技术领域
[0001] 本
发明涉及一种复合绝缘子伞裙表面性能试验机，特别是复合绝缘子伞裙表面覆冰试验机。
背景技术
[0002] 绝缘子是架空输电线路的重要组成部分，用于电气导体和设备的柔性或刚性支持并将导体和设备与地或其他
导线和设备进行绝缘隔离，因此，绝缘子的机械性能及电气性能影响了输电线路的安全稳定运行。绝缘子覆冰是给电
力系统造成严重破坏的原因之一，严重覆冰会导致输电线路绝缘子电气性能急剧下降，从而导致闪络故障的发生，甚至引起倒塔断杆等事故。目前一些研究单位都是利用大型的人工
气候室来研究整个绝缘子串的覆冰情况，还没有出现能够比较系统的研究单个绝缘子伞裙表面覆冰的试验机，而对于伞裙表面覆冰机理的试验研究，现有的人工气候室不能达到试验
精度的要求。因此需要设计处能够模拟绝缘子在不同湿度、
温度的结冰环境的实验设备，并记录下结冰的动态过程，以便后续研究。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供复合绝缘子伞裙表面覆冰试验机，此实验机能够用于研究复合绝缘子伞裙表面覆冰与周围
电场以及所处环境（温度、湿度）等条件之间的关系，通过实验得到相应的试验结果，给复合绝缘子伞裙表面覆冰机理的理论研究提供试验依据。
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：复合绝缘子伞裙表面覆冰试验机，其特征在于：它包括底座，所述底座的左端固定安装有蓄
水池，所述蓄水池通过管道与电磁控制
阀相连，所述电磁
控制阀还分别与
箱体上的进气孔以及
泵相连，泵的出口端连接泵管道；所述底座上固定安装有箱体，所述蓄水池与箱体外壁上的水池进水阀相连；所述底座的右端固定安装有空气
压缩机，所述空气压缩机与冷凝管相连，冷凝管固定安装在箱体的内部；所述箱体内部下表面的台阶上固定安装有
转轴玻璃罩，所述转轴玻璃罩的内部安装有用于调节待试验绝缘子倾斜
角度的倾角调节机构，在倾角调节机构的末端安装有用于夹持绝缘子的夹持机构，在夹持机构侧面的
支架上安装有用于定量注射液体的
注射器装置，所述注射器装置安装在注射器高度调节机构上，所述注射器装置与传动机构相连，所述夹持机构侧面的支架还安装有摄像装置，所述夹持机构内部安装有能够产生电场的电场发生装置。
[0005] 所述箱体前部安装有可绕轴转动的透明箱
门，前方下部安装有系统控制及显示装置，箱盖通过固定安装在箱体的顶部；所述箱体的背部与空气压缩机相对应的
位置安装有
散热窗；所述箱体采用双层中空结构，在其内层
侧壁上加工有多个箱体进气孔，在中空部分安装有隔
热层，在
隔热层之间形成排气通道；所述排气通道一端与箱体进气孔相连，另一端与泵管道相连；在箱体内部下表面上设置有回型排水槽，所述排水槽与蓄水池相连。
[0006] 所述倾角调节机构包括转轴底座，所述转轴底座固定安装在箱体的
底板上，并位于转轴玻璃罩的下方，所述转轴底座的顶部安装有转轴固定
块，所述转轴固定块和转轴底座内部可转动的安装有L型转轴，所述L型转轴的水平段上加工有用于轴向
定位的转轴定位台阶，所述转轴底座的一端设置有刻度盘，所述L型转轴的末端安装有转轴盘，在转轴盘的轮缘设置有转轴盘
指针，所述转轴盘指针与刻度盘相配合标识L型转轴的旋转角度，在转轴盘上加工有一圆形定位孔，所述定位孔上安装有转轴盘
锁紧轮，当拧紧转轴盘锁紧轮，能够阻止转轴盘和L型转轴转动。
[0007] 所述夹持机构包括连接块，所述连接块固定安装在倾角调节机构的L型转轴顶端，所述连接块的顶部一侧固定安装有夹具定块，在夹具定块的另一端铰接有夹具动块，所述夹具动块的另一边通过紧固螺钉与夹具定块可开合连接，并在其结合面处设置有夹具
弹簧。
[0008] 所述注射器装置包括注射器装置支架，所述注射器装置支架的固定安装在箱体小表面的台阶上，所述注射器装置支架的内侧壁上安装有摄像装置，注射器通过注射器卡片固定在注射器固定块的凹槽内，注射器
活塞杆一端插入注射器内部，另一端通过注射器活塞固定
螺母压紧在活塞移动滑块的凹槽内，注射器
活塞杆会随着活塞移动滑块而上下移动；活塞移动滑块上的第一V型面和注射器固定块内的第一配合V型面构成滑动配合，所述活塞移动滑块上的
螺纹孔与一号螺杆构成螺纹传动配合，所述一号螺杆穿过一号横梁中的孔延伸而下到注射器固定块上的孔内，两个一号螺杆螺母分别位于一号横梁上、下两端，用于限制一号螺杆的竖直运动，使一号螺杆只能转动。
[0009] 所述注射器活塞杆内部采用空心结构，在其下端设有中空的圆台，在圆台内部安装有活塞片，所述活塞片被活塞弹簧压向上部台肩处，活塞块通过螺钉安装在注射器活塞杆上，圆台底部加工有圆孔，注射器活塞杆内部的孔外接软管；所述软管固定在箱盖的顶部，软管的上端连接水管。
[0010] 所述注射器高度调节机构包括移动滑块，所述移动滑块固定安装在注射器固定块的固定台阶处，移动滑块上的第二V型面和注射器装置支架内的第二配合V型面相配合，使移动滑块只能在注射器装置支架内的第二配合V型面内上下滑动，所述移动滑块与二号螺杆配合处的圆弧面上加工有
内螺纹，并构成螺纹传动配合，二号横梁通过固定安装在注射器装置支架的顶部，二号螺杆穿过二号横梁中的孔延伸而下到注射器装置支架上的孔内，两个二号螺杆螺母分别位于二号横梁上下，用于限制二号螺杆在竖直方向上的运动，使二号螺杆只能转动；移动滑块和注射器装置支架前侧分别装有移动滑块刻度尺和支架刻度尺，两个刻度尺相互配合，所述二号螺杆的顶端穿过箱盖，并在其末端安装有旋钮，手动转动二号螺杆，调节注射器装置的注射器针尖到绝缘子伞裙表面的距离。
[0011] 所述传动机构包括
链轮箱，所述链轮箱固定在箱盖的顶部，所述链轮箱的顶部安装有链轮箱盖，在链轮箱盖的顶部
支撑安装有
电机，所述电机的
主轴与转动盘的转轴相连传递
扭矩，所述转动盘安装在链轮箱内部，在转动盘的外圆周上固定有方形撞块，所述方形撞块与固定在轮盘上端面的撞针相配合，在轮盘上位于方形撞块的下方设置有突出V块，所述突出V块与设置在链轮箱上的弹簧卡片配合，所述弹簧卡片前端的斜面与突出V块相配合，所述轮盘的转轴上还安装有主链轮；所述主链轮通过链条与变速链轮构成链传动，所述变速链轮中心圆孔内制有螺纹，并与一号螺杆外侧的螺纹相配合，构成螺旋传动配合，所述链条与变速机构相连；所述变速机构包括
曲柄，所述曲柄的尾部通过转轴安装在链轮箱内，并能够沿转轴滑动，在曲柄中间两轴上分别安装有一活动的小链轮，链条同时绕过两个小链轮，并且曲柄通过曲柄弹簧与链轮箱内壁相连；所述曲柄可绕其尾部的转轴转动，转动曲柄上的
手柄，手柄可沿着链轮箱盖上的弧形槽运动，逆
时针转动手柄的同时向下按或向外拔，即可使链条在变速链轮的链轮之间变动。
[0012] 所述箱体内部安装有温度
传感器和
湿度传感器，温度、湿度传感器分别与系统控制及显示装置相连，用于检测箱体内的温度和湿度，反馈给系统控制及显示装置，然后利用系统控制及显示装置调控箱体内的温度和湿度；所述电磁控制阀连接系统控制及显示装置，通过系统控制及显示装置可以控制电磁控制阀，使泵可以单独向箱体内注入
气化的水汽，也可以单独的向箱体内注入空气。
[0013] 任意一项覆冰试验机的试验方法，包括以下步骤：
[0014] 步骤一：将绝缘子伞裙放入一定浓度的酸或
碱溶液浸泡一段时间，以此来模拟不同区域条件下环境对绝缘子的
腐蚀情况；或者对伞裙表面进行人为的损坏，以此来模拟伞裙表面的损伤情况；然后将复合绝缘子切成段状的，每一段包含一个伞裙和一小段芯棒，形成绝缘子试样；
[0015] 步骤二：打开软管上的阀门，打开电机，使电机主轴反转，此时在主链轮、链条、变速链轮的作用下，一号螺杆反转，活塞移动滑块带动注射器活塞杆向上运动，实验液顶开活塞片，进入注射器内部，待实验液充满注射器后，关闭电机；
[0016] 步骤三：打开箱门，松开夹具上的紧固螺钉，在夹具弹簧的作用下，夹具定块和夹具动块分离，将处理后的绝缘子试样下端的芯棒安装夹具定块、夹具动块之间，拧紧紧固螺钉，即可夹紧绝缘子试样；
[0017] 步骤四：顺时针旋转转轴盘锁紧轮，根据实验所要求的绝缘子伞裙表面倾斜的角度，旋转转轴盘，通过转轴盘指针和刻度盘设定伞裙表面倾斜的角度，逆时针旋转转轴盘锁紧轮，固定L型转轴，防止其转动；
[0018] 步骤五：根据实验所要求的液滴到绝缘子伞裙表面的高度，旋转二号螺杆上的螺母，通过移动滑块刻度尺和支架刻度尺的相对位置的刻度来设定实验要求的高度，关闭箱门；
[0019] 步骤五：根据实验所要求的绝缘子伞裙表面覆冰的环境条件，通过系统控制及显示装置，设置箱体内部的温度；通过泵向箱体内部注入实验要求的水汽或者酸碱水雾，实验前通过水池进水阀向蓄水池加入实验所需的液体，模拟试验要求酸碱、湿度条件；
[0020] 步骤六：根据实验要求是否需要研究电场作用对复合绝缘子伞裙表面覆冰的影响，通过绝缘子试样夹持装置上产生电场的装置，操作者可以根据模拟的条件，控制系统控制及显示装置，选择加载一定值的电场或不加载电场；
[0021] 步骤七：打开摄像装置，记录复合绝缘子伞裙表面覆冰的过程，同时也可以通过人眼观察一些实验过程；
[0022] 步骤八：打开电机，使电机主轴正转，与主轴相连的转动盘边缘的方形状块撞击撞针，使轮盘在
惯性力的作用下旋转一周，待到轮盘上边缘上的突出V块转到弹簧卡片时，被弹簧卡片阻挡而停止转动，当转动盘边缘的方形状块转动一周后再次撞击撞针，轮盘再次转动一周，以此实现轮盘及其主链轮的间歇式运转；在主链轮、链条、变速链轮的作用下，一号螺杆正转，活塞移动滑块带动注射器活塞杆向下运动做间歇式的运动，使液滴等体积的从注射器针尖滴到绝缘子伞裙表面。
[0023] 本发明有如下有益效果：
[0024] 当需要对复合绝缘子伞裙表面进行覆冰试验时，首先将绝缘子切割成段，每一段的伞裙下有一段芯棒，夹具夹持芯棒来固定绝缘子试样，经一定浓度的酸、碱溶液浸泡或对其表面进行加工处理后安装在试验机上，在绝缘子夹具和转轴部分内部加载电场，控制试验机系统控制及显示装置，调节至实验所要求的温度、湿度、电场等条件，打开电机，注射器中的液滴，也可在注射其中加入不同液体，如酸性、碱性，会慢慢的一滴滴的滴到绝缘子伞裙表面，由于箱内的低温条件，落在处理条件不同的绝缘子表面，结冰的情况也不同，可通过摄像装置记录结冰的动态过程。
[0025] 可通过控制曲柄上的手柄，使链条工作在不同半径的变速链轮上，在主链轮转动一周的情况下，变速链轮转动的圈数会发生变化，与之
螺纹连接的一号螺杆的转动圈数也相应变化，从而影响活塞移动滑块及活塞下降的距离，以控制每滴液滴的大小；也可通过控制电机的速度来控制液滴滴落的速度。整个试验机的各个运动不存在互相干涉的情况。待该试验机完成试验后，观察绝缘子伞裙表面覆冰过程的记录，并分别将不同实验条件下的实验结果进行对比分析，以此来探究现实工况下各种因素对绝缘子伞裙表面覆冰的影响。
[0026] 上述试验机包括底座，底座的左端固定安装有蓄水池，蓄水池通过管道与电磁控制阀相连，同时电磁控制阀还分别与箱体上的进气孔以及泵相连，泵的出口端连接泵管道；箱体通过螺钉固定安装在底座上，蓄水池上有一管道与箱体上的水池进水阀相连；底座的右端通过螺钉安装有空气压缩机，空气压缩机通过管道和冷凝管相连，冷凝管固定安装在箱体上，箱体后部空气压缩机处安装有散热窗；通过上述结构设计可以向箱体内部不停地注入水汽或者空气，以保证试验所需要的湿度条件，同时也可不断地给箱体内部制冷，以保证试验所需要的温度条件。
[0027] 上述箱体前部安装有可绕轴转动的透明箱门，前方下部安装有系统控制及显示装置，箱盖通过螺钉固定安装在箱体的顶部；通过上述结构装置可以在观测箱体内部情况的同时，方便的调节实验所需要的条件。
[0028] 上述箱体内表面开有许多圆形的箱体进气孔，用于向箱体内部注入水汽或者空气；箱体内部下表面上制有回型排水槽，排水槽通过管道与蓄水池相连，可将内部使用完的水排回到蓄水池；箱体内部下表面上的台阶上通过螺钉固定安装有一转轴玻璃罩，以防止过
冷却水滴落在转轴玻璃罩下方的转动部件上结冰而影响转轴转动；通过上述结构装置可以为箱体内提供相应的湿度条件。
[0029] 上述箱体内部是中空的，中空部分安装了隔热层，隔热层中间制有排气通道，通道一端与箱体上的箱体进气孔相连，另一端与连接泵的泵管道相连，以便将空气或者水汽排进箱体内部；通过上述结构装置可以为箱体内部提供一个相对稳定的温度条件。
[0030] 上述箱体内部转轴玻璃罩下通过螺钉固定安装有转轴底座，转轴固定块与转轴底座才用螺钉连接，内部形成一个有定位槽的孔，转轴穿过其中，并且转轴上的转轴定位台阶与孔内部的定位槽配合，防止转轴在孔内沿着孔的方向移动；转轴底座左端有一刻度盘，转轴左端固定一个转轴盘，可随着转轴一起转动，转轴盘上转轴盘指针，当指针竖直向上时，转轴右端竖直向上；转轴盘上有一圆形定位孔，与转轴盘锁紧轮前端的螺钉配合，当拧紧转轴盘锁紧轮，可防止转轴盘和转轴转动；通过上述结构装置可以控制绝缘子伞裙倾斜的角度，便于研究水滴与表面作用角度对覆冰机理的影响。
[0031] 上述转轴右端竖直部分固定连接有连接块，连接块左边固定安装有夹具定块，夹具动块一边通过
铰链与夹具定块相连，夹具动块可绕铰链转动；夹具动块另一端可通过紧固螺钉与夹具定块相连，相接面上制有孔，内部装有夹具弹簧；当拧紧紧固螺钉时，绝缘子伞裙下的圆形芯棒被牢牢地夹紧在夹具定块、夹具动块的圆形孔内；当拧松紧固螺钉时，在夹具弹簧的作用下，夹具定块、夹具动块
接触面分开，便于取出绝缘子伞裙；通过上述结构装置可以方便的将绝缘子试样固定在试验机上。
[0032] 上述注射器装置支架通过螺钉固定安装在箱体内部下表面的台阶上，注射器装置支架中部安装有摄像装置，摄像装置恰好对准绝缘子伞裙；通过上述结构装置可以记录绝缘子伞裙表面覆冰的整个过程，便于后面对比分析。
[0033] 上述注射器通过注射器卡片固定在注射器固定块上的凹槽内，注射器活塞杆一端插入注射器内，一端通过注射器活塞固定螺母压紧在活塞移动滑块内的凹槽里，注射器活塞杆会随着活塞移动滑块而上下移动；活塞移动滑块上的第一V型面和注射器固定块内的第一配合V型面相配合，使活塞移动滑块只能在注射器固定块内的第一配合V型面内上下滑动，活塞移动滑块与一号螺杆配合处的圆弧面上制有螺纹，与一号螺杆采用螺纹连接；一号横梁通过螺钉固定安装在注射器固定块上，一号螺杆穿过一号横梁中的孔延伸而下到注射器固定块上的孔内，两个一号螺杆螺母分别位于一号横梁上下，用于限制一号螺杆在活塞移动滑块内的竖直运动，使一号螺杆只能转动；通过上述结构装置可以实现注射器活塞杆相对于注射器的运动，以使液滴从注射器滴出；同时一号横梁上的螺母可以防止一号螺杆活塞移动滑块内移动。
[0034] 上述移动滑块固定安装在注射器固定块的固定台阶处，移动滑块上的第二V型面和注射器装置支架内的第二配合V型面相配合，使移动滑块的只能在注射器装置支架内的第二配合V型面内上下滑动，移动滑块与二号螺杆配合处的圆弧面上制有螺纹，与二号螺杆采用螺纹连接；二号横梁通过螺钉固定安装在注射器装置支架上，二号螺杆穿过二号横梁中的孔延伸而下到注射器装置支架上的孔内，两个二号螺杆螺母分别位于二号横梁上下，用于限制二号螺杆在竖直方向上的运动，使二号螺杆只能转动；移动滑块和注射器装置支架前侧分别装有移动滑块刻度尺和支架刻度尺，两个刻度尺相互配合；通过上述结构装置可以使整个注射器固定装置相对于支架的运动，以调节注射器针尖到伞裙表面的高度，来研究液滴高度对覆冰状况的影响。
[0035] 上述软管通过螺母固定在装在箱盖在，软管的下端连接注射器活塞杆内的孔，软管的上端连接水管；链轮箱固定安装在箱盖上，一号螺杆穿过箱盖、链轮箱、链轮箱盖上的孔，延伸到外面；链轮箱盖通过螺钉固定安装在链轮箱上，电机的支撑架安装在链轮箱盖上；通过上述结构装置可以方便的向注射器内添加液体，而不需要取下注射器加液。
[0036] 上述变速链轮安装在链轮箱内的相应位置，变速链轮中心圆孔内制有螺纹，与一号螺杆外侧的螺纹相配合，形成螺旋配合；主链轮和轮盘一起固定与一旋转上，并安装在链轮箱内的相应位置；曲柄尾部的转轴安装在链轮箱内相应位置，曲柄中间两轴上分别安装一活动的小链轮，并且曲柄通过曲柄弹簧与链轮箱内壁相连；变速链轮、主链轮、两个小链轮通过链条相连；通过上述结构装置可以实现主链轮带动变速链轮的运动。
[0037] 上述转动盘固定在转轴上，并安装在链轮箱的相应位置，转轴另一端与电机主轴相连，且转动盘圆周伸出一方形撞块；轮盘圆周边制有一突出V块，链轮箱上安装有弹簧卡片，弹簧卡片前端的斜面与突出V块面相配合；轮盘上突出V块的上方有一撞针。
[0038] 上述箱体内安装有温度传感器和湿度传感器，温度、湿度传感器分别与系统控制及显示装置相连，用于检测箱体内的温度和湿度，反馈给系统控制及显示装置，然后利用系统控制及显示装置调控箱体内的温度和湿度；通过上述结构装置可以方便的控制箱体内的温度、湿度，来提供相应的实验环境。
[0039] 上述水池进水阀连接
自来水管，打开进水阀即可向蓄水池内注入水以供后续使用；通过上述结构装置可以给箱体添加水汽以保持适度，也可在蓄水池内加入事先配好的特殊溶液，添加到箱体内部，来模拟特殊环境如雾霾、酸雨下的覆冰试验。
[0040] 上述电磁控制阀连接系统控制及显示装置，通过系统控制及显示装置可以控制电磁控制阀，使泵可以单独向箱体内注入气化的水汽，也可以单独的向箱体内注入空气；通过上述结构装置可以为箱体内部保持湿度。
[0041] 上述注射器正悬于绝缘子伞裙上方中心位置，可旋转二号螺杆上的旋钮，来调节注射器针尖到绝缘子伞裙表面的距离，同时可通过移动滑块和注射器装置支架前侧的移动滑块刻度尺和支架刻度尺的相对移动距离，来标量注射器针尖到绝缘子伞裙的高度。
[0042] 上述转轴盘的转轴盘指针指向刻度盘，拧松转轴盘锁紧轮，转动转轴盘，绝缘子伞裙会倾斜，通过转轴盘指针在刻度盘的位置，即可读出绝缘子伞裙倾斜的角度，然后拧紧转轴盘锁紧轮，防止转轴转动。
[0043] 上述所述绝缘子伞裙的夹具定块、转轴、连接块内部安装有电场发生装置，电场发射装置也通过系统控制及显示装置控制；通过加载电场能够对复合绝缘子进行模拟电场下的覆冰试验研究。
[0044] 上述注射器活塞杆内部是空心的，当注射器内部注有水时，注射器活塞杆向下运动时，水压会将活塞片压向上部‘台肩’处；当注射器内的水用完后，打开软管上的阀门，并使注射器活塞杆向上运动时，注射器活塞杆内部充满水，水压会顶开活塞片，使水进入到注射器内部；软管连接自来水管；通过上述结构装置可以方便的向注射器内添加液体。
[0045] 上述曲柄可绕其尾部的转轴转动，转动曲柄上的手柄，手柄可沿着链轮箱盖上的弧形槽运动，逆时针转动手柄的同时向下按或向外拔，即可使链条在变速链轮的链轮之间变动；通过上述结构装置可以实现变速链轮之间的切换，已达到改变注射器针尖滴出液滴大小的目的。
[0046] 上述轮盘上突出V块转到弹簧卡片处，会被弹簧卡片挡住而不动，此时撞针也转到弹簧卡片的正上方；当转动盘边缘的方形撞块转到撞针处时，撞击撞针，使轮盘在惯性力的作用下转动，也带动链轮、链条转动，当轮盘上的突出V块转到弹簧卡片处会停止转动；通过上述结构装置可以实现主链轮、变速链轮的间歇式运动，给液滴一定的时间使其有充足的时间从针尖上滴落下来。
附图说明
[0047] 下面结合附图和
实施例对本发明作进一步说明。
[0048] 图1为本发明整体结构示意图。
[0049] 图2为本发明内部结构示意图。
[0050] 图3为本发明背部局部的示意图。
[0051] 图4为本发明制冷装置及局部放大结构示意图。
[0052] 图5为本发明排气孔道局部的示意图。
[0053] 图6为本发明内部整体结构的示意图。
[0054] 图7为本发明倾角调节机构结构示意图。
[0055] 图8为本发明夹持机构结构示意图。
[0056] 图9为本发明注射器支座装置的示意图。
[0057] 图10为本发明注射器装置及其运动配合结构的局部放大示意图。
[0058] 图11为本发明注射器活塞局部的示意图。
[0059] 图12为本发明注射器高度调节机构及其运动配合结构的局部放大示意图。
[0060] 图13为本发明顶端局部的示意图。
[0061] 图14为本发明链轮箱内部结构的示意图。
[0062] 图15为本发明变速控制曲柄部分的示意图。
[0063] 图16为本发明轮盘卡锁结构的局部示意图。
[0064] 图中：箱门1、系统控制及显示装置2、箱体3、箱盖4、水池进水阀5、底座6、箱体进气孔7、排水槽8、转轴玻璃罩9、冷凝管10、进气孔11、散热窗12、泵13、泵管道14、蓄水池15、空气压缩机16、电磁控制阀17、排气通道18、隔热层19、绝缘子伞裙20、注射器装置支架21、摄像装置22、转轴盘23、转轴盘指针23-1、转轴盘锁紧轮24、转轴固定块25、L型转轴26、转轴定位台阶26-1、刻度盘27、转轴底座28、夹具动块29、夹具定块30、夹具弹簧31、连接块32、紧固螺钉33、注射器固定块34、注射器35、一号螺杆螺母36、注射器活塞固定螺母37、注射器活塞杆38、注射器卡片39、一号螺杆40、一号横梁41、活塞移动滑块42、活塞块43、活塞片44、活塞弹簧45、二号螺杆螺母46、移动滑块刻度尺47、移动滑块48、二号螺杆49、二号横梁50、支架刻度尺51、软管52、链轮箱盖53、电机54、链轮箱55、变速链轮56、曲柄弹簧57、曲柄58、链条59、主链轮60、轮盘61、转动盘62、小链轮63、弹簧卡片64。
具体实施方式
[0065] 下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
[0066] 参见图1-16，复合绝缘子伞裙表面覆冰试验机，它包括底座6，底座6的左端固定安装有蓄水池15，蓄水池15通过管道与电磁控制阀17相连，同时电磁控制阀17还分别与箱体3上的进气孔11以及泵13相连，泵13的出口端连接泵管道14；箱体3通过螺钉固定安装在底座6上，蓄水池15上有一管道与箱体3上的水池进水阀5相连；底座6的右端通过螺钉安装有空气压缩机16，空气压缩机16通过管道和冷凝管10相连，冷凝管固定安装在箱体3上，箱体3后部空气压缩机16处安装有散热窗12。
[0067] 参考图1，所述箱体3前部安装有可绕轴转动的透明箱门1，前方下部安装有系统控制及显示装置2，箱盖4通过螺钉固定安装在箱体3的顶部。
[0068] 参考图2，所述箱体3内表面开有许多圆形的箱体进气孔7，用于向箱体内部注入水汽或者空气；箱体3内部下表面上制有回型排水槽8，排水槽8通过管道与蓄水池15相连，可将内部使用完的水排回到蓄水池15；箱体3内部下表面上的台阶上通过螺钉固定安装有一转轴玻璃罩9，以防止
过冷却水滴落在转轴玻璃罩9下方的转动部件上结冰而影响转轴转动。
[0069] 参考图5，所述箱体3内部是中空的，中空部分安装了隔热层19，隔热层19中间制有排气通道18，排气通道18一端与箱体3上的箱体进气孔7相连，另一端与连接泵13的泵管道14相连，以便将空气或者水汽排进箱体内部。
[0070] 参考图6、7，所述箱体3内部转轴玻璃罩9下安装有倾角调节机构，所述倾角调节机构包括转轴底座28，转轴固定块25与转轴底座28才用螺钉连接，内部形成一个有定位槽的孔，L型转轴26穿过其中，并且L型转轴26上的转轴定位台阶26-1与孔内部的定位槽配合，防止L型转轴26在孔内沿着孔的方向移动；转轴底座28左端有一刻度盘27，L型转轴26左端固定一个转轴盘23，可随着转轴一起转动，转轴盘上转轴盘指针23-1，当指针竖直向上时，L型转轴26右端竖直向上；转轴盘23上有一圆形定位孔，与转轴盘锁紧轮24前端的螺钉配合，当拧紧转轴盘锁紧轮24，可防止转轴盘23和L型转轴26转动。
[0071] 参考图8，所述L型转轴26右端竖直部分固定连接有夹持机构，所述夹持机构包括连接块32，连接块32左边固定安装有夹具定块30，夹具动块29一边通过铰链与夹具定块30相连，夹具动块29可绕铰链转动；夹具动块29另一端可通过紧固螺钉33与夹具定块30相连，相接面上制有孔，内部装有夹具弹簧31；当拧紧紧固螺钉33时，绝缘子伞裙20下的圆形芯棒被牢牢地夹紧在夹具定块30、夹具动块29的圆形孔内；当拧松紧固螺钉33时，在夹具弹簧31的作用下，夹具定块30、夹具动块29接触面分开，便于取出绝缘子伞裙20。
[0072] 参考图9，所述注射器装置支架21通过螺钉固定安装在箱体3内部下表面的台阶上，注射器装置支架21中部安装有摄像装置22，摄像装置22恰好对准绝缘子伞裙22。
[0073] 参考图10，注射器装置包括注射器35，所述注射器35通过注射器卡片39固定在注射器固定块34上的凹槽内，注射器活塞杆38一端插入注射器35内，一端通过注射器活塞固定螺母37压紧在活塞移动滑块42内的凹槽里，注射器活塞杆38会随着活塞移动滑块42而上下移动；活塞移动滑块42上的第一V型面42-1和注射器固定块34内的第一配合V型面34-2相配合，使活塞移动滑块42只能在注射器固定块34内的第一配合V型面34-2内上下滑动，活塞移动滑块42与一号螺杆40配合处的圆弧面上制有螺纹，与一号螺杆采用螺纹连接；一号横梁41通过螺钉固定安装在注射器固定块34上，一号螺杆40穿过一号横梁41中的孔延伸而下到注射器固定块34上的孔内，两个一号螺杆螺母36分别位于一号横梁41上下，用于限制一号螺杆40的竖直运动，使一号螺杆40只能转动。
[0074] 参考图11，所述注射器活塞杆38内部是空心的，下端有一个中空的圆台，圆台内部装有一活塞片44，活塞片44被活塞弹簧45压向上部，台肩处，活塞块43通过螺钉安装在注射器活塞杆38上，圆台底部开有一圆型的孔，注射器活塞杆38内部的孔外接软管52。
[0075] 参考图12，所述注射器高度调节机构包括移动滑块48，所述移动滑块48固定安装在注射器固定块34的固定台阶34-1处，移动滑块48上的第二V型面48-1和注射器装置支架21内的第二配合V型面21-1相配合，使移动滑块48的只能在注射器装置支架21内的第二配合V型面21-1内上下滑动，移动滑块48与二号螺杆49配合处的圆弧面上制有螺纹，与二号螺杆49采用螺纹连接；二号横梁50通过螺钉固定安装在注射器装置支架21上，二号螺杆49穿过二号横梁50中的孔延伸而下到注射器装置支架21上的孔内，两个二号螺杆螺母46分别位于二号横梁50上下，用于限制二号螺杆49在竖直方向上的运动，使二号螺杆49只能转动；移动滑块48和注射器装置支架21前侧分别装有移动滑块刻度尺47和支架刻度尺51，两个刻度尺相互配合。
[0076] 参考图13，所述软管52通过螺母固定在装在箱盖4在，软管52的下端连接注射器活塞杆38内的孔，软管52的上端连接水管；链轮箱55固定安装在箱盖4上，一号螺杆40穿过箱盖4、链轮箱55、链轮箱盖53上的孔，延伸到外面；链轮箱盖53通过螺钉固定安装在链轮箱55上，电机54的支撑架安装在链轮箱盖53上。
[0077] 参考图14、15，所述传动机构包括的变速链轮56安装在链轮箱55内的相应位置，变速链轮56中心圆孔内制有螺纹，与一号螺杆40外侧的螺纹相配合，形成螺旋配合；主链轮60和轮盘61一起固定与一旋转上，并安装在链轮箱55内的相应位置；曲柄58尾部的转轴安装在链轮箱55内相应位置，曲柄58中间两轴上分别安装一活动的小链轮63，并且曲柄58通过曲柄弹簧57与链轮箱55内壁相连；变速链轮56、主链轮60、两个小链轮63通过链条59相连。
[0078] 参考图16，所述转动盘62固定在转轴上，并安装在链轮箱的相应位置，转轴另一端与电机54主轴相连，且转动盘62圆周伸出方形撞块62-1；轮盘61圆周边制有突出V块61-2，链轮箱55上安装有弹簧卡片64，弹簧卡片64前端的斜面与突出V块61-2面相配合；轮盘61上突出V块61-2的上方有撞针61-1。
[0079] 进一步的，所述箱体3内安装有温度传感器和湿度传感器，温度、湿度传感器分别与系统控制及显示装置2相连，用于检测箱体3内的温度和湿度，反馈给系统控制及显示装置2，然后利用系统控制及显示装置2调控箱体3内的温度和湿度。
[0080] 进一步的，所述水池进水阀5连接自来水管，打开进水阀即可向蓄水池15内注入水以供后续使用。
[0081] 进一步的，所述电磁控制阀17连接系统控制及显示装置2，通过系统控制及显示装置2可以控制电磁控制阀17，使泵13可以单独向箱体3内注入气化的水汽，也可以单独的向箱体3内注入空气。
[0082] 参见图6，所述注射器35正悬于绝缘子伞裙20上方中心位置，可旋转二号螺杆49上的旋钮49-1，来调节注射器35针尖到绝缘子伞裙20表面的距离，同时可通过移动滑块48和注射器装置支架21前侧的移动滑块刻度尺47和支架刻度尺51的相对移动距离，来标量注射器35针尖到绝缘子伞裙20的高度。
[0083] 参见图7，所述转轴盘23的转轴盘指针23-1指向刻度盘27，拧松转轴盘锁紧轮24，转动转轴盘23，绝缘子伞裙20会倾斜，通过转轴盘指针23-1在刻度盘27的位置，即可读出绝缘子伞裙20倾斜的角度，然后拧紧转轴盘锁紧轮24，防止L型转轴26转动。
[0084] 进一步的，所述绝缘子伞裙20的夹具定块30、L型转轴26、连接块32内部安装有电场发生装置，电场发射装置也通过系统控制及显示装置2控制。
[0085] 参见图11，所述注射器活塞杆38内部是空心的，当注射器35内部注有水，注射器活塞杆38向下运动时，水压会将活塞片44压向上部台肩处；当注射器35内的水用完后，打开软管52上的阀门，并使注射器活塞杆38向上运动时，注射器活塞杆38内部充满水，水压会顶开活塞片44，使水进入到注射器35内部；软管52连接自来水管。
[0086] 参见图13，所述曲柄58可绕其尾部的转轴转动，转动曲柄58上的手柄58-1，手柄58-1可沿着链轮箱盖53上的弧形槽运动，逆时针转动手柄58-1的同时向下按或向外拔，即可使链条59在变速链轮56的链轮之间变动。
[0087] 参见图16，所述轮盘61上突出V块61-2转到弹簧卡片64处，会被弹簧卡片64挡住而不动，此时撞针61-1也转到弹簧卡片64的正上方；当转动盘62边缘的方形撞块62-1转到撞针61-1处时，撞击撞针61-1，使轮盘61在惯性力的作用下转动，也带动链轮、链条转动，当轮盘61上的突出V块61-2转到弹簧卡片64处会停止转动。
[0088] 本发明的装置具体工作过程：
[0089] 步骤一：将绝缘子伞裙20放入一定浓度的酸或碱溶液浸泡一段时间，以此来模拟不同区域条件下环境对绝缘子的腐蚀情况；或者对伞裙表面进行人为的损坏，以此来模拟伞裙表面的损伤情况；然后将复合绝缘子切成段状的，每一段包含一个伞裙和一小段芯棒，形成绝缘子试样。
[0090] 步骤二：打开软管52上的阀门，打开电机54，是电机主轴反转，此时在主链轮60、链条59、变速链轮56的作用下，一号螺杆40反转，活塞移动滑块42带动注射器活塞杆38向上运动，实验液顶开活塞片44，进入注射器35内部，待实验液充满注射器35后，关闭电机54。
[0091] 步骤三：打开箱门1，松开夹具上的紧固螺钉33，在夹具弹簧31的作用下，夹具定块30和夹具动块29分离，将处理后的绝缘子试样下端的芯棒安装夹具定块30、夹具动块29之间，拧紧紧固螺钉33，即可夹紧绝缘子试样。
[0092] 步骤四：顺时针旋转转轴盘锁紧轮24，根据实验所要求的绝缘子伞裙表面倾斜的角度，旋转转轴盘23，通过转轴盘指针23-1和刻度盘27设定伞裙表面倾斜的角度，逆时针旋转转轴盘锁紧轮24，固定L型转轴26，防止其转动。
[0093] 步骤五：根据实验所要求的液滴到绝缘子伞裙表面的高度，旋转二号螺杆49上的螺母49-1，通过移动滑块刻度尺47和支架刻度尺51的相对位置的刻度来设定实验要求的高度；关闭箱门1。
[0094] 步骤五：根据实验所要求的绝缘子伞裙表面覆冰的环境条件，通过系统控制及显示装置2，设置箱体3内部的温度；通过泵13向箱体3内部注入实验要求的水汽或者酸碱水雾实验前通过水池进水阀5向蓄水池15加入实验所需的液体，模拟试验要求酸碱、湿度条件。
[0095] 步骤六：根据实验要求是否需要研究电场作用对复合绝缘子伞裙表面覆冰的影响，通过绝缘子试样夹持装置上产生电场的装置，操作者可以根据模拟的条件，控制系统控制及显示装置2，选择加载一定值的电场或不加载电场。
[0096] 步骤七：打开摄像装置22，记录复合绝缘子伞裙表面覆冰的过程，同时也可以通过人眼观察一些实验过程。
[0097] 步骤八：打开电机54，使电机5主轴正转，与主轴相连的转动盘62边缘的方形状快62-1撞击撞针61-1，使轮盘61在惯性力的作用下旋转一周，待到轮盘61上边缘上的V块61-2转到弹簧卡片64时，被弹簧卡片64阻挡而停止转动，当转动盘62边缘的方形状快62-1转动一周后再次撞击撞针61-1，轮盘61再次转动一周，以此实现轮盘61及其主链轮60的间歇式运转；在主链轮60、链条59、变速链轮56的作用下，一号螺杆40正转，活塞移动滑块42带动注射器活塞杆38向下运动做间歇式的运动，使液滴等体积的从注射器35针尖滴到绝缘子伞裙表面。主链轮60运转一周，变速链轮56转过一定的角度，与变速链轮56采用螺纹配合的一号螺杆旋转，而与一号螺杆采用螺旋配合的活塞移动滑块42在竖直方向上做间歇式向下运动固定高度，注射器活塞杆38也间歇式的向下运动相同的高度，以此来控制从注射器35滴出液滴的体积，也可为液滴提供足够的时间使其滴落下来。
[0098] 根据相关实验安排和实验效果，绝缘子伞裙在覆冰试验机中试验达到预期时间或表面已结冰后，停止试验机，并取下绝缘子并进行各项绝缘子伞裙表面覆冰结果的测试。
[0099] 本发明的装置具体工作原理：
[0100] 当需要对复合绝缘子伞裙表面进行覆冰试验研究时，首先将绝缘子经一定浓度的酸、碱溶液浸泡或对其表面进行人工处理后加工成段状的绝缘子伞裙20，在注射器35内装满实验液例如：水、酸或碱溶液，将绝缘子伞裙20安装在试验机上，通过调节转轴盘23来调整绝缘子伞裙表面倾斜的角度，调节二号螺杆49来控制注射器35针尖到伞裙表面的高度；控制系统控制及显示装置2设定箱体3内的温度、湿度、酸性、中性、碱性水雾，以及是否打开夹具装置内部的加载电场，打开电机54，与主轴相连的转动盘62边缘的方形状快62-1撞击撞针61-1，使轮盘61在惯性力的作用下旋转一周，在主链轮60、链条59、变速链轮56的作用下，一号螺杆40正转，活塞移动滑块42带动注射器活塞杆38向下运动做间歇式的运动，使液滴等体积的从注射器35针尖滴到绝缘子伞裙表面；同时打开摄像装置22，记录液滴在绝缘子伞裙表面结冰的过程。
[0101] 主链轮60、变速链轮56、链条59、一号螺杆、二号螺杆、活塞移动滑块42和移动滑块48可以根据实际需要进行尺寸设计，实现一定的
传动比，整个试验机的各个运动不存在互相干涉的情况。待该试验机完成试验后，观察绝缘子伞裙表面的覆冰厚度、冰生长特性，通过实验记录的视频分析结冰的时间以及每个时间段覆冰的状况，并分别将不同实验条件下的实验结果进行对比分析，以此来探究现实工况下各种因素对绝缘子伞裙表面覆冰状况的影响。
[0102] 本发明的优点：
[0103] 1、绝缘子伞裙下面的夹持装置能够安全的对绝缘子加载电场，可以模拟电场作用下绝缘子伞裙表面的覆冰过程。
[0104] 2、该试验机可以为实验提供低温、湿度条件，同时还可以模拟各种腐蚀性的环境例如：酸、碱性。
[0105] 3、该试验机可以控制绝缘子伞裙表面的倾斜度，从而控制液滴与绝缘子伞裙表面接触时的倾角，从而分析不同倾角对液滴在伞裙表面覆冰的影响。
[0106] 4、该试验机可以控制液滴初始位置距离绝缘子伞裙表面的高度，从而分析不同高度，也可转化为液滴接触伞裙表面时刻的速度，对液滴在伞裙表面覆冰的影响。
[0107] 5、该试验机通过变换变速链轮直径的链轮，可以实现控制液滴体积的大小，从而分析不同高体积大小液滴对液滴在伞裙表面覆冰的影响。
[0108] 6、该试验机通过控制电机转速可以控制液滴滴落的速度，从而分析不同滴速液滴对液滴在伞裙表面覆冰的影响。
[0109] 7、该试验机给注射器添加液体也十分方便，不用取下注射器加满液体，在安装回去。
[0110] 8、该试验机相较于人工气候实验室，它耗能少，占用空间小，省时省力，操作简单。
[0111] 通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及
修改都在本发明的保护范围之内。本发明的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。
