CN101120241A - 液槽式冷热冲击试验装置 - Google Patents

Abstract

在液槽式冷热冲击试验装置(13)的装置主体(14)的下方，低温槽(15)以及高温槽(16)借助隔热层(17)，呈并列状态地被设置。在低温槽(15)以及高温槽(16)的上方，设置密封状态的箱体(25)，其上面形成开口部(26)。在箱体(25)的上方，设置以密封状态可以覆盖开口部(26)的密封盖(37)，通过盖驱动机构(41)被上下驱动。在密封盖(37)上，设置水平驱动机构(39)，可以向左右驱动固定板(34)。在固定板(34)上，安装着垂直驱动机构(32)，可以向下方向自由移动试样笼(31)。据此，在通过密封盖(37)，使箱体(25)为密封状态的状态下，可以使试样笼(31)反复浸渍在低温槽(15)以及高温槽(16)中。

Description

液槽式冷热冲击试验装置

技术领域

本发明涉及液槽式冷热冲击试验装置，特别是涉及进行小型精密仪器等的零件、或者电子零件等的基于热冲击的耐久性、强度等的试验的液槽式冷热冲击试验装置。

背景技术

精密仪器等的零件或者电子零件等除其一般的测试以外，为了确认相对于热影响的耐久性，进行热冲击试验。以往，在进行该测试时，采用下述的方式，即，使作为试验对象的试样在低温状态呈液状的液体槽和高温的液体槽之间交互移动，并浸渍于其中，进行试验。

图9是表示例如在日本国特开昭60-263836号公报中公开的以往的液槽式热冲击试验装置的概略构造的正视图。

参照附图，液槽式热冲击试验装置69在箱型形状的装置主体14的下方部，借助隔热层17，以并列状态设置低温槽15和高温槽16。在低温槽15的内部收容着低温液21，在高温槽16的内部收容着高温液22。低温槽15的上方虽然被开放，但是，安装着用于使它成为密封状态的开闭盖70。另一方面，在高温槽16的上方面上也同样安装着开闭盖73。

在其内部存储着试样的试样笼31位于低温槽15的上方。试样笼31被安装在临时盖71的下面。在临时盖71的上方配置着可动盘74，可动盘74被构成为可通过位于其上方的第一升降缸75a、第一升降缸75b向下方仅移动规定长度的量。另外，被构成为在临时盖71的中央，连接着被固定在可动盘74上的第二升降缸76的活塞杆。据此，试样笼31被构成为可以通过第二升降缸76的运动进一步向下方移动。

固定着第一升降缸75a、第一升降缸75b的基盘72被构成为可沿横向配置的支撑框体77，在水平方向移动。

图10是表示使试样笼31从图9的状态下降到低温槽15内的状态的示意图。

参照图，若达到规定的时刻，则第一升降缸75a、第一升降缸75b动作，临时盖71以及可动盘74成为一体并下降。下降的临时盖71封闭低温槽15的上面的开放面，低温槽15内部成为密封状态。进而，在该状态下，第二升降缸76进行驱动，使试样笼31下降。下降的试样笼31浸渍在被收容在低温槽15内的低温液21中，并被维持为低温状态。

若经过规定时间，则第二升降缸76以及第一升降缸75a、第一升降缸75b分别驱动，恢复到图9所示的状态。接着，开闭盖73打开，试样笼31在水平方向移动，位于高温槽16的上方。若试样笼31移动，则开闭盖31关闭，低温槽15内成为密封状态。然后，在规定的时刻，与图10所示同样，试样笼31下降，并浸渍于被收容在高温槽16内部的高温液22中。据此，试样被保持在高温状态。

若经过了规定时间，则试样笼31从高温槽16被取出到上方，进而在水平方向移动，恢复到图9的状态。与试样相应，将这样的循环反复规定次数，据此，进行试样的所希望的热冲击试验。

在上述那样的以往的热冲击试验装置中，因为当在低温槽和高温槽之间移动时，在一旦将试样笼从一个槽取出到外部后，要去往另一个槽，所以，在移动的期间附着在试样笼上的低温液、高温液扩散，其消耗增多。因此，因为即使随时进行液的补充，也需要人工，所以，长时期的连续的试验容易变得困难。再有，这些液体多为高价的液体，若消耗过多，则成为于成本不利的装置。另外，因为液蒸发扩散，所以在环境方面也不好。

因此，本发明的目的是提供一种因液扩散造成的消耗少，适合长的期间的试验的液槽式冷热冲击试验装置。

发明内容

为了实现上述目的，本发明的第一方面的液槽式冷热冲击试验装置是一种液槽式冷热冲击试验装置，具有低温槽、高温槽、箱体、密封盖、盖驱动机构、水平驱动机构以及垂直驱动机构，该低温槽保有低温的第一浴液；该高温槽与低温槽相邻，保有温度比第一浴液高的第二浴液；该箱体以密封状态包围低温槽以及高温槽的上部，同时，在其上面形成开口部；该密封盖能够相对于开口部以密封状态进行覆盖；该盖驱动机构使密封盖在密封开口部的第一位置和向上方远离开口部的第二位置之间沿垂直方向自由移动；该水平驱动机构以大致密封状态被设置于密封盖上，使位于密封盖的下方的试样笼在低温槽的上方的低温侧位置和高温槽的上方的高温侧位置之间沿水平方向自由移动；该垂直驱动机构被保持在水平驱动机构上，使试样笼相对于低温侧位置和低温槽内的位置之间以及高温侧位置和高温槽内的位置之间的每一个，沿垂直方向自由移动。

若这样地构成，则在密封状态的箱体内，试样笼在低温槽和高温槽之间移动。

本发明的第二方面的液槽式冷热冲击试验装置是在第一方面的发明的构成中，箱体、低温槽以及高温槽被收容在大致密封状态的箱型形状的装置主体中，装置主体内被划分成箱体内的测试区域和箱体外的运入区域，运入区域的压力设定得比测试区域的压力大。

若这样地构成，则测试区域内的气体难以向运入区域内扩散。

本发明的第三方面的液槽式冷热冲击试验装置是在第二方面的发明的构成中，对密封盖向第一位置的移动的结束，至少要进行响应，被除湿的压缩空气向运入区域供给。

若这样地构成，则箱体内的湿度极低。

本发明的第四方面的液槽式冷热冲击试验装置是在第一方面至第三方面中的任意一项所述的发明的构成中，在密封盖上形成能够目视其内部的检查窗。

若这样地构成，则即使是在密封盖封闭了箱体的开口部的状态下，也能够目视箱体内部。

本发明的第五方面的液槽式冷热冲击试验装置是在第一方面至第四方面中的任意一项所述的发明的构成中，低温槽以及高温槽由隔热层划分，低温槽和高温槽之间的隔热层的上面朝向低温槽向下倾斜。

若这样地构成，则下落到隔热层的倾斜面上的浴液的每一个都流入低温槽。

本发明的第六方面的液槽式冷热冲击试验装置是在第一方面至第五方面中的任意一项所述的发明的构成中，还具有回收器，该回收器在箱体内被安装在高温槽的上方，从产生的蒸气中回收第二浴液。

若这样地构成，则第二浴液的蒸气由回收器液化。

如上述说明，该发明的第一方面的液槽式冷热冲击试验装置因为试样笼在密封状态的箱体内在低温槽和高温槽之间移动，所以降低了因第一浴液以及第二浴液的扩散造成的消耗。其结果为，在成本方面有利，另外，因为各浴液的管理变得容易，所以成为也适合长的期间的试验的装置。

本发明的第二方面的液槽式冷热冲击试验装置是在第一方面的发明的效果的基础上，测试区域内的气体难以向运入区域内扩散。因此，因为由第一浴液以及第二浴液汽化的蒸气难以泄漏到运入区域，所以进一步降低了各浴液的消耗。

本发明的第三方面的液槽式冷热冲击试验装置是在第二方面的发明的效果的基础上，由于使箱体内的湿度极低，所以防止了在低温槽的结冰现象，提供了装置的可靠性。

本发明的第四方面的液槽式冷热冲击试验装置是在第一方面到第三方面中的任意一项所述的发明的效果的基础上，因为即使是在密封盖封闭了箱体的开口部的状态下，也能目视箱体内部，所以装置的使用方便性进一步得到提高。

本发明的第五方面的液槽式冷热冲击试验装置是在第一方面到第四方面中的任意一项所述的发明的效果的基础上，因为下落到隔热层的倾斜面上的浴液的每一个都流入低温槽，所以，进一步提高了各浴液的回收效率。

本发明的第六方面的液槽式冷热冲击试验装置是在第一方面到第五方面中的任意一项所述的发明的效果的基础上，因为第二浴液的蒸气由回收器液化，所以，能够从在测试区域内的高温槽的上方扩散的蒸气中有效地回收第二浴液。在该情况下，因为测试区域比箱体整体的容积小，所以，蒸气的扩散密度升高。因此，相对于以往的装置，提高了回收器的回收效率。

附图说明

图1是表示基于本发明的第一实施方式的液槽式冷热冲击试验装置的概略构成的正视图。

图2是表示图1所示的试验装置的概略构成的侧视图。

图3是表示图1所示的试验装置的概略构成的俯视图。

图4是表示有关图1所示的试验装置的浴液的管理的控制流程的示意图。

图5是与图1对应的图，是表示试验工序的第一阶段的状态的图。

图6是与图5对应的图，是表示试验工序的第二阶段的状态的图。

图7是与图6对应的图，是表示试验工序的第三阶段的状态的图。

图8是与图5对应的图，是表示试验工序的最后阶段的状态的图。

图9是表示以往的液槽式冷热冲击试验装置的概略构造的图。

图10是与图9对应的图，是表示试验工序的第一阶段的状态的图。

具体实施方式

图1是表示基于本发明的第一实施方式的液槽式冷热冲击试验装置的概略构造的正视图，图2是图1所示的试验装置的示意侧视图，图3是图1所示的试验装置的示意俯视图。

参照这些图，液槽式冷热冲击试验装置13主要由长方体形状的装置主体14构成，该装置主体14其外部由大致密封构造构成。在装置主体14的内部的下方部，以并列状态设置保有着作为第一浴液的低温液21的低温槽15和保有着作为第二浴液的高温液22的高温槽16，其周围由隔热层17充填并划分。在低温槽15的侧壁设置着冷却线圈19，在高温槽16的底部设置着加热器20。另外，在该实施方式中，低温液21和高温液22使用相同的氟类惰性液(例如，商品名：ガルデン)，在试验时，在低温液21中维持在-65℃，在高温液22中维持在150℃。另外，低温液21和高温液22不一定是相同的液，也可以分别使用不同的液。但是，若象该实施方式这样为相同的液，则由于不必担心试验时因低温液和高温液的混合所造成的粘度变化、消耗量的增加，因此较好。

在低温槽15以及高温槽16的上方设置具有气密性的箱体25，并以使其内部的测试区域23相对于箱体25的外部的运入区域28成为密封状态的方式设置。另外，安装着箱体25的上面为开口部26，用于在试验时以外封闭该开口部26的遮蔽盖27a、遮蔽盖27b。因此，如后所述，在开口部26因密封盖37而成为密封状态时，箱体25内部的测试区域23也包括低温槽15以及高温槽16的内部，相对于箱体25的外方的运入区域28被维持在密封状态。

另外，在箱体25的侧壁面，在高温槽16的上方侧的位置安装着回收器29a-回收器29c，对于其功能将在后面阐述。另外，低温槽15和高温槽16之间的隔热层17的部分的上面成为朝向低温槽15向下倾斜的倾斜面24。对于该倾斜面24的效果也在后面阐述。

在装置主体14的内部，在箱体25的上方空间设置着密封盖37。该密封盖37的俯视时的大小被设定成能够完全地封闭箱体25的开口部26的大小。在密封盖37的背面侧连接着垂直板38，垂直板38借助连接体48，卡合在盖驱动机构41上。据此，若使盖驱动机构41驱动，则借助连接体48，密封盖37能够从图中所示的位置下降到图2的双点划线所示的位置而构成。

密封盖37如图3所示，在前面板43侧形成长方形形状的检测窗49。在密封盖37的中央部安装着沿左右方向延伸且相互平行的一对引导器45a、引导器45b。然后，在引导器45a、引导器45b上以架设的方式安装着固定板34。固定板34的背面侧借助连接体47，与安装在密封盖37上的水平驱动机构39卡合。这样，通过驱动水平驱动机构39，固定板34借助连接体47在左右方向移动自由地构成。

在固定板34的图3中的右侧，安装着皱纹管46a，在固定板34的左侧，安装着皱纹管46b。皱纹管46a、皱纹管46b的每一个被构成为随着固定板34向左右的移动而伸缩自由，另外，被构成为在其伸缩状态的任意一种状态下，都不会妨碍密封盖37的上方和下方之间的气密性。

另一方面，在固定板34的上面安装着垂直驱动机构32，其活塞杆33被固定在试样笼31的上面。另外，以相对于固定板34上下滑动自由的方式安装着线缆用管35，其下方端被构成为与试样笼31连接。据此，若驱动垂直驱动机构32，则能够相对于密封盖37，使试样笼31下降。

图4是表示用于对图1所示的试验装置中所使用的浴液进行管理的控制流程的示意图。

参照图，首先说明浴液的温度控制。

在低温槽15内部设置用于检测其浴液的温度的温度传感器63。根据该温度传感器63的检测结果，泵62被驱动，低温液21借助热交换器61循环。据此，通过配置在低温槽15内的冷却线圈19和热交换器61的作用，将低温槽15内部的低温液21维持在所希望的温度。

另一方面，在高温槽16中也安装用于对收容在其内部的高温液22的温度进行检测的温度传感器66。在试验时，高温液22的温度由设置在高温槽16内部的加热器20控制。但是，当运转结束时，为了减少因高温造成的浴液的蒸发量，所以希望尽早将高温液22的温度降低到常温左右。此时，在该实施方式中，根据温度传感器66的检测结果，驱动泵65，借助热交换器64，使高温液22循环。其结果为，通过热交换器64的作用，高温液22其温度能够从高温状态迅速下降到常温状态。

接着，说明浴液的液量控制。

首先，在运转开始前，从外部(A)将规定的浴液充填到包含于液槽式冷热冲击试验装置13、并被配置在装置主体14外的储备罐51中。接着，检测设置在辅助罐53上的液面传感器54的内部的浴液的液面达到规定的液面水平以下的情况，根据该检测信号，泵52进行驱动，该辅助罐53包含于液槽式冷热冲击试验装置13中、并配置在装置主体14外。据此，充填在储备罐51的浴液被投入到辅助罐53中。

另一方面，在低温槽15以及高温槽16中，也设置用于检测其低温液21以及高温液22的各自的液面的液面传感器56以及液面传感器58。若液面传感器56检测到低温液21已经达到规定的液面水平以下的情况，则根据其检测信号，电磁阀57从闭状态转换到开状态，充填在辅助罐53的浴液被投入到低温槽15内部。同样，若液面传感器58检测到高温液22的液面水平达到规定值以下的情况，则根据该检测信号，电磁阀59成为开状态，充填到辅助罐53的浴液被投入高温槽16中。

通过这样地构成，仅通过从外部(A)补给浴液，将低温槽15以及高温槽16的低温液21以及高温液22的液面水平维持在所希望的水平。

另外，被构成为从高温槽16溢出的高温液22借助用于除去水份、异物的过滤器68，流入储备罐51中。另外，被构成为来自通过配置在箱体25内的回收器29回收的高温液22的蒸气的冷凝液借助过滤器68流入储备罐51中。另外，被构成为滴落到低温槽15和高温槽16之间的倾斜面24上的浴液通过其倾斜回收到低温槽15内部。

这样，被构成为因为进行了浴液的液量以及温度的控制，所以因浴液的扩散造成的消耗极低。另外，被构成为在象上述那样试验时，低温槽15、高温槽16所保有的浴液减少的情况下，自动地供给浴液。因此，只要在试验开始时，将足够的浴液预先放入储备罐，就不会有在测试区域内浴液不足的情况，能够持续长的期间的试验。

接着，对基于本发明的第一实施方式的试验装置的使用状态进行说明。

在试验时，首先如图2所示，开放安装在装置主体14的前面板43上的门44。在该状态下，将收容着欲试验的试样的试样笼31设置在被安装于活塞杆33的下端的框体(未图示出)上。若试样笼31的设置结束，则关闭门44，借助未图示出的控制板，指示运转开始。

若指示运转开始，则从图1以及图2所示的状态开始，首先，遮蔽盖27a、遮蔽盖27b从闭状态移动到开状态，接着，盖驱动机构41被驱动，密封盖37下降。此时，位于密封盖37的下方的试样笼31也同时下降。

图5是与图1对应的图，是表示密封盖37的下降结束了的状态的示意图。

参照图，因盖驱动机构41的驱动而下降的密封盖37成为与箱体25的上面接触的状态，以便封闭箱体25的开口部26。在密封盖37的外周全周设置着未图示出的垫片，该垫片与箱体25的上面为接触的状态，维持因密封盖37产生的密封状态。在该状态下，因为垂直驱动机构32以及水平驱动机构39没有被驱动，所以试样笼31成为位于高温槽16的上方的状态。在该密封盖37下降时刻，至少一并从未图示出的开口向运入区域28供给以-75℃除湿的压缩空气。该压缩空气的压力，即，运入区域28的压力被设定得比箱体内的压力，即，高温液22的蒸气的压力大。另外，因为该蒸气的比重比空气大，所以通过它们的乘数效应，测试区域23内的蒸气基本不会扩散到箱体25外。另外，即使是在试验结束后，使密封盖37上升的情况下，箱体25内的浴液的蒸气也难以漏出。

接着，水平驱动机构39进行驱动，试样笼31向低温槽15的上方侧移动。

图6是与图5对应的图，是表示试样笼31向低温槽15的上方移动结束了的状态的图。

参照图，通过水平驱动机构39的驱动，试样笼31向低温槽15的上方侧移动。此时，由于垂直驱动机构32没有进行驱动，因此，试样笼31的上下的位置与移动前相比没有改变，对其水平移动不会产生任何妨碍。在该水平移动时，如图3所示，通过皱纹管46a、皱纹管46b的各自的长度的变化，维持密封盖37的密封状态。接着，垂直驱动机构32进行驱动，试样笼31下降到低温槽15内。

图7是与图6对应的图，是表示试样笼31下降到低温槽15的内部的状态的图。

参照图，若垂直驱动机构32进行驱动，则活塞杆33向下方延伸，试样笼31下降。然后，试样笼31被浸渍在低温槽15内所收容的低温液21中，试样被维持在低温状态。此时，线缆用管35因为被固定在试样笼31上，所以，从固定板34向下方移动。在该情况下，也构成为线缆用管35的上端位于固定板34的上方。据此，借助线缆用管35，与试样笼31内的试样连接的线缆等在运入区域28内，若其长度具有余量，则可以不受到任何影响地进行试验。

若试样笼31被浸渍在低温液21的状态经过了规定时间，则垂直驱动机构32进行驱动，试样笼31上升，恢复到图6的状态。然后，水平驱动机构39进行驱动，试样笼31沿水平方向移动，恢复到图5的状态。此时，虽然附着在试样笼31上的低温液21的一部分下滴，但是，下滴到倾斜面24上的浴液被回收到低温槽15侧。进而，垂直驱动机构32进行驱动，恢复到图5的状态的试样笼31下降。

图8是与图5对应的图，是表示下降的试样笼31被收容在高温槽16内部的状态的示意图。

参照图，下降的试样笼31被浸渍在高温槽16的高温液22中，被维持在高温状态。在该状态下，因为线缆用管35的上端也位于固定板34的上方，所以不会对与试样连接的线缆等造成影响。若试样笼31向高温液22浸渍的状态经过了规定时间，则垂直驱动机构32进行驱动，试样笼31上升。随着该上升，从高温液22产生的大量的蒸气被回收器29冷凝，成为冷凝液，并被回收。若试样笼31的上升结束，则恢复到图5的状态。以后，同样地根据试验内容，反复规定次数的从图5到图8的状态，据此，结束冲击试验。

如上所述，因为冲击试验是在箱体25内的测试区域23中连续地进行，所以其状态可以借助安装在密封盖37上的检查窗49来目视。因此，因为能够直接确认试样笼31向低温液21、高温液22的浸渍状态，所以进一步提高了装置的可靠性。因为试验结束后，成为图5的状态，所以，在该状态下，若驱动盖驱动机构41，则密封盖37上升，恢复到图1以及图2的状态。然后，通过打开门44，来取出试样笼31，可确认其试验结果。

另外，虽然在上述的实施方式中，装置主体为密封构造，但是，也可以不是密封构造，另外，也可以不向运入区域供给压缩空气，再有，也可以构成为替代压缩空气，供给其它的惰性气体。

另外，虽然在上述的实施方式中，将检查窗设置在密封盖上，但也可以没有检测窗。

再有，虽然在上述的实施方式中，使低温槽和高温槽之间的隔热层的上面为倾斜面，但也可以是水平面。

再有，虽然在上述的实施方式中，在箱体内设置3台回收器，但台数并不受到它的限制，另外，也可以不设置回收器本身。

再有，虽然在上述的实施方式中，各驱动机构以缸构造为前提，但是，即使是其它的驱动机构，也能产生同样的效果。

产业上利用的可能性

如上所述，有关本发明的液槽式冷热冲击试验装置，适合用于对小型精密仪器等的零件、电子零件等的相对于热影响的耐久性、强度等进行确认的热冲击试验。

Claims (6)

1.一种液槽式冷热冲击试验装置，其特征在于，具有低温槽(15)、高温槽(16)、箱体(25)、密封盖(37)、盖驱动机构(41)、水平驱动机构(39)以及垂直驱动机构(32)，

该低温槽(15)保有低温的第一浴液(21)；

该高温槽(16)与上述低温槽相邻，保有温度比上述第一浴液高的第二浴液(22)；

该箱体(25)以密封状态包围上述低温槽以及上述高温槽的上部，同时，在其上面形成开口部(26)；

该密封盖(37)能够相对于上述开口部以密封状态进行覆盖；

该盖驱动机构(41)使上述密封盖在密封上述开口部的第一位置和向上方远离上述开口部的第二位置之间沿垂直方向自由移动；

该水平驱动机构(39)以大致密封状态被设置于上述密封盖上，使位于上述密封盖的下方的试样笼(31)在上述低温槽的上方的低温侧位置和上述高温槽的上方的高温侧位置之间沿水平方向自由移动；

该垂直驱动机构(32)被保持在上述水平驱动机构上，使上述试样笼相对于上述低温侧位置和上述低温槽内的位置之间以及上述高温侧位置和上述高温槽内的位置之间的每一个，沿垂直方向自由移动。

2.如权利要求1所述的液槽式冷热冲击试验装置，其特征在于，上述箱体、上述低温槽以及上述高温槽被收容在大致密封状态的箱型形状的装置主体(14)中，上述装置主体内被划分成上述箱体内的测试区域(23)和上述箱体外的运入区域(28)，

上述运入区域的压力设定得比上述测试区域的压力大。

3.如权利要求2所述的液槽式冷热冲击试验装置，其特征在于，对上述密封盖向上述第一位置的移动的结束，至少要进行响应，被除湿的压缩空气向上述运入区域供给。

4.如权利要求1至3中的任一项所述的液槽式冷热冲击试验装置，其特征在于，在上述密封盖上形成能够目视其内部的检查窗(49)。

5.如权利要求1至4中的任一项所述的液槽式冷热冲击试验装置，其特征在于，上述低温槽以及上述高温槽由隔热层(17)划分，

上述低温槽和上述高温槽之间的上述隔热层的上面(24)朝向上述低温槽向下倾斜。

6.如权利要求1至5中的任一项所述的液槽式冷热冲击试验装置，其特征在于，还具有回收器(29a、29b、29c)，该回收器(29a、29b、29c)在上述箱体内被安装在上述高温槽的上方，从产生的蒸气中回收上述第二浴液。

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