CN104826672A - 一种密封带式冷热冲击箱 - Google Patents

Abstract

一种密封带式冷热冲击箱，涉及冷热冲击试验箱。它为了解决现有技术冲击过程中试样易碰撞或移位、密封性差、冲击效果差、控制精度差等问题。试样箱的四个侧壁的外表面、密封带的内外两侧、两个蓄热箱和两个蓄冷箱的外表面、以及四根转轴的侧面均设置有多条相间排列的凸起和凹槽，密封效果好。当光电接收器接收到光信号后，通过控制器来控制电机停止，开始制冷或制热，实现冷热冲击。本发明在冲击过程中不需移动试样，消除了碰撞移位等不利因素，采用控制器控制精确，成本低廉，结构简单，操作方便，冲击效率高，密封效果好，并且使用寿命也大大延长。本发明适用于对器件进行冷热冲击测试。

Description

一种密封带式冷热冲击箱

技术领域

本发明涉及冷热冲击试验箱。

背景技术

温度冲击箱是电工电器、航空、航天、汽车、船舶、化工、兵器等领域及科研、院校等必备的试验设备，用于测试材料、部件、装备等经受温度剧烈变化时是否产生物理损坏和性能下降及产品热胀冷缩产生的变化或伤害。经过不断更新换代，目前已公开并且成功进入市场的专利大体可分为两类结构：

一类为两箱移动式(上下或左右)，专利号为ZL201210061997.2的专利公开了一种升降式冷热冲击箱，该冷热冲击箱高低温转换速度快，灵活性高。但由于需要移动试样，测试件大小受到约束，机械震荡会导致测试结果出现偏差。驱动装置又较复杂，操作不便，可靠性不好，造价高。专利号为ZL201410245167.4的专利公开了一种左右移动式冷热冲击箱，该冷热冲击箱虽然可以测试大型试样，但运动不平稳，且传动装置暴露在冷热环境中，降低了寿命。

另一类为三箱式，专利号为ZL200710071569.7的专利公开了一种高低温冲击箱，该高低温冲击箱虽不需要移动试样，但密封采用液压阀和电动阀结构，加工工艺繁杂、成本高、容易受到冷热交变环境的影响而造成失灵，甚至引发事故，其次，由于储存能量的限制，当试样箱较大时，冲击要求很难达到。

综上所述，目前冷热冲击箱存在以下几点问题

1、移动类冲击箱在冲击过程中需移动试样，造成碰撞移位等不利因素，受蓄能环节的影响初始数据不可用，大型测试对象移位困难，同时传动装置要求精度高，冷热交变环境中易损坏，降低了寿命，导致成本相应增加。

2、固定类冲击箱的密封性很难得到保证，对大、中型试件进行冲击测试时，由于试样箱体较大蓄能装置储存能量不足、气流运动不流畅，从而导致升降温速度慢，冲击效率低，很难达到冲击目的。

3、设备冷热冲击效果单一，由于不同试品用途不同，其所处的环境条件也各不相同。而大多冷热冲击装置无法根据要求改变冲击效果，限制了其广泛应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的问题，提供一种密封带式冷热冲击箱。

本发明所述的一种密封带式冷热冲击箱，包括试样箱1、密封带2、四根转轴3、电机以及四个储能箱4，即两个蓄热箱和两个蓄冷箱；

所述试样箱1为长方体结构，试样箱1的四个侧壁上分别开有一个通风口1-1，且四个通风口1-1尺寸及高度均相同，且四根转轴3分别固定在试样箱1侧面的四个棱的位置，密封带2套在四根转轴3上，并将试样箱1的四个侧壁包围，在密封带2的外侧、与四个通风口1-1相对应的位置设置有两个蓄热箱和两个蓄冷箱，且两个蓄热箱相对设置，两个蓄冷箱相对设置，密封带2上开有两个导气口2－1，两个导气口2－1沿密封带2的一周均匀分布，试样箱1的上表面开有箱门1-2，该箱门1-2的四周黏贴有密封磁条；

试样箱1的四个侧壁的外表面、密封带2的内外两侧、两个蓄热箱和两个蓄冷箱的外表面、以及四根转轴3的侧面均设置有多条相间排列的凸起和凹槽，凸起和凹槽的长度方向均与转轴3的轴线垂直，试样箱1四个侧壁上的凸起和凹槽与四根转轴3侧面的凸起和凹槽具有相同的分布方式，四个储能箱4外表面的凸起和凹槽具有相同的分布方式，密封带2内侧的凸起和凹槽分别与试样箱1侧壁上的凹槽和凸起相配合，密封带2外侧的凸起和凹槽分别与储能箱4外表面的凹槽和凸起相配合；

电机用于带动四根转轴3转动。

所述试样箱1为长方体结构，试样箱1的四个侧壁上分别开有一个通风口1-1，且四个通风口1-1尺寸及高度均相同，且四根转轴3分别固定在试样箱1侧面的四个棱的位置，密封带2套在四根转轴3上，并将试样箱1的四个侧壁包围，在密封带2的外侧、与四个通风口1-1相对应的位置设置有两个蓄热箱和两个蓄冷箱，且两个蓄热箱相对设置，两个蓄冷箱相对设置，密封带2上开有两个导气口2－1，两个导气口2－1沿密封带2的一周均匀分布，试样箱1的上表面开有箱门1-2，该箱门1-2的四周黏贴有密封磁条；

试样箱1的四个侧壁的外表面、密封带2的内外两侧、两个蓄热箱和两个蓄冷箱的外表面、以及四根转轴3的侧面均设置有多条相间排列的凸起和凹槽，凸起和凹槽的长度方向均与转轴3的轴线垂直，试样箱1四个侧壁上的凸起和凹槽与四根转轴3侧面的凸起和凹槽具有相同的分布方式，四个储能箱4外表面的凸起和凹槽具有相同的分布方式，密封带2内侧的凸起和凹槽分别与试样箱1侧壁上的凹槽和凸起相配合，密封带2外侧的凸起和凹槽分别与储能箱4外表面的凹槽和凸起相配合；

电机用于带动四根转轴3转动。

所述试样箱1为长方体结构，试样箱1的四个侧壁上分别开有一个通风口1-1，且四个通风口1-1尺寸及高度均相同，且四根转轴3分别固定在试样箱1侧面的四个棱的位置，密封带2套在四根转轴3上，并将试样箱1的四个侧壁包围，在密封带2的外侧、与四个通风口1-1相对应的位置设置有两个蓄热箱和两个蓄冷箱，且两个蓄热箱相对设置，两个蓄冷箱相对设置，密封带2上开有两个导气口2－1，两个导气口2－1沿密封带2的一周均匀分布，试样箱1的上表面开有箱门1-2，该箱门1-2的四周黏贴有密封磁条；

试样箱1的四个侧壁的外表面、密封带2的内外两侧、两个蓄热箱和两个蓄冷箱的外表面、以及四根转轴3的侧面均设置有多条相间排列的凸起和凹槽，凸起和凹槽的长度方向均与转轴3的轴线垂直，试样箱1四个侧壁上的凸起和凹槽与四根转轴3侧面的凸起和凹槽具有相同的分布方式，四个储能箱4外表面的凸起和凹槽具有相同的分布方式，密封带2内侧的凸起和凹槽分别与试样箱1侧壁上的凹槽和凸起相配合，密封带2外侧的凸起和凹槽分别与储能箱4外表面的凹槽和凸起相配合；

四个电机分别用于带动四根转轴3转动。

所述冷热冲击箱还包括有四个光电发射器、四个光电接收器以及控制器，密封带2上开有通光孔2－2，四个光电接收器均匀分布在试样箱1的四周，四个蓄能箱的外表面分别设置有光电发射器，光电发射器用于发射光信号，光电接收器用于接收光信号，控制器用于控制根据光电接收器接收到的信号来控制电机的启动或停止。

所述蓄能箱的通气孔内设置有由鼓风机驱动的导气通道。

每个电机还配备有减速器，电机通过减速器来带动转轴3转动。

本发明的优点：冲击过程中不需移动试样，消除了碰撞移位等不利因素，采用控制器控制精确，成本低廉，结构简单，操作方便，冲击效率高，密封效果好，并且使用寿命也大大延长。此外，冲击箱为分体组合式，蓄热箱、蓄冷箱和试样箱1可以根据需要进行各种组合，以高效的完成不同的测试要求。

附图说明

图1为本发明所述的一种密封带式冷热冲击箱的机械结构示意图；

图2为以图1为基准，从左侧看过去得到的机械结构示意图，其中箭头代表光信号传输方向；

图3为凸起和凹槽的结构示意图；

图4为图3中的A部放大图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述的一种密封带式冷热冲击箱，包括试样箱1、密封带2、四根转轴3、电机以及四个储能箱4，即两个蓄热箱和两个蓄冷箱；

所述试样箱1为长方体结构，试样箱1的四个侧壁上分别开有一个通风口1-1，且四个通风口1-1尺寸及高度均相同，且四根转轴3分别固定在试样箱1侧面的四个棱的位置，密封带2套在四根转轴3上，并将试样箱1的四个侧壁包围，在密封带2的外侧、与四个通风口1-1相对应的位置设置有两个蓄热箱和两个蓄冷箱，且两个蓄热箱相对设置，两个蓄冷箱相对设置，密封带2上开有两个导气口2－1，两个导气口2－1沿密封带2的一周均匀分布，试样箱1的上表面开有箱门1-2，该箱门1-2的四周黏贴有密封磁条；

试样箱1的四个侧壁的外表面、密封带2的内外两侧、两个蓄热箱和两个蓄冷箱的外表面、以及四根转轴3的侧面均设置有多条相间排列的凸起和凹槽，凸起和凹槽的长度方向均与转轴3的轴线垂直，试样箱1四个侧壁上的凸起和凹槽与四根转轴3侧面的凸起和凹槽具有相同的分布方式，四个储能箱4外表面的凸起和凹槽具有相同的分布方式，密封带2内侧的凸起和凹槽分别与试样箱1侧壁上的凹槽和凸起相配合，密封带2外侧的凸起和凹槽分别与储能箱4外表面的凹槽和凸起相配合；

电机用于带动四根转轴3转动。

图1和图2给出了本实施方式的机械结构，图1和图2中已将密封带2展开，且只画出了一个储能箱4。图3和图4给出了试样箱1与密封带2、密封带2与储能箱4之间凸起和凹槽相配合的结构示意图。

本实施方式中，密封带2的结构类似于传送带，通过转轴带动来移动。试样箱1与密封带2以及密封带2与四个储能箱4之间均通过相互配合的凸起和凹槽来实现密封，储能箱4与试样箱1之间有能量流通时，冷空气或热空气不易穿过层层凸起和凹槽扩散到外界，因而密封效果非常好。同时，凸起和凹槽结构还能对密封带2起到定位和导向作用，避免密封带2转动过程中纵向位置发生偏移，此外，四根转轴3通过凸起和凹槽结构对密封带2也起到了定位的作用，并且由于增大了接触面积，也相应地增大了二者之间的摩擦力，能够有效地带动密封带2转动。

四根转轴3同时转动以带动密封带2转动，转轴3的两端装配有轴承，转轴3只通过轴承与试样箱1接触，其余部分与试样箱1之间有一定空隙，防止影响转轴3的传动。

试样箱1的上面开有箱门1-2，箱门1-2上安装把手和卡扣，四周黏贴密封磁条，用来取放待测试的产品。

使用时，将待测试的产品放入试样箱1内的试品架上，关上箱门1-2。等四个储能箱4储能完成后，启动电机，四根转轴3在电机的带动下开始转动，进而带动密封带2运动，直至密封带2的两个导气口分别与两个蓄冷箱的通气口以及试样箱1的一对通风口三口合一时，蓄冷箱内的冷空气经由导气口进入试样箱1，达到一定时间后，降温完成，密封带2再次开始转动，直至密封带2的两个导气口分别与两个蓄热箱的通气口以及试样箱1的另一对通风口三口合一，此时，开始升温以进行热冲击，热冲击完毕后，如此冷热冲击交替进行，冲击完毕后打开箱门1-2，取出产品。

所述蓄能箱与试样箱1均可设计多种规格，通过改试样箱1的尺寸型号或蓄能箱与试样箱1之间的大小配比，从而改变蓄能箱储存能量的多少以及试样箱1达到指定温度所需时间，进而达到不同的的冲击要求。

本实施方式所述的冷热冲击箱具有以下优点：

1、试品架在试验过程中静止在原位，可避免试品运动带来的碰撞、移位等不利因素。采用密封带达到冷热箱口之间的转换，省去了复杂的转换装置，降低了工艺复杂程度，从而使成本大为降低。

2、转轴3上凹凸结构的设计，使得转轴3与密封带2之间的接触面积显著增大，增加了摩擦力，避免出现卡死或锁紧现象。而试样箱1上的凹凸结构设计起到对密封带2定位与导向的作用，使密封带2沿平直路线运动，避免出现因运动偏移或密封带2歪斜而漏气的现象。

3、整个冲击箱全部为机械式传动，且传动机构完全在试样箱1外部，不受冷热环境影响，与气动或液动机构相比，可靠性更高。

4、试验过程中所有数据均可用，试样箱1升降温时，都能同时有两个相对的蓄能箱进行导气，在一定程度上缓解了蓄能不充分的问题，提高了升降温的效率，使得箱体内部温度更为平均，冷热冲击效果更佳。

5、蓄能箱体与试样箱体可以任意分解、组装，且体积均可根据需要进行调整。无论是大、中型还是小型试品该装置都可根据冲击要求，通过改变箱体尺寸型号或蓄能箱与试样箱体之间的大小配比达到最佳冲击测试的目的，解决了冲击效果单一的问题。

具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式所述的一种密封带式冷热冲击箱的进一步限定，本实施方式中，所述冷热冲击箱还包括有四个光电发射器、四个光电接收器以及控制器，密封带2上开有通光孔2－2，四个光电接收器均匀分布在试样箱1的四周，四个蓄能箱的外表面分别设置有光电发射器，光电发射器用于发射光信号，光电接收器用于接收光信号，控制器用于控制根据光电接收器接收到的信号来控制电机的启动或停止。

本实施方式增加了控制功能。四个光电接收器分别固定在试样箱1四个侧壁上的安装槽内，四个安装槽可以分别设置在每个通风口1-1的上方(或下方)，四个光电发射器固定试样箱1外部，且四个光电发射器分别设置在与四个光电接收器相对应的位置。通光孔2－2设置在一个导气口的上方(或下方)。当密封带2的两个导气口分别旋转至两个通风口1-1的位置时，其中一个通风口1-1上方(或下方)的光电接收器能够通过密封带2上的通光孔2－2接收到光电发射器发出的光信号，此时光电接收器将光信号转换成电信号后发送给控制器，控制器控制电机停止转动，蓄热箱(或蓄冷箱)开始对试样箱1制热(或制冷)，当制热(或制冷)进行一段时间后，控制器控制电机启动，密封带2继续旋转，当密封带2转过四分之一周长时，两个导气口恰好分别旋转至另外两个通风口1-1的位置，又有一个光电接收器能够通过密封带2上的通光孔2－2接收到光电发射器发出的光信号，此时光电接收器将光信号转换成电信号后发送给控制器，控制器再次控制电机停止转动，蓄冷箱(或蓄热箱)开始对试样箱1制冷(或制热)，如此循环，实现冷热冲击。

在试样箱1的箱门1-2旁边安装有控制及显示面板，用来设定控制器的各个参数(如电机转速、每次制冷和制热的时间、最高温度和最低温度、以及循环次数等)，以及温度值和时间的显示。

此外，还可以通过控制及显示面板来控制蓄冷箱体与蓄热箱体同时开始蓄能。蓄能完成后按下冲击测试键，开始冷热冲击。

本实施方式采用光电发射器、光电接收器以及控制器组成的控制系统来实现冷热冲击的自动控制，避免了带式传动不精确问题，与手动控制相比，制冷和制热时间控制得更加精准。

具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式所述的一种密封带式冷热冲击箱的进一步限定，本实施方式中，所述蓄能箱的通气孔内设置有由鼓风机驱动的导气通道。

当蓄能箱开始对试样箱1制冷(或制热)或，鼓风机驱动冷气体(或热气体)经由导气通道进入试样箱1。

具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式所述的一种密封带式冷热冲击箱的进一步限定，本实施方式中，电机还配备有减速器，电机通过减速器来带动四根转轴3转动。

在四根转轴3的同一端各装配一个小齿轮，即从动齿轮，从动齿轮由电机经减速器上的大齿轮同步带动，以便于四个转轴3的转动或停止能同步进行，并能够调节转轴3的转速。

具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式所述的一种密封带式冷热冲击箱的进一步限定，本实施方式中，所述冲击箱还包括四个丝杠，每个丝杠用于控制一个储能箱4移动，丝杠提供能使蓄能箱、传送带、试样箱互相压紧的力，进一步提升密封效果。

具体实施方式六：本实施方式中，用大尺寸的储能箱4与小尺寸的试样箱1相配合，这样可以使温度变换更快，可用于测试要求严格的试样，同时也可以用小尺寸的储能箱4与大尺寸的试样箱1相配合，这样温度转变时间较长，可以用来测试环境要求不是很严格的试样，节约了能量。

本实施方式提高了冲击箱的灵活性，可任意改变大小，也可以任意组装，最后达到以试样所在的实际外界环境与应用环境为基础，以最适合试样的测定标准来进行测定。

Claims (4)

1.一种密封带式冷热冲击箱，包括试样箱(1)和及四个储能箱(4)，即两个蓄热箱和两个蓄冷箱；

其特征在于：它还包括密封带(2)、四根转轴(3)和电机；

所述试样箱(1)为长方体结构，试样箱(1)的四个侧壁上分别开有一个通风口(1-1)，且四个通风口(1-1)尺寸及高度均相同，且四根转轴(3)分别固定在试样箱(1)侧面的四个棱的位置，密封带(2)套在四根转轴(3)上，并将试样箱(1)的四个侧壁包围，在密封带(2)的外侧、与四个通风口(1-1)相对应的位置设置有两个蓄热箱和两个蓄冷箱，且两个蓄热箱相对设置，两个蓄冷箱相对设置，密封带(2)上开有两个导气口(2－1)，两个导气口(2－1)沿密封带(2)的一周均匀分布，试样箱(1)的上表面开有箱门(1-2)，该箱门(1-2)的四周黏贴有密封磁条；

试样箱(1)的四个侧壁的外表面、密封带(2)的内外两侧、两个蓄热箱和两个蓄冷箱的外表面、以及四根转轴(3)的侧面均设置有多条相间排列的凸起和凹槽，凸起和凹槽的长度方向均与转轴(3)的轴线垂直，试样箱(1)四个侧壁上的凸起和凹槽与四根转轴(3)侧面的凸起和凹槽具有相同的分布方式，四个储能箱(4)外表面的凸起和凹槽具有相同的分布方式，密封带(2)内侧的凸起和凹槽分别与试样箱(1)侧壁上的凹槽和凸起相配合，密封带(2)外侧的凸起和凹槽分别与储能箱(4)外表面的凹槽和凸起相配合；

电机用于带动四根转轴(3)转动。

2.根据权利要求1所述的一种密封带式冷热冲击箱，其特征在于：所述冷热冲击箱还包括有四个光电发射器、四个光电接收器以及控制器，密封带(2)上开有通光孔(2－2)，四个光电接收器均匀分布在试样箱(1)的四周，四个蓄能箱的外表面分别设置有光电发射器，光电发射器用于发射光信号，光电接收器用于接收光信号，控制器用于控制根据光电接收器接收到的信号来控制电机的启动或停止。

3.根据权利要求1所述的一种密封带式冷热冲击箱，其特征在于：所述蓄能箱的通气孔内设置有由鼓风机驱动的导气通道。

4.根据权利要求1所述的一种密封带式冷热冲击箱，其特征在于：每个电机还配备有减速器，电机通过减速器来带动四根转轴(3)转动。