CN102513167A - 环境试验箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种环境试验箱，包括试验箱本体，试验箱本体上包括进气口和出气口，环境试验箱本体还包括置换气囊和置换气口，置换气囊设置于试验箱本体的内部，且置换气囊鼓起时，其能够充满试验箱本体的内部空间，置换气口与置换气囊相通，并设置于试验箱本体的箱壁上，通过置换气口向置换气囊内充入气体，将试验箱本体与置换气囊之间的气体全部挤出试样箱体，然后通过进气口向试验箱本体内部充入目标气体，目标气体挤压置换气囊，置换气囊内的空气又从置换气口排出，当置换气囊内的气体充分排出时，试验箱本体的空间则被目标气体占据，从而获得符合试验条件的气体环境，本发明利用置换气囊可使环境试验箱能够快速、节约地完成换气工作。

Description

环境试验箱

技术领域

本发明涉及环境模拟试验技术领域，更具体地说，涉及一种环境试验箱。

背景技术

标准气体环境试验箱是可以控制输出特定浓度气体的环境箱(以下简称环境试验箱)，其能为一些要求具有一定的背景浓度的实验提供适宜的实验环境。

人为的制造出具有一定浓度的气体环境，在科研、生产、检测等领域有广泛的应用。在现有的环境试验箱制备过程中，需要环境试验箱内的气体浓度能够快速的达到实验要求的环境浓度，从而部分在环境试验箱的调整阶段浪费太多的标准气体和时间。要使环境试验箱内的气体达到试验所需的稳定的浓度，传统的方法是采用标准气体和洁净空气预先配制出所需浓度的气体(简称目标气体)，然后在环境试验箱的两端各接一条管道，一个作为进气管道，一个作为出气管道。将目标气体通过进气管道不断地充入环境试验箱内，箱内的气体通过出气管道排出环境试验箱外，通过置换的方法去除环境试验箱内原有的空气，一般这种置换过程要求充入的气体体积要大于环境试验箱的内部体积的7倍以上。如果箱内充入的目标气体是比较昂贵的气体，这种置换方式的环境试验箱的运行成本是非常高昂的。

同时，箱体的密封材料使用不当也会影响环境试验箱内气体的成分和浓度，传统的密封方法出于加工成本和实际环境的考虑，一般是采用医用硅橡胶作为密封圈。然而硅橡胶本身会微量的释放出成分比较复杂的污染物，包括甲醛、苯及各种VOC(挥发性有机化合物)气体。如果实验本身对箱内气体的浓度要求比较高，或者要求箱内气体的成分比较单一的情况下，硅橡胶密封圈则会对实验产生不良的影响。

因此，如何快速、节约地对环境试验箱完成换气，同时避免制造环境试验箱的材料对箱内目标气体造成污染，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种环境试验箱，以实现快速、节约地对环境试验箱完成换气，同时避免制造环境试验箱的材料对箱内目标气体造成污染。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种环境试验箱，包括试验箱本体，所述试验箱本体包括进气口和出气口，所述试验箱本体还包括：

置换气囊，其设置于所述试验箱本体的内部，且所述置换气囊鼓起时，充满所述试验箱本体的内部空间；

置换气口，其设置于所述试验箱本体的箱壁上，且与所述置换气囊相通。

优选地，在上述环境试验箱中，所述试验箱本体包括箱体和设置在所述箱体两端的左盖板和右盖板，所述置换气口设置于所述左盖板上。

优选地，在上述环境试验箱中，所述置换气囊为一端开口的筒状气囊，其开口端安装于所述左盖板和所述箱体之间。

优选地，在上述环境试验箱中，所述箱体与所述左盖板之间设置有第一胶圈，所述置换气囊的开口端安装于所述箱体与所述第一胶圈之间。

优选地，在上述环境试验箱中，所述置换气囊为聚四氟乙烯气囊。

优选地，在上述环境试验箱中，所述试验箱本体的右盖板与所述箱体之间设置有聚四氟乙烯薄膜垫片。

优选地，在上述环境试验箱中，所述箱体与所述右盖板之间设置有第二胶圈，所述聚四氟乙烯薄膜垫片设置于所述箱体与所述第二胶圈之间。

优选地，在上述环境试验箱中，所述聚四氟乙烯薄膜垫片为与所述右盖板大小相当的薄膜垫片。

本发明提供的环境试验箱，包括试验箱本体，试验箱本体上包括进气口和出气口，分别实现了对试验箱本体内部进行充入气体和排放气体，环境试验箱本体还包括置换气囊和置换气口，置换气囊设置于试验箱本体的内部，且置换气囊鼓起时，能够充满试验箱本体的内部空间，置换气口与置换气囊相通，并设置于试验箱本体的箱壁上，通过置换气口向置换气囊内充入气体，将试验箱本体与置换气囊之间的气体全部挤出试验箱本体，然后通过进气口向试验箱本体内部充入目标气体，充入目标气体时关闭出气口，目标气体挤压置换气囊，置换气囊内的空气又从置换气口排出，当置换气囊内的气体充分排出时，试验箱本体将被目标气体所占据，从而获得符合试验条件的气体环境。本发明通过利用置换气囊对环境试验箱完成快速换气工作，避免了换气过程中目标气体排出箱体外，节约了成本，缩短了试验时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的环境试验箱的结构示意图；

图2为本发明提供的环境试验箱的俯视图；

图3为图1中I处的局部放大图。

具体实施方式

本发明公开了一种环境试验箱，以实现快速、节约地对环境试验箱完成换气，同时避免制造环境试验箱的材料对箱内目标气体造成污染。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的事实例仅仅是本发明一部分事实例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，图本发明提供的环境试验箱的结构示意图；图2为本发明提供的环境试验箱的俯视图。

一种试验箱，包括环境试验箱本体，试验箱本体包括进气口11和出气口12，进气口11用于实现在置换试验箱本体内部的空气时，提供目标气体充入，出气口12用于试验箱本体内部原有的空气的排出。还包括置换气囊4和置换气口21，置换气囊4设置于环境试验箱本体的内部，且当置换气囊4鼓起时，能够充满环境试验箱的内部空间，从而将试验箱本体与置换气囊4之间的气体完全排出试验箱本体的外部，置换气口21设置于试验箱本体的箱壁上，且与置换气囊4相通，通过置换气口21向置换气囊中充入气体可使置换气囊4鼓起。

本发明提供的环境试验箱的换气过程如下：

在获得具有目标气体的环境试验箱前，通过置换气口21向置换气囊4中充入普通气体，置换气囊4内因充入气体而鼓起，将试验箱本体内的气体通过出气口12全部排出到试验箱本体的外部，此时关闭出气口12，由进气口11向试验箱体中充入目标气体，充入试验箱本体中的目标气体挤压置换气囊4，将置换气囊4中的空气通过置换气口21排出到试验箱本体的外部，不断地通过进气口11将目标气体充入到试验箱体内部，当置换气囊4中的气体排除完毕后，仍继续充入少量目标气体，即可达到换气的目的并可维持所需气体的浓度和压力。

通过以上工作过程可以得出，本发明提供的环境试验箱，通过置换气囊的鼓起排气和挤压排气的过程，避免了目标气体排出到环境试验箱外部，实现快速、节约地对环境试验箱完成换气的目的。

环境试验箱上包括箱体1、左盖板2、右盖板3和采样装置5等，左盖板2与右盖板3分别设置于箱体1的两端，采样装置5与进气口11相连接，箱体1上设置有进气口11、出气口12、观察窗13、操作窗口16以及撑脚17，进气口11通过管路连接到进气口阀门14，出气口12上设置有出气阀门15。进气口11设置与箱体1的顶部，出气口12设置于箱体1顶部靠近进气口11的位置，进气口11和出气口12均设置在箱体1远离置换气口21的位置，其能够避免置换气囊4充气时堵住出气口12，使试验箱本体内排气不畅而不能将试验箱本体内的气体完全排出。观察窗13设置于箱体1的顶部，操作窗口16设置于箱体1的正面。进气口11在环境试验箱处于使用阶段时，是目标气体进入孔，箱体1的正面上还设置有第二操作窗口161，操作窗口16和第二操作窗口161上均设置有聚四氟乙烯薄膜制作的操作手套，一方面操作手套起到密封作用，可防止箱内目标气体逸出；另一方面，操作人员能够通过观察窗口13监测试验箱本体内的试验情况，和通过操作窗口16和第二操作窗口161对箱体1内的试验物品进行摆放或调整。

为了进一步优化上述技术方案，本实施例提供的环境试验箱中，置换气口设置于试验箱本体的左盖板2上，左盖板2与箱体1安装在一起，置换气口21设置在左盖板2上时，置换气囊4随左盖板2的打开能够直接从箱体1中取出，且在置换气囊4安装时可以先将其安装到左盖板2上然后放入箱体1中，利于对置换气囊4的调试和维护。置换气囊4为一端开口的筒状气囊，其开口端设置于左盖板2和试验箱本体的箱体1之间，置换气囊4设置为一端为开口的筒状结构，则其不需要与置换气口21进行单独密封，避免了置换气囊4与置换气口21之间采用小口密封的形式。同时置换气囊4的开口端连接于箱体1与左盖板2之间，封口处设置为环状的密封形式，增加了密封的面积，减少了封口处置换气囊4的磨损，延长了置换气囊4的使用寿命。左盖板2与箱体1之间设置有第一胶圈22，第一胶圈22用于左盖板2与箱体1之间的密封，增强了密封的严密性。置换气囊4设置与第一胶圈22和箱体1之间，则箱体1的内部与密封口之间以置换气囊4开口端的气囊本体同时作为密封结构，进一步增加了密封的严密性。

置换气囊4的材料为聚四氟乙烯，聚四氟乙烯是一种使用了氟原子取代了聚乙烯中所有氢原子的人工合成的高分子材料，其具有抗酸抗碱、几乎不溶于所有的溶剂的特点。使用聚四氟乙烯材料的气囊能够有效地避免由于气囊材料对目标气体造成污染而影响试验环境，同时，置换气囊4的开口设置于左盖板2与箱体1之间，将第一胶圈22隔离于箱体1的试验环境之外，避免了第一胶圈22释放出污染物的问题，不会对试验产生不良的影响。具体的，置换气囊4可采用0.2mm厚的聚四氟乙烯薄膜制作，其形状尺寸不小于环境试验箱内部尺寸，袋口边缘做一圈30mm左右的翻边有利于袋子的安装及气密性。

为了进一步优化上述技术方案，本实施例提供的环境试验箱中，试验箱本体的右盖板3和箱体1之间设置有聚四氟乙烯薄膜垫片32，使用聚四氟乙烯作为环境试验箱的密封材料是目前公认的产生污染最小的一种密封方法，但聚四氟乙烯本身的惰性使得其加工成密封条的工艺过于困难。而左盖板2与箱体1之间使用置换气囊4的开口端进行密封后，置换气囊4将第一胶圈21隔离到试验箱本体和置换气囊4的外侧。此时，右盖板3与箱体1之间的密封材料便直接与箱体1内的目标气体直接接触，为了避免该处的密封材料受目标气体的污染而影响试验的最终结果，使用聚四氟乙烯薄膜垫片32来加强此处的密封，同时，利用聚四氟乙烯几乎不溶于所有溶剂的特点，保证了试验过程中不会因为密封材料的影响对试验结果造成偏差。聚四氟乙烯薄膜垫片32设置为与右盖板3大小相当的薄膜垫片，同时设置于箱体1与试验箱本体的第二胶圈31之间，则聚四氟乙烯薄膜垫片32与第二胶圈31在起到密封作用的同时，将目标气体隔离到箱体1与薄膜垫片之间，聚四氟乙烯薄膜垫片和聚四氟乙烯材料的置换气囊4均利用了聚四氟乙烯污染小的特性，同时利于加工。如图3所示，图3为图1中I处的局部放大图，具体的，聚四氟乙烯薄膜垫片32较第二胶圈31大，且具有超过箱体1横截面一定的余量，并翻边设置到右盖板3上，通过螺钉等紧固装置进行固定，其固定点设置于第二胶圈31的外部。聚四氟乙烯薄膜垫片32将第二胶圈31完全屏蔽在箱体内部空气接触不到的位置，从而保证了即使第二胶圈31为普通的密封圈也可起到密封效果，同时能保证第二胶圈31析出的有害气体污染物不会污染箱体1内的目标气体。

环境试验箱上还设置有采样装置5，其由采样瓶51、三通气管52、进气管53组成，三通气管上设置有第一阀门54和第二阀门55。采样瓶5可以使气源提供的气体在进入环境试验箱之前可以在其内部充分混合均匀。三通气管52及其上的3个阀门可以控制气流的方向，并可以随时通过检测口56检查混合气体是否符合试验要求，检测口56与第一阀门54相连。

环境试验箱的调试过程如下，关闭进气口阀门14，打开出气口阀门15，通过置换气口21向置换气囊4内充入普通空气，充气过程可以采用普通离心风机，充气至置换气囊4被充满而紧贴在环境试验箱内壁为止。此时，关闭出气口阀门15，打开进气口阀门14和出气口阀门23，同时停止向置换气囊充气(关掉离心风机)，此时目标气体由进气口进入箱内并挤压气囊，直至置换气囊内空气全部通过出气口21排出为止。此时关闭气源和环境试验箱上与试验箱本体相通的阀门，则环境试验箱内气体浓度即试验所需的环境浓度。如果试验要求不停的通风换气，只需打开进气口阀门14、第二阀门54和气源即可。试验过程中也可以通过检测口56随时抽查环境试验箱内的气体浓度，(需先打开第一阀门54)采样完毕需关闭第一阀门54。

环境试验箱中，除了置换气囊4、聚四氟乙烯薄膜垫片32和观察窗13，其余的实体部分宜采用304牌号以上的不锈钢制作。不锈钢具有耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的特点，环境试验箱采用不锈钢材料能够满足使用目标气体进行试验的要求，保证了环境试验箱不会对目标气体产生污染，保证了环境试验箱内的试验环境。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种环境试验箱，包括试验箱本体，所述试验箱本体包括进气口(11)和出气口(12)，其特征在于，所述试验箱本体还包括：

置换气囊(4)，其设置于所述试验箱本体的内部，且所述置换气囊(4)鼓起时，充满所述试验箱本体的内部空间；

置换气口(21)，其设置于所述试验箱本体的箱壁上，且与所述置换气囊(4)相通。

2.根据权利要求1所述的环境试验箱，其特征在于，所述试验箱本体包括箱体(1)和设置在所述箱体(1)两端的左盖板(2)和右盖板(3)，所述置换气口(21)设置于所述左盖板(2)上。

3.根据权利要求2所述的环境试验箱，其特征在于，所述置换气囊(4)为一端开口的筒状气囊，其开口端安装于所述左盖板(2)和所述箱体(1)之间。

4.根据权利要求3所述的环境试验箱，其特征在于，所述箱体(1)与所述左盖板(2)之间设置有第一胶圈(22)，所述置换气囊(4)的开口端安装于所述第一胶圈(22)与所述箱体(1)之间。

5.根据权利要求1所述的环境试验箱，其特征在于，所述置换气囊(4)为聚四氟乙烯气囊。

6.根据权利要求1所述的环境试验箱，其特征在于，所述试验箱本体的右盖板(3)与所述箱体(1)之间设置有聚四氟乙烯薄膜垫片(32)。

7.根据权利要求6所述的环境试验箱，其特征在于，所述箱体(1)与所述右盖板(3)之间设置有第二胶圈(31)，所述聚四氟乙烯薄膜垫片(32)设置于所述箱体(1)与所述第二胶圈(31)之间。

8.根据权利要求6所述的环境试验箱，其特征在于，所述聚四氟乙烯薄膜垫片(32)为与所述右盖板(3)大小相当的薄膜垫片。

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