不同安装位置的撒砂效果。

4.根据权利要求1所述的列车撒砂器撒砂过程模拟实验装置，其特征在于，还包括编码器（6-2），码器（6-2）固定于主动轴（2-3）的另一端，用于检验矫正变频电机（3）的转速。

5.根据权利要求1所述的列车撒砂器撒砂过程模拟实验装置，其特征在于，还包括固定在机架（10）上的挡板（8-1），挡板（8-1）位于天平（8-2）上方，外边界与橡胶轮（2-1）相切，使通过模拟轮轨入口的砂顺利进入天平（8-2）。

6.一种采用权利要求1所述的列车撒砂器撒砂过程模拟实验装置进行颗粒喷射效果检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：固定待测试撒砂装置，将喷嘴通过定位装置固定，调节包括气体压力，流量、喷嘴位置及喷射角度在内的喷射参数；

步骤2：启动驱动变频电机以设定的模拟实际列车速度运行；

步骤3：启动横风模拟装置，调节装置横风风速至设定值，加入定量的砂粒；

步骤4：启动检测装置后，同时启动撒砂装置，记录撒砂喷射过程；

步骤5：停止试验后，将天平中收集的砂粒重量记录读数，与用砂总量比较计算利用率，通过根据高速摄像机摄像分析计算颗粒喷射速度、颗粒喷射轨迹。