專利名稱：金屬建筑構件動態風荷載模擬試驗裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種金屬建筑構件動態風荷載模擬試驗裝置。
背景技術：
隨著科學技術的發展，各種各樣的現代建筑物展現在人們的面前，如玻璃墻體、金 屬體包裝等。目前又有許多新型建筑物采用金屬結構的屋面系統，尤其是鋼結構的建筑，其 屋面系統自然也采用金屬結構的屋面系統。復合式金屬屋面系統在各類工業、體育、娛樂、 展覽館、零售超市等建筑物中應用越來越廣泛。目前這類建筑物的現有金屬屋面系統通常 采用有內支撐固定件結構的金屬屋面板，以獲得美觀和穩固的使用要求；通過設置各種內 支撐固定件及各種扣件，還能夠獲得在屋面板與屋面之間存在一個靈活的安置空間來填充 隔音棉、保溫隔熱棉和透氣膜，以滿足人們對室內各種舒適性的要求。 金屬結構的建筑物尤其是金屬屋面的安穩性、耐氣候變化的能力諸如抗風壓、抗 雪壓、防滲漏等問題，直接影響到建筑物本身的安全和壽命，事關生活和生產。在整個金屬 屋面系統中，各種內支撐固定件及各種扣件是結構最薄弱的地方，因此，對金屬屋面系統而 言，對內支撐固定件、扣件及其所在節點的檢測是整個金屬屋面系統檢測和模擬試驗的重 點。目前，國內對金屬屋面系統的檢測手段有限，尤其對金屬屋面進行耐風壓模擬試驗和檢 測主要以大型設備為主，其主要測試的屋面板的性能指標，測試需要的試件尺寸大，如需要 7. 5mX2. 5m的試件進行測試，其不僅設備復雜，投資大，費用高，占地面積大，而且檢測工作 周期較長，效率不高，對于抗波動風壓的模擬及檢測效果不好。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種試件尺寸小、結構 緊湊、投資小、費用低、占地面積小、效率高、對波動風壓進行模擬及檢測效果好的金屬建筑 構件動態風荷載模擬試驗裝置。 本發明所采用的技術方案是本發明包括上箱體、下箱體、風機、換向閥、波動閥、 調節閥、控制裝置，所述上箱體與所述下箱體之間設有用于密封所述上箱體的密封件，所述 下箱體的頂部設有用于支撐試件的支撐裝置，所述換向閥的閥體內設有換向裝置，所述換 向閥包括閥門進風口、閥門出風口、第一閥門進出風口、第二閥門進出風口，所述風機的出 風口通過出風管與所述閥門進風口相連通，所述風機的進風口通過進風管與所述閥門出風 口相連通，所述第一 閥門進出風口與外界空氣相連通，所述第二閥門進出風口通過上箱體 風管與所述上箱體相連通，所述換向裝置處于第一換向狀態時，所述閥門進風口與所述第 一閥門進出風口相連通，所述閥門出風口與所述第二閥門進出風口相連通，所述換向裝置 處于第二換向狀態時，所述閥門進風口與所述第二閥門進出風口相連通，所述閥門出風口 與所述第一閥門進出風口相連通，所述波動閥接于所述上箱體風管上，所述調節閥接于所 述上箱體風管的一個支路上并與外界空氣相連通。 所述控制裝置包括PLC控制器、壓力傳感器、壓力變送器、交流變頻器、第一步進
4驅動器、第二步進驅動器，所述壓力傳感器位于所述上箱體內，所述壓力傳感器通過所述壓 力變送器與所述PLC控制器相連接，所述風機的電機通過所述交流變頻器與所述PLC控制 器相連接，所述波動閥通過所述第一步進驅動器與所述PLC控制器相連接，所述調節閥通 過所述第二步進驅動器與所述PLC控制器相連接。 所述控制裝置還包括上位機輸入輸出接口 ，所述上位機輸入輸出接口與所述PLC 控制器相連接以傳輸數據。 所述換向裝置為一閥片，所述換向閥的閥體內設有兩組限位擋塊，兩組所述限位 擋塊分別將所述閥片限位在所述第一換向狀態和所述第二換向狀態。 所述上箱體風管上設有伸縮軟接管，所述伸縮軟接管位于所述上箱體、所述下箱
體外，并將所述上箱體風管于所述上箱體及所述下箱體的出口連接。 所述上箱體上設有觀察窗。 所述上箱體的頂部設有把手。 所述下箱體的側面設有推桿。 所述下箱體的底部設有腳輪。 所述風機為高壓風機。 本發明的有益效果是由于本發明包括上箱體、下箱體、風機、換向閥、波動閥、調 節閥、控制裝置，所述上箱體與所述下箱體之間設有用于密封所述上箱體的密封件，所述下 箱體的頂部設有用于支撐試件的支撐裝置，所述換向閥的閥體內設有換向裝置，所述換向 閥包括閥門進風口、閥門出風口、第一閥門進出風口、第二閥門進出風口，所述風機的出風 口通過出風管與所述閥門進風口相連通，所述風機的進風口通過進風管與所述閥門出風口 相連通，所述第一閥門進出風口與外界空氣相連通，所述第二閥門進出風口通過上箱體風 管與所述上箱體相連通，所述換向裝置處于第一換向狀態時，所述閥門進風口與所述第一 閥門進出風口相連通，所述閥門出風口與所述第二閥門進出風口相連通，所述換向裝置處 于第二換向狀態時，所述閥門進風口與所述第二閥門進出風口相連通，所述閥門出風口與 所述第一閥門進出風口相連通，所述波動閥接于所述上箱體風管上，所述調節閥接于所述 上箱體風管的一個支路上并與外界空氣相連通，本發明通過所述風機、所述換向閥及相應
的風管構成正、負風壓系統，所述換向裝置處于第一換向狀態時，所述風機通過所述第二閥
門進出風口、所述閥門出風口將所述上箱體內的空氣吸入，然后通過所述風機的出風口、所
述閥門進風口、所述第一閥門進出風口排出，因此所述上箱體內為負壓狀態；所述換向裝
置處于第二換向狀態時，外界空氣通過所述第一閥門進出風口、所述閥門出風口被所述風
機吸入，然后通過所述風機的出風口、所述閥門進風口、所述第二閥門進出風口被送入所述
上箱體內，因此所述上箱體內為正壓狀態，通過所述換向裝置處于不同的換向狀態，使得所
述上箱體內為負壓或正壓的不同狀態，通過所述調節閥調節風量進而調節風壓的大小，再
通過所述波動閥使所述上箱體內的正壓或負壓進行波動變化，通過以上調節，能夠模擬實
際風壓的變化情況，因此更接近金屬建筑構件在實際使用中的情況，模擬和測試效果好，同
時，本發明各部件均集中于所述上箱體和所述下箱體內，所述上箱體和所述下箱體的尺寸
可以做得較小，因此試件的尺寸也可以較小，測試的費用低，故本發明試件尺寸小、結構緊
湊、投資小、費用低、占地面積小、效率高、對波動風壓進行模擬及檢測效果好； 由于本發明所述控制裝置包括PLC控制器、壓力傳感器、壓力變送器、交流變頻
5器、第一步進驅動器、第二步進驅動器，所述壓力傳感器位于所述上箱體內，所述壓力傳感 器通過所述壓力變送器與所述PLC控制器相連接，所述風機的電機通過所述交流變頻器與 所述PLC控制器相連接，所述波動閥通過所述第一步進驅動器與所述PLC控制器相連接，所 述調節閥通過所述第二步進驅動器與所述PLC控制器相連接，通過所述PLC控制器實時收 集所述上箱體的風壓數據并控制各閥門、風機的運行狀態，以達到程序設定的模擬狀態，故 本發明實時控制效果好，可根據實際需要自動模擬各種不同風壓狀況；
由于本發明所述控制裝置還包括上位機輸入輸出接口 ，所述上位機輸入輸出接口 與所述PLC控制器相連接以傳輸數據，用戶可通過筆記本電腦作為計算、調節的上位機，所 述PLC控制器作為下位機，實現動態風荷載的調節、波動、換向等全部動作，還具備自動控 制檢測過程、自動采集檢測數據，生成并打印檢測報表、歷史數據查詢等功能，故本發明自 動控制效果好，使用方便； 由于本發明所述上箱體風管上設有伸縮軟接管，所述伸縮軟接管位于所述上箱 體、所述下箱體外，并將所述上箱體風管于所述上箱體及所述下箱體的出口連接，使得所述 上箱體的安裝、連接及拆卸方便自如，故本發明使用方便。
圖1是本發明的整體結構示意圖； 圖2是本發明的換向閥及其連接部分的結構示意圖。
具體實施例方式
如圖1 、圖2所示，本發明包括上箱體1 、下箱體2 、風機4、換向閥5 、波動閥6 、調節 閥7、控制裝置，所述上箱體1與所述下箱體2之間設有用于密封所述上箱體1的密封件3， 所述上箱體1上設有觀察窗11，以便觀察所述上箱體1內的構件測試狀態，所述上箱體1的 頂部設有把手12，以便安裝、拆卸方便；所述下箱體2的頂部設有用于支撐試件的支撐裝置 21，所述下箱體2的側面設有推桿23，所述下箱體2的底部設有腳輪22，以便整個裝置移動 方便；所述換向閥5的閥體內設有換向裝置500，所述換向閥5包括閥門進風口a、閥門出風 口b、第一閥門進出風口c、第二閥門進出風口d，所述風機4的出風口通過出風管52與所述 閥門進風口 a相連通，所述風機4的進風口通過進風管51與所述閥門出風口 b相連通，所 述第一閥門進出風口 c與外界空氣相連通，所述第二閥門進出風口 d通過上箱體風管53與 所述上箱體l相連通，所述換向裝置500處于第一換向狀態時，所述閥門進風口a與所述第 一閥門進出風口 c相連通，所述閥門出風口b與所述第二閥門進出風口 d相連通，所述換向 裝置500處于第二換向狀態時，所述閥門進風口 a與所述第二閥門進出風口 d相連通，所述 閥門出風口b與所述第一閥門進出風口 c相連通，所述換向裝置500為一閥片，所述換向閥 5的閥體內設有兩組限位擋塊501，兩組所述限位擋塊501分別將所述閥片限位在所述第一 換向狀態和所述第二換向狀態；所述波動閥6接于所述上箱體風管53上，所述調節閥7接 于所述上箱體風管53的一個支路上并與外界空氣相連通，所述上箱體風管53上設有伸縮 軟接管54，所述伸縮軟接管54位于所述上箱體1 、所述下箱體2外，并將所述上箱體風管53 于所述上箱體1及所述下箱體2的出口連接，使得所述上箱體1的安裝、連接及拆卸方便自 如；所述風機4為高壓風機，以便提供足夠的模擬風壓。
所述控制裝置包括PLC控制器91、壓力傳感器81、壓力變送器82、交流變頻器41、 第一步進驅動器61、第二步進驅動器71、上位機輸入輸出接口9，所述壓力傳感器81位于所 述上箱體1內，所述壓力傳感器81通過所述壓力變送器82與所述PLC控制器91相連接， 所述風機4的電機通過所述交流變頻器41與所述PLC控制器91相連接，所述波動閥6通 過所述第一步進驅動器61與所述PLC控制器91相連接，所述調節閥7通過所述第二步進 驅動器71與所述PLC控制器91相連接。所述控制裝置還包括所述上位機輸入輸出接口 9 與所述PLC控制器91相連接以傳輸數據；通過所述PLC控制器91實時收集所述上箱體1 的風壓數據并控制各閥門、風機的運行狀態，以達到程序設定的模擬狀態，用戶還可通過筆 記本電腦作為計算、調節的上位機，所述PLC控制器91作為下位機，實現動態風荷載的調 節、波動、換向等全部動作，還具備自動控制檢測過程、自動采集檢測數據，生成并打印檢測 報表、歷史數據查詢等功能，因此本發明實時自動控制效果好，可根據實際需要自動模擬各 種不同風壓狀況，使用方便。 本發明通過所述風機4、所述換向閥5及相應的風管構成正、負風壓系統，所述換 向裝置500處于第一換向狀態時(即圖2所示的I-I位置)，所述風機4通過所述第二閥門 進出風口 d、所述閥門出風口b將所述上箱體l內的空氣吸入，然后通過所述風機4的出風 口、所述閥門進風口 a、所述第一閥門進出風口 c排出，因此所述上箱體1內為負壓狀態；所 述換向裝置500處于第二換向狀態(即圖2所示的II-II位置)時，外界空氣通過所述第 一閥門進出風口c、所述閥門出風口b被所述風機4吸入，然后通過所述風機4的出風口、所 述閥門進風口 a、所述第二閥門進出風口 d被送入所述上箱體1內，因此所述上箱體1內為 正壓狀態，通過所述換向裝置500處于不同的換向狀態，使得所述上箱體1內為負壓或正壓 的不同狀態，通過所述調節閥7調節風量進而調節風壓的大小，再通過所述波動閥6使所述 上箱體1內的正壓或負壓進行波動變化，通過以上調節，能夠模擬實際風壓的變化情況，因 此更接近金屬建筑構件在實際使用中的情況，模擬和測試效果好，同時，本發明各部件均集 中于所述上箱體1和所述下箱體2內，所述上箱體1和所述下箱體2的尺寸可以做得較小， 因此試件的尺寸也可以較小，實際試驗中，屋面板試件的尺寸可以小于lmXlm，并在屋面板 的適當位置設置若干構件，以位于中間的構件的測試結果較為準確，而且測試的費用低，綜 上所述，本發明試件尺寸小、結構緊湊、投資小、費用低、占地面積小、效率高、對波動風壓進 行模擬及檢測效果好。 以上僅以金屬屋面為例對本發明進行了闡述，本發明同樣適用于金屬幕墻構件的 動態風荷載模擬試驗檢測，因此，以上實施例不應看作是對本發明保護范圍的限制。
本發明可廣泛應用于金屬幕墻及屋面檢測領域。
權利要求
一種金屬建筑構件動態風荷載模擬試驗裝置，其特征在于包括上箱體(1)、下箱體(2)、風機(4)、換向閥(5)、波動閥(6)、調節閥(7)、控制裝置，所述上箱體(1)與所述下箱體(2)之間設有用于密封所述上箱體(1)的密封件(3)，所述下箱體(2)的頂部設有用于支撐試件的支撐裝置(21)，所述換向閥(5)的閥體內設有換向裝置(500)，所述換向閥(5)包括閥門進風口(a)、閥門出風口(b)、第一閥門進出風口(c)、第二閥門進出風口(d)，所述風機(4)的出風口通過出風管(52)與所述閥門進風口(a)相連通，所述風機(4)的進風口通過進風管(51)與所述閥門出風口(b)相連通，所述第一閥門進出風口(c)與外界空氣相連通，所述第二閥門進出風口(d)通過上箱體風管(53)與所述上箱體(1)相連通，所述換向裝置(500)處于第一換向狀態時，所述閥門進風口(a)與所述第一閥門進出風口(c)相連通，所述閥門出風口(b)與所述第二閥門進出風口(d)相連通，所述換向裝置(500)處于第二換向狀態時，所述閥門進風口(a)與所述第二閥門進出風口(d)相連通，所述閥門出風口(b)與所述第一閥門進出風口(c)相連通，所述波動閥(6)接于所述上箱體風管(53)上，所述調節閥(7)接于所述上箱體風管(53)的一個支路上并與外界空氣相連通。
2. 根據權利要求1所述的金屬建筑構件動態風荷載模擬試驗裝置，其特征在于所述 控制裝置包括PLC控制器(91)、壓力傳感器(81)、壓力變送器(82)、交流變頻器(41)、第 一步進驅動器(61)、第二步進驅動器(71)，所述壓力傳感器(81)位于所述上箱體(1)內， 所述壓力傳感器(81)通過所述壓力變送器(82)與所述PLC控制器(91)相連接，所述風機 (4)的電機通過所述交流變頻器(41)與所述PLC控制器(91)相連接，所述波動閥(6)通過 所述第一步進驅動器(61)與所述PLC控制器(91)相連接，所述調節閥(7)通過所述第二 步進驅動器(71)與所述PLC控制器(91)相連接。
3. 根據權利要求2所述的金屬建筑構件動態風荷載模擬試驗裝置，其特征在于所述 控制裝置還包括上位機輸入輸出接口 (9)，所述上位機輸入輸出接口 (9)與所述PLC控制器 (91)相連接以傳輸數據。
4. 根據權利要求1至3任意一項所述的金屬建筑構件動態風荷載模擬試驗裝置，其 特征在于所述換向裝置(500)為一閥片，所述換向閥(5)的閥體內設有兩組限位擋塊 (501)，兩組所述限位擋塊(501)分別將所述閥片限位在所述第一換向狀態和所述第二換 向狀態。
5. 根據權利要求1至3任意一項所述的金屬建筑構件動態風荷載模擬試驗裝置，其特 征在于所述上箱體風管(53)上設有伸縮軟接管(54)，所述伸縮軟接管(54)位于所述上 箱體(1)、所述下箱體(2)夕卜，并將所述上箱體風管(53)于所述上箱體(1)及所述下箱體 (2)的出口連接。
6. 根據權利要求1至3任意一項所述的金屬建筑構件動態風荷載模擬試驗裝置，其特 征在于所述上箱體(1)上設有觀察窗(11)。
7. 根據權利要求1至3任意一項所述的金屬建筑構件動態風荷載模擬試驗裝置，其特 征在于所述上箱體(1)的頂部設有把手(12)。
8. 根據權利要求1至3任意一項所述的金屬建筑構件動態風荷載模擬試驗裝置，其特 征在于所述下箱體(2)的側面設有推桿(23)。
9. 根據權利要求1至3任意一項所述的金屬建筑構件動態風荷載模擬試驗裝置，其特 征在于所述下箱體(2)的底部設有腳輪(22)。
10.根據權利要求1至3任意一項所述的金屬建筑構件動態風荷載模擬試驗裝置，其特征在于所述風機(4)為高壓風機。
全文摘要
本發明公開了一種金屬建筑構件動態風荷載模擬試驗裝置，包括上箱體(1)、下箱體(2)、密封件(3)、風機(4)、換向閥(5)、波動閥(6)、調節閥(7)、控制裝置，換向閥(5)內設換向裝置(500)，換向閥(5)包括閥門進風口、閥門出風口、第一閥門進出風口、第二閥門進出風口，風機(4)的出風口與閥門進風口相連通、進風口與閥門出風口相連通，第二閥門進出風口與上箱體(1)相連通，換向裝置(500)處于第一換向狀態時，閥門進風口與第一閥門進出風口相連通，閥門出風口與第二閥門進出風口相連通，換向裝置(500)處于第二換向狀態時，閥門進風口與第二閥門進出風口相連通，閥門出風口與第一閥門進出風口相連通。可應用于金屬幕墻及屋面檢測領域。
文檔編號G01M99/00GK101706376SQ20091017822
公開日2010年5月12日 申請日期2009年9月28日 優先權日2009年9月28日
發明者彭耀光 申請人:百安力鋼結構應用科技有限公司