CN103324223A

CN103324223A - 一种智能化低气压试验设备

Info

Publication number: CN103324223A
Application number: CN 201310265143
Authority: CN
Inventors: 孙光林
Original assignee: SHANGHAI LINPIN INSTRUMENT STOCK CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI LINPIN INSTRUMENT STOCK CO Ltd
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2013-09-25

Abstract

本发明涉及一种智能化低气压试验设备，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可调式样品架，所述箱体内下部设有制冷系统，所述加热系统、制冷系统分别线路连接电气系统，所述箱体内设有风循环系统，所述风循环系统包括循环马达和离心风轮，所述循环马达安装在真空室外，所述离心风轮安装在真空室内，所述循环马达输出端与离心风轮相连，所述循环马达与真空室密封连接，所述循环马达线路连接电气系统；本发明不仅箱内温度比较均匀，而且操作更加方便、简洁，大大提高了自动化程度，安全可靠性高。

Description

一种智能化低气压试验设备

[技术领域]

本发明涉及样品真空试验仪器技术领域，具体地说是一种智能化低气压试验设备。

[背景技术]

目前，真空技术的应用已越来越广泛，如航空航天、工业加工、食品制作等各个领域都有用到，但各个公司的生产制造水平不尽相同，制造的产品品质也有高有低，主要存在以下几个问题：

1.控温精度不高，控温范围不大；

2.压力控制方式比较粗放，压力回升比较快，波动大；

3.箱内没有设风循环系统，常压及低气压下箱内温度均匀性不好；

4.外观单一，自动化程度不高，程序控制不方便。

[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智能化低气压试验设备，不仅箱内温度比较均匀，即使在低气压工作状态，仍能有效地使箱内稀薄空气进行循环流动，而且操作更加方便简洁，大大提高了自动化程度，安全可靠。

为实现上述目的设计一种智能化低气压试验设备，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可调式样品架，所述箱体内下部设有制冷系统，所述加热系统、制冷系统分别线路连接电气系统，所述箱体内设有风循环系统，所述风循环系统包括循环马达和离心风轮，所述循环马达安装在真空室外，所述离心风轮安装在真空室内，所述循环马达输出端与离心风轮相连，所述循环马达与真空室密封连接，所述循环马达线路连接电气系统。

所述循环马达的输出端通过长轴与离心风轮相连，所述循环马达采用磁流体转动轴与真空室密封连接。

所述真空室内设置有压力传感器和真空放气阀，所述压力传感器、真空放气阀线路连接电气系统。

所述箱门通过双层硅橡胶与箱体密封连接，所述箱门四周及箱门的门框处装有加热丝，所述箱门上设有转轮式门把手。

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下部，所述压缩机线路连接电气系统。

所述加热系统包括裸线式快速电热丝，所述裸线式快速电热丝安装在箱体内上部的内壁上，所述裸线式快速电热丝线路连接电气系统。

所述裸线式快速电热丝表面设置有温度传感器，所述温度传感器线路连接电气系统。

所述箱体的侧面连接电气柜和触摸屏，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，所述电气系统由线路连接触摸屏、控制面板上的按键控制区，所述按键控制区设有手动充气阀，所述电气柜正面下方设有总电源开关。

所述箱体包括外箱和内箱，所述外箱采用钢板制成，所述内箱采用不锈钢板制成，所述内箱的承压层外表面设有补强层，所述内箱内壁设有保温层。

所述真空系统包括真空泵，所述真空泵安装在电气柜内上部，所述真空泵线路连接电气系统。

本发明同现有技术相比，具有如下优点：

1.循环马达与内箱离心风轮连接采用磁流体进行密封，密封性能非常高，经久耐用，不会像传统密封轴一样，随着运转时间的增加，存在密封不良有现象；

2.触摸屏操作，控温精度高，操作更加方便简洁，且具有网络功能，可以将多台试验设备集在一个电脑显示屏上进行监控，大大提高了自动化程度；

3.专业风道设计，确保箱内温度相当均匀，即使在低气压工作状态，仍能有效地使箱内稀薄空气进行循环流动，达到温度的均匀性；

4.采用微型泵调节箱内压力，可以更加精确地控制压力，选用国内专用真空压力传感器、真空仪表等，确保压力的真实性，最大限度降低设备的故障率，确保设备试验的高可靠性；

5.主要操作面板，采用悬臂式安装方式，简约大方，最大限度地方便用户操作；

6.以人为本，将设备对人身的安全放在第一位，带漏电保护功能，缺水报警功能，超温保护功能等等，确保设备在出现任何故障时，都能保护停机，不会对人身造成伤害。

[附图说明]

图1是本发明的正面结构示意图；

图2是本发明的侧面结构示意图；

图3是本发明的顶部结构示意图；

图中：1、真空泵 2、离心风轮 3、触摸屏 4、转轮式门把手 5、制冷系统 6、循环马达 7、磁流体转动轴 8、控制面板 9、电气柜 10、总电源开关 11、箱体 12、箱门 13、真空室 14、可调式样品架。

[具体实施方式]

下面结合附图对本发明作以下进一步说明：

如附图所示，本发明包括：箱体11、加热系统、制冷系统5、真空系统、电气柜和电气系统，箱体前端面设有箱门12，箱门与箱体密封连接，箱体内上部设有加热系统和真空室13，真空室内安装有可调式样品架14，箱体内下部设有制冷系统，加热系统、制冷系统分别线路连接电气系统，箱体内设有风循环系统，风循环系统包括循环马达6和离心风轮2，循环马达安装在真空室外，离心风轮安装在真空室内，循环马达的输出端通过长轴与离心风轮相连，循环马达采用磁流体转动轴7与真空室密封连接，循环马达线路连接电气系统；真空室内设置有压力传感器和真空放气阀，压力传感器、真空放气阀线路连接电气系统；箱门通过双层硅橡胶与箱体密封连接，箱门四周及箱门的门框处装有加热丝，箱门上设有转轮式门把手4。

本发明中，制冷系统包括压缩机、冷凝器和蒸发器，压缩机、冷凝器、蒸发器分别安装在箱体内下部，压缩机线路连接电气系统；加热系统包括裸线式快速电热丝，裸线式快速电热丝安装在箱体内上部的内壁上，裸线式快速电热丝线路连接电气系统；裸线式快速电热丝表面设置有温度传感器，温度传感器线路连接电气系统；箱体的侧面连接电气柜9和触摸屏3，电气柜正面设有控制面板8，电气系统设置在控制面板的后侧，电气系统包括温控仪、断路器、接触器、继电器、功率控制器、空烧防止开关、超压保护开关、过热保护开关、漏电保护开关、线路保险丝、蜂鸣器、接地保护端子、超温保护器，电气系统由线路连接触摸屏、控制面板上的按键控制区，按键控制区设有手动充气阀，电气柜正面下方设有总电源开关10；箱体包括外箱和内箱，外箱采用钢板制成，内箱采用不锈钢板制成，内箱的承压层外表面设有补强层，内箱内壁设有保温层；真空系统包括真空泵1，真空泵安装在电气柜内上部，真空泵线路连接电气系统。

本发明所述的智能化低气压试验设备主要由钣金、制冷系统、加热系统、电气控制、真空系统这几部分组成，其性能指标为，温度范围-70℃～150℃；温度波动度±0.5℃；温度偏差±2.0℃（常压下）；升温速率（常压下）-70℃～+150℃≤60分钟（可根据需要设计）；降温速率（常压下）20℃～-70℃≤70分钟（可根据需要设计）。

本发明中，箱门为单开门,箱门框及箱门的四周装有加热丝，防止低温试验时冷凝结霜；转盘式门把手；特制强力型门铰链；内箱材质为承压层采用加厚不锈钢板（SUS304）满焊后，外表面再进行补强，确保低气压状态下，箱体不会发生变形，且保持良好的气密性；内箱试验区内采用不锈钢光面板进行修饰，美观大方；外箱材质为钢板烤漆，可根据需要烤成不同颜色，保证外箱的美观性。保温材质为100mm高品质超细玻璃棉加聚胺酯发泡保温。加热系统为专用裸线式快速电热丝；加热控制方式为:控制器经过PID运算，输出信号经无触点开关（SSR）输出至加热器，动态调节加热管的功率，从而达到精确控温的目的。温度传感器采用高精度不锈钢PT-100温度传感器。送风系统中采用高品质进口品牌马达及不锈钢强力循环风轮。

本发明的真空系统中，箱门密封：双层硅橡胶密封，确保箱门有箱体紧密接触，最大限度降低箱体的漏气率。马达密封：电机安装在真空室外，通过长轴引入真空室并驱动离心风轮的旋转；电机长轴采用新型磁流体密封传动件引入真空室，确保密封性能和传动可靠性，磁流体法兰密封，突破传统轴密封易损的弊端。真空泵：直联式旋片真空泵真空泵。真空测量：专用真空压力传感器，可将测量的压力信号变送成4～20mA的信号，输入控制器进行控制。真空控制方式：控制器通过采集号的信号，经运算放大，与设定值进行比较，输出信号控制真空泵的启停，以及控制真空放气阀的动作，如果压力过低，则自动对箱体进行放气微调，最终将压力控制在要求的偏差范围内。真空放气方式：自动放气方式，通过真空放气电磁阀对内箱进行充气；面板上设有手动充气阀，便于快速充气，及需要开启箱门时，手动对内箱进行充气。

本发明的控制器为，设定方式:可程序及定值设定；内存容量:1000个程序记忆,每组100步100次循环，10组程序链接功能；设定/显示范围:温度条件：PT100:–100～200℃，压力条件：0-1000Hpa；温度：0.1℃，压力：0.1hpa(百帕)；时间：1分钟。

本发明的画面显示功能为，采用人机交互方式,采用触摸式输入、控制；温湿度设定测试值显示；温度、压力设定(SV)实际(PV)值直接显示；可显示执行程序号码,段次,剩余时间及循环次数,运转时间显示；程序编辑以及图形曲线显示,具实时显示程序曲线执行功能；定点或程序动作状态显示；屏幕可作背光调整,可设定背光时间；屏幕显示保护功能可做定时或手动关闭设定；程序复制,COPY,连接功能，编辑实验标题等程序编辑功能；具有自诊断功能，提示故障原因及处理方法；数据采集,汇出,查看图形功能。

本发明的程序容量及控制功能为，可使用的程序量:最大1000组,1个程序可由1～100段次组合而成；可使用的记忆容量:1000*100SEGMENTS；可重复执行命令:每一个命令可达100次；程序斜率设定可由时间轴来设定；程序间可设定联结使用；程序之制作采对谈式操作简单；具有编辑,清除,插入等功能；具2组时间信号输出控制(可控制待测物ON/OFF动作)；具有6组PID参数设定；程序执行中具有跳文件,保持功能；具有断电程序记忆,复电后自动启动并接续执行程序功能。

本发明的通讯接口为，可显示曲线,数据采集，具有预约启动及关机功能，具有日期,时间调整功能，按键及画面锁定(LOCK)功能，可做为监控及遥控系统，具备1个USB接口，1个LAN接口。

本发明的其他功能为，可回放历史数据和转成ACCESS或EXCEL等格式文件；历史数据；控制器可存储300天历史数据（24小时运行状态下），可在本机内直接查看。远程集中控制为，通过网络接口可将多台机器的运行状况在同一台电脑上显示及记录，实现集中控制；可通过LAN接口直接双向上传程序编辑及数据储存，无需U盘转存。

本发明的保护功能为，a.功率控制器(控制设备加热的功率)；b.空烧防止开关(防止加热器、加湿器在无循环风的情况下干烧)；c.压缩机超压保护开关（防止压缩机压力过高或过低）；d.压缩机过热保护开关（防止压缩机温度过高）；e.压缩机过电流保护开关（防止压缩机电流过大）；f.漏电开关（防止设备过电流）；g.线路保险丝（防止电路短路）；h.蜂鸣器(设备出现故障时声响报警)；i.接地保护端子(防止设备产生静电)；j.独立工作室可调式超温保护器(防止工作室内温度失控)；k.压力超出范围，报警停机（防止压力失控，抽坏箱体）。

本发明的冷冻系统中，压缩机采用全封闭压缩机或比泽尔半封闭压缩机；制冷方式为机械式复叠制冷；冷媒采用美国杜邦R404A及R23环保冷媒；冷凝器为鳍片式风冷方式，或高效壳管水冷式冷凝器；蒸发器为鳍片式内螺纹高效蒸发器；制冷配件有欧美品牌，丹佛斯膨胀阀，过滤器，压力保护开关，板式换热器等。

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

1.一种智能化低气压试验设备，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可调式样品架，所述箱体内下部设有制冷系统，所述加热系统、制冷系统分别线路连接电气系统，其特征在于：所述箱体内设有风循环系统，所述风循环系统包括循环马达和离心风轮，所述循环马达安装在真空室外，所述离心风轮安装在真空室内，所述循环马达输出端与离心风轮相连，所述循环马达与真空室密封连接，所述循环马达线路连接电气系统。

2.如权利要求1所述的智能化低气压试验设备，其特征在于：所述循环马达的输出端通过长轴与离心风轮相连，所述循环马达采用磁流体转动轴与真空室密封连接。

3.如权利要求1或2所述的智能化低气压试验设备，其特征在于：所述真空室内设置有压力传感器和真空放气阀，所述压力传感器、真空放气阀线路连接电气系统。

4.如权利要求3所述的智能化低气压试验设备，其特征在于：所述箱门通过双层硅橡胶与箱体密封连接，所述箱门四周及箱门的门框处装有加热丝，所述箱门上设有转轮式门把手。

5.如权利要求4所述的智能化低气压试验设备，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下部，所述压缩机线路连接电气系统。

6.如权利要求5所述的智能化低气压试验设备，其特征在于：所述加热系统包括裸线式快速电热丝，所述裸线式快速电热丝安装在箱体内上部的内壁上，所述裸线式快速电热丝线路连接电气系统。

7.如权利要求6所述的智能化低气压试验设备，其特征在于：所述裸线式快速电热丝表面设置有温度传感器，所述温度传感器线路连接电气系统。

8.如权利要求7所述的智能化低气压试验设备，其特征在于：所述箱体的侧面连接电气柜和触摸屏，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，所述电气系统由线路连接触摸屏、控制面板上的按键控制区，所述按键控制区设有手动充气阀，所述电气柜正面下方设有总电源开关。

9.如权利要求8所述的智能化低气压试验设备，其特征在于：所述箱体包括外箱和内箱，所述外箱采用钢板制成，所述内箱采用不锈钢板制成，所述内箱的承压层外表面设有补强层，所述内箱内壁设有保温层。

10.如权利要求9所述的智能化低气压试验设备，其特征在于：所述真空系统包括真空泵，所述真空泵安装在电气柜内上部，所述真空泵线路连接电气系统。