CN103962191A - 一种高低温湿热低气压试验箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环境试验仪器技术领域，具体地说是一种高低温湿热低气压试验箱，包括箱体、加热系统、制冷系统、真空系统、电气柜和电气系统，箱体前端面设有箱门，箱门上设有观察窗，箱门与箱体密封连接，箱体内上部设有加热系统和真空室，真空室内安装有样品架，加热系统、制冷系统、真空系统分别由线路连接电气系统，还包括加湿系统，加湿系统设置在箱体内真空室外，加湿系统通过管道与真空室内部相连通，管道上设有电动阀，加湿系统、电动阀分别由线路连接电气系统；本发明同现有技术相比，集湿度、高低温、低气压于一体，能够最大限度地发挥试验箱的功能，从而模拟更加复杂真实的试验环境，提高了被试产品试验的准确性。

Description

一种高低温湿热低气压试验箱

[技术领域]

本发明涉及环境试验仪器技术领域，具体地说是一种高低温湿热低气压试验箱。

[背景技术]

目前，真空试验箱在生产生活中，应用范围越来越广泛，随着科技的发展，对试验箱的要求也越来越高，市场上比较常见的真空试验箱主要存在以下问题或不足：

(1)温度范围比较窄，只有单纯的高温或低温；

(2)一般只有温度和压力指标，不能做湿热试验；

(3)当在不同的温变范围做试验或在不同压力做试验时，由于承压层发生微少变形，使马达产生偏心，从而会不同程度地产生噪音；

(4)没有汽水分离装置，在做湿度时水气容易凝结在抽气管路中，会产生生锈，腐蚀真空泵，从而使真空泵油变质等问题。

[发明内容]

本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种高低温湿热低气压试验箱，集湿度、高低温、低气压于一体，能够最大限度地发挥试验箱的功能，从而模拟更加复杂真实的试验环境，提高了被试产品试验的准确性。

为实现上述目的设计一种高低温湿热低气压试验箱，包括箱体、加热系统、制冷系统、真空系统、电气柜和电气系统，所述箱体前端面设有箱门，所述箱门上设有观察窗，所述箱门与箱体密封连接，所述箱体内上部设有加热系统和真空室，所述真空室内安装有样品架，所述加热系统、制冷系统、真空系统分别由线路连接电气系统，还包括加湿系统，所述加湿系统设置在箱体内真空室外，所述加湿系统通过管道与真空室内部相连通，所述管道上设有电动阀，所述加湿系统、电动阀分别由线路连接电气系统。

所述加湿系统包括水箱、水槽和电加热管，所述水槽通过管道连接水箱，所述电加热管安装在水槽的内壁上，所述水槽内设有水位传感器，所述水槽设置在箱体内真空室后部，所述电加热管、水位传感器分别由线路连接电气系统。

所述箱体内设有空气调节系统，所述空气调节系统包括循环马达、磁流体传动轴和风鼓，所述循环马达安装在真空室顶端外部，所述风鼓安装在真空室内，所述循环马达的输出端由联轴器连接磁流体传动轴，所述磁流体传动轴与风鼓相连，所述磁流体传动轴下端连接有真空波纹管，所述磁流体传动轴密封连接真空室，所述循环马达由线路连接电气系统。

所述真空系统包括真空泵和真空阀门，所述真空泵安装在箱体内真空室下方，所述真空阀门安装在真空泵的真空管路上，所述真空泵的吸气口通过管道连接冷凝器，所述冷凝器通过管道连接真空室内部，所述真空泵与冷凝器之间的管道上安装有汽水分离器，所述真空泵、真空阀门由线路连接电气系统。

所述真空室内设置有温度传感器、湿度传感器、压力传感器和放气阀，所述温度传感器、湿度传感器、压力传感器、放气阀分别由线路连接电气系统。

所述制冷系统包括压缩机、冷凝器和蒸发器，所述压缩机、冷凝器、蒸发器分别安装在箱体内真空室后部，所述蒸发器通过管道连接冷凝器，所述冷凝器通过管道连接压缩机，所述压缩机由线路连接电气系统。

所述加热系统包括加热器和不锈钢紧固件，所述加热器通过不锈钢紧固件安装在真空室内风鼓的下方，所述加热器为镍铬合金丝电加热管，所述加热器由线路连接电气系统。

所述箱体的侧面连接有电气柜，所述电气柜正面设有控制面板，所述电气系统设置在控制面板的后侧，所述电气系统包括真空控制器、配电盘、变压器和温度传感器显示仪，所述电气系统由线路连接控制面板上的按键控制区。

所述箱体包括外箱和内箱，所述外箱采用钢板外表面喷塑制成，所述内箱采用不锈钢板制成，所述外箱与内箱之间设有保温层，所述保温层采用聚氨脂泡沫塑料发泡而成，所述内箱的内表面设有承压板。

所述箱门上设有转轮式门把手，所述电气柜正面设有手动放气阀，所述真空室后部安装有排风扇。

本发明同现有技术相比，具有如下优点：

(1)可以全范围地做温湿度试验，真空系统不会受水蒸汽的影响，且集湿度、高低温、低气压于一体，能够最大限度地发挥试验箱的功能，从而模拟更加复杂真实的试验环境，提高了被试产品试验的准确性；

(2)轴孔的内胆外胆由真空波纹管连接，由于磁流体传动轴是安装在一个真空波纹管上，从而抽真空时，即使内外胆受压，产生微少的变形，都会被真空波纹管所吸收，实现了无论在何种压力下，循环马达的轴心始终保持在垂直状态，不会产生偏心，不会产生噪音；

(3)顶出风方式，从机器底部吸冷空气进行冷却，从机器顶部排出热空气，符合热气上升的自然规律，达到最佳的冷却效果，同时最大程度地缩小了安装空间，使机器的外尺寸及美观性达到质的飞跃，且该风冷方式能够方便设备移动维修；

(4)马达传动采用水冷式磁流体进行密封，并配备有循环式电机冷却水箱，在初次安装后，一次加水可以用很长的时间，能够很好地节约水资源，同时方便了用户的日常使用。

[附图说明]

图1是本发明正面的结构示意图；

图2是本发明左侧的内部结构示意图；

图3是本发明右侧的内部结构示意图；

图4是本发明中箱体内下部的俯视示意图；

图5是本发明中箱体内上部的俯视示意图；

图中：1、箱体 2、电气柜 3、箱门 4、观察窗 5、真空室 6、样品架 7、电动阀 8、水箱 9、水槽 10、电加热管 11、循环马达 12、磁流体传动轴 13、风鼓 14、真空波纹管 15、真空泵 16、温度传感器 17、湿度传感器 18、压缩机 19、冷凝器 20、蒸发器 21、加热器 22、控制面板 23、真空控制器 24、配电盘 25、变压器 26、温度传感器显示仪 27、转轮式门把手 28、手动放气阀 29、排风扇 30、马达罩 31、电动阀二 32、电机冷却水箱 33、真空泵排气管 34、加水翻斗 35、排水电磁阀 36、冷却水泵 37、箱内灯。

[具体实施方式]

下面结合附图对本发明作以下进一步说明：

如附图1至附图5所示，本发明包括：箱体1、加热系统、制冷系统、真空系统、电气柜2和电气系统，箱体前端面设有箱门3，箱门上设有观察窗4，箱门与箱体密封连接，箱体内上部设有加热系统和真空室5，真空室内安装有样品架6，加热系统、制冷系统、真空系统分别由线路连接电气系统，还包括加湿系统，加湿系统设置在箱体内真空室外，加湿系统通过管道与真空室内部相连通，管道上设有电动阀7，加湿系统、电动阀分别由线路连接电气系统；该加湿系统包括水箱8、水槽9和电加热管10，水槽通过管道连接水箱，电加热管安装在水槽的内壁上，水槽内设有水位传感器，水槽设置在箱体内真空室后部，电加热管、水位传感器分别由线路连接电气系统。

本发明中，箱体内设有空气调节系统，空气调节系统包括循环马达11、磁流体传动轴12和风鼓13，循环马达外围设有马达罩30，循环马达安装在真空室顶端外部，风鼓安装在真空室内，循环马达的输出端由联轴器连接磁流体传动轴，磁流体传动轴与风鼓相连，磁流体传动轴下端连接有真空波纹管14，该真空波纹管为不锈钢波纹软管，磁流体传动轴密封连接真空室，循环马达由线路连接电气系统，其中，磁流体传动轴通过水管连接电机冷却水箱32，该电机冷却水箱设置在真空室下方真空泵处。

本发明中，真空系统包括真空泵15和真空阀门，真空泵安装在箱体内真空室下方，真空阀门安装在真空泵的真空管路上，真空泵的吸气口通过管道连接冷凝器，冷凝器通过管道连接真空室内部，真空泵与冷凝器之间的管道上安装有汽水分离器，真空泵、真空阀门由线路连接电气系统；真空室内设置有温度传感器16、湿度传感器17、压力传感器和放气阀，温度传感器、湿度传感器、压力传感器、放气阀分别由线路连接电气系统。

本发明中，制冷系统包括压缩机18、冷凝器19和蒸发器20，压缩机、冷凝器、蒸发器分别安装在箱体内真空室后部，蒸发器通过管道连接冷凝器，冷凝器通过管道连接压缩机，压缩机由线路连接电气系统；其中，压缩机采用欧美原装进口法国泰康压缩机，复叠制冷；冷媒采用非氟环保冷媒，如美国杜邦R404A+R23；冷凝器为带翅片高效风冷式冷凝器，蒸发器为高效内螺纹管蒸发器，制冷系统配件包含意大利进口电磁阀、丹佛斯膨胀阀、蒸发压力调节阀等。加热系统包括加热器21和不锈钢紧固件，加热器通过不锈钢紧固件安装在真空室内风鼓的下方，加热器为镍铬合金丝电加热管，加热器由线路连接电气系统。

箱体的侧面连接有电气柜，电气柜正面设有控制面板22，电气系统设置在控制面板的后侧，电气系统包括真空控制器23、配电盘24、变压器25和温度传感器显示仪26，电气系统由线路连接控制面板上的按键控制区。箱体包括外箱和内箱，外箱采用钢板外表面喷塑制成，内箱采用SUS304不锈钢板制成，外箱与内箱之间设有保温层，保温层采用聚氨脂泡沫塑料经高温高压发泡而成，将内室、外壳、低温室连接成一个整体，内箱的内表面设有承压板，该承压板为加厚不锈钢补强而成；箱门上设有转轮式门把手27，电气柜正面设有手动放气阀28，真空室后部安装有排风扇29。

本发明的箱内空气温度范围为-60℃～150℃，温度波动度±0.5℃，温度偏差±2.0℃；当湿度≥75％RH时，湿度偏差为±2.5RH，当湿度<75％RH时，湿度偏差为±5％RH；自常压到10kpa，降压时间为≤30分钟。控制器采用日本原装进口“优易控”品牌温度仪表，7英寸高清真彩液晶触摸显示屏；100组程序任意设定保存；300天历史曲线，可随时查阅，下载；带USB，LAN接口功能，可方便与电脑进行联机，远程监控。温度传感器采用高精度PT100铂电阻，湿度传感器采用瑞士进口罗卓尼克电子式湿度传感器。

本发明的空气调节方式为强制通风内平衡调温法(BTC)，控制系统根据设定之温度点通过PID自动运算输出的结果去控制加热器的输出量，最终达到一种动态平衡，内置空调间、循环风道及长轴离心式通风机，通过风轮对高温箱的空气，进行强制循环，达到高温箱温度的均匀性；加热方式采用优质镍铬合金丝电加热器，对空气直接加热，及对内箱承压板进行热辐射；风机传动方式中，马达由连轴器连接到磁流体上，然后经磁流体加长轴心带动叶轮旋转，使内箱空气产生对流，从而使箱内温度均匀度达到要求。

本发明加湿系统中的加湿器采用锅炉加湿方式，高效绝缘电加热管，直接对锅炉中的水加热，从而产生蒸汽；缺水保护功能装配有水位传感器，当水位低于设定值时，机器会自动报警停机，防止水泵干抽或电热管干烧；设置有自动阀门，当抽真空时，电动阀门自动关闭，切断锅炉蒸汽与内箱的管道；当做湿热试验时，电动阀门自动打开，往试验箱内注入湿蒸汽。

本发明真空系统中的真空泵采用高品质旋片式真空泵，配备大小泵，以适应不同抽速下的微调；真空阀门由控制器控制，切断及接通真空管路；设置有放气阀，当真空压力低于设定值时，自动往试验箱内放气，或停机往试验箱中充气，以便恢得复到常压，方便打开箱门；真空传感器为电阻规式压力传感器，将测到的压力以电信号实时传输给控制器；真空管路降湿中，从试验箱内抽出来的湿热空气，先经过冷凝器进行冷却，再经汽水分离器分离后，才会进入真空泵的吸气口，防止真空泵进水而损坏。

本发明并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高低温湿热低气压试验箱，包括箱体、加热系统、制冷系统、真空系统、电气柜和电气系统，所述箱体前端面设有箱门，所述箱门上设有观察窗，所述箱门与箱体密封连接，所述箱体内上部设有加热系统和真空室，所述真空室内安装有样品架，所述加热系统、制冷系统、真空系统分别由线路连接电气系统，其特征在于：还包括加湿系统，所述加湿系统设置在箱体内真空室外，所述加湿系统通过管道与真空室内部相连通，所述管道上设有电动阀，所述加湿系统、电动阀分别由线路连接电气系统。

2.如权利要求1所述的高低温湿热低气压试验箱，其特征在于：所述加湿系统包括水箱、水槽和电加热管，所述水槽通过管道连接水箱，所述电加热管安装在水槽的内壁上，所述水槽内设有水位传感器，所述水槽设置在箱体内真空室后部，所述电加热管、水位传感器分别由线路连接电气系统。

3.如权利要求1或2所述的高低温湿热低气压试验箱，其特征在于：所述箱体内设有空气调节系统，所述空气调节系统包括循环马达、磁流体传动轴和风鼓，所述循环马达安装在真空室顶端外部，所述风鼓安装在真空室内，所述循环马达的输出端由联轴器连接磁流体传动轴，所述磁流体传动轴与风鼓相连，所述磁流体传动轴下端连接有真空波纹管，所述磁流体传动轴密封连接真空室，所述循环马达由线路连接电气系统。

4.如权利要求3所述的高低温湿热低气压试验箱，其特征在于：所述真空系统包括真空泵和真空阀门，所述真空泵安装在箱体内真空室下方，所述真空阀门安装在真空泵的真空管路上，所述真空泵的吸气口通过管道连接冷凝器，所述冷凝器通过管道连接真空室内部，所述真空泵与冷凝器之间的管道上安装有汽水分离器，所述真空泵、真空阀门由线路连接电气系统。

5.如权利要求4所述的高低温湿热低气压试验箱，其特征在于：所述真空室内设置有温度传感器、湿度传感器、压力传感器和放气阀，所述温度传感器、湿度传感器、压力传感器、放气阀分别由线路连接电气系统。

6.如权利要求5所述的高低温湿热低气压试验箱，其特征在于：所述制冷系统包括压缩机、冷凝器和蒸发器，所述压缩机、冷凝器、蒸发器分别安装在箱体内真空室后部，所述蒸发器通过管道连接冷凝器，所述冷凝器通过管道连接压缩机，所述压缩机由线路连接电气系统。

7.如权利要求6所述的高低温湿热低气压试验箱，其特征在于：所述加热系统包括加热器和不锈钢紧固件，所述加热器通过不锈钢紧固件安装在真空室内风鼓的下方，所述加热器为镍铬合金丝电加热管，所述加热器由线路连接电气系统。

8.如权利要求7所述的高低温湿热低气压试验箱，其特征在于：所述箱体的侧面连接有电气柜，所述电气柜正面设有控制面板，所述电气系统设置在控制面板的后侧，所述电气系统包括真空控制器、配电盘、变压器和温度传感器显示仪，所述电气系统由线路连接控制面板上的按键控制区。

9.如权利要求8所述的高低温湿热低气压试验箱，其特征在于：所述箱体包括外箱和内箱，所述外箱采用钢板外表面喷塑制成，所述内箱采用不锈钢板制成，所述外箱与内箱之间设有保温层，所述保温层采用聚氨脂泡沫塑料发泡而成，所述内箱的内表面设有承压板。

10.如权利要求9所述的高低温湿热低气压试验箱，其特征在于：所述箱门上设有转轮式门把手，所述电气柜正面设有手动放气阀，所述真空室后部安装有排风扇。