CN105057010A - 一种带液氮灭火高低温试验箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带液氮灭火高低温试验箱，包括箱体(1)、加热系统、制冷系统和电气系统，箱体(1)上开设有液氮进气口(6)和废气排放口(7)，液氮进气口(6)通过液氮进管(8)与工作室(4)内部相连通，液氮进气口(6)与液氮进管(8)之间设有液氮电磁阀(9)，液氮进气口(6)另一端通过钢丝软管(10)连接液氮钢瓶(11)，废气排放口(7)设置于液氮进气口(6)上方，废气排放口(7)通过管道(12)与工作室(4)内上部相连通，液氮电磁阀(9)由线路连接电气系统；本发明同现有技术相比，不仅能够起到快速灭火的效果，自动化程度非常高，而且对试验品、环境均无任何污染，清洁环保，安全可靠高。

Description

一种带液氮灭火高低温试验箱

[技术领域]

本发明涉及高低温试验仪器技术领域，具体地说是一种带液氮灭火高低温试验箱。

[背景技术]

除着工业电子产品对于质量的要求越来越高，这就要求在试验室必须完全真实地模拟产品现实中的使用情况，甚至是在通电情况下进行的试验，比如锂电泄测试，但试验过程中，往往会伴随一定的风险，比如样品由于材料的原因，耐受不了极限的温度，同时样品自身带有一定的发热量，如此综合作用，加速了样品绝缘的老化，可能会因为局部超温，而产生燃烧，将试验产品全部报废，甚至将试验箱烧毁，引发火灾。因此，针对发热试验品的试验，安全因素必须考虑到。目前，市场上常规的此类试验产品，往往对安全重视性不够，主要存在以下问题：

(1)未装配独立的超温保护装置，如果控制器温度失控，将很难自动保护停机；

(2)有些试验产品配备了干粉灭火剂，有时会由于操作人员的误操作，使其动作，一旦动作后，试验品上到处都是干粉，虽然能起到灭火的作用，但试验产品也大都会腐蚀严重，很难有试验结果；

(3)对各种温度下，适应性不够，且自动化程度不高；

(4)如果没有人工及时参与，灭火效果不一定彻底有效。

[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带液氮灭火高低温试验箱，不仅能够起到快速灭火的效果，自动化程度非常高，而且对试验品、环境均无任何污染，清洁环保，安全可靠高。

为实现上述目的设计一种带液氮灭火高低温试验箱，包括箱体1、加热系统、制冷系统和电气系统，所述箱体1前端面上设有箱门2，所述箱门2上设有观察窗3，所述箱门2与箱体1之间密封连接，所述箱体1内上部设有工作室4，所述工作室4内安装有样品架5，所述加热系统、制冷系统分别由线路连接电气系统，所述箱体1上开设有液氮进气口6和废气排放口7，所述液氮进气口6通过液氮进管8与工作室4内部相连通，所述液氮进气口6与液氮进管8之间设有液氮电磁阀9，所述液氮进气口6另一端通过钢丝软管10连接液氮钢瓶11，所述废气排放口7设置于液氮进气口6上方，所述废气排放口7通过管道12与工作室4内上部相连通，所述液氮电磁阀9由线路连接电气系统。

所述箱体1一侧设有电气柜13，所述电气柜13内部设有控制器、故障报警器和断电保护器，所述故障报警器、断电保护器分别通过线路连接控制器，所述控制器与电气系统相连。

所述样品架5处设有感温传感器，所述感温传感器采用PT100铂金电阻测温体，所述感温传感器通过线路连接液氮电磁阀9，所述感温传感器与控制器并联。

所述加热系统包括远红外镍铬合金高速加温电加热器，所述远红外镍铬合金高速加温电加热器安装在箱体1内壁上，所述远红外镍铬合金高速加温电加热器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，所述冷凝器为翅片管式冷凝器，所述蒸发器上设有防止蒸发器结冰的蒸发压力调节阀，所述蒸发器下方设有凝结水接水盘，所述压缩机由线路连接电气系统。

所述箱体1上方安装有循环马达14，所述循环马达14包括长轴风扇电机和不锈钢多翼式叶轮，所述循环马达14的输出端连接风鼓15，所述风鼓15安装在工作室4内，所述循环马达14由线路连接电气系统。

所述箱体1内工作室4底部设有防止蒸气凝结的引流槽，所述观察窗3设置为漏斗形，所述观察窗3上安装有中空钢化玻璃，所述观察窗3内侧设有用于加热除霜的胶合片式导电膜。

所述箱体1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，所述保温层采用硬质聚氨酯泡沫与玻璃纤维制成。

所述箱门2上设有门把手16，所述箱门2与箱体1之间采用双层耐高温高张性密封条，所述箱门2上设有玻璃纤维棉保温层。

所述电气柜13正面设有控制面板17，所述控制面板17上设有液晶触摸显示屏以及用于自动获取IP地址远程控制的以太网络接口，所述电气系统由线路连接控制面板17上的按键控制区。

本发明同现有技术相比，具有如下优点：

(1)由于配备了专门用于液氮的进口电磁阀，使其与液氮钢瓶配套使用，从而可靠性非常高；

(2)由于液氮灭火装置被触发后，直接是往试验箱喷洒液氮，液氮迅速蒸发吸热后气化，形成压力，将试验箱内部原有的空气赶出试验箱，起到降温的同时，也将箱内充满惰性的氮气，火苗没有氧气，根本无法燃烧，从而达到快速灭火效果；

(3)由于液氮蒸发后，只会产生气氮的氮气，可以直接排放到大气当中，无论对试验品，还是对环境，均无任何污染，清洁环保；

(4)配备了专用的移动式传感器及仪表，实时监测样品表面的温度，是否在要求的范围内，一旦超出允许的偏差，马上会触发灭火装置，且偏差值可以允许用户根据不同的产品，进行修改，自动化程度非常高；

(5)由于监控温度的系统，是独立于主控制器的一套系统，这样就形成了双保险，确保试验样品的安全可靠。

[附图说明]

图1是本发明的正面外部结构示意图；

图2是本发明的正面内部结构示意图；

图3是本发明的右侧结构示意图；

图4是本发明的俯视结构示意图；

图中：1、箱体2、箱门3、观察窗4、工作室5、样品架6、液氮进气口7、废气排放口8、液氮进管9、液氮电磁阀10、钢丝软管11、液氮钢瓶12、管道13、电气柜14、循环马达15、风鼓16、门把手17、控制面板。

[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1、加热系统、制冷系统和电气系统，箱体1前端面上设有箱门2，箱门2上设有观察窗3和门把手16，门把手16采用无反作用门把手，操作更简便，箱门2与箱体1之间采用双层耐高温高张性密封条密封连接，以确保测试区的密闭，箱体1内上部设有工作室4，工作室4内安装有样品架5，加热系统、制冷系统分别由线路连接电气系统，箱体1上开设有液氮进气口6和废气排放口7，液氮进气口6通过液氮进管8与工作室4内部相连通，液氮进气口6与液氮进管8之间设有液氮电磁阀9，液氮进气口6另一端通过钢丝软管10连接液氮钢瓶11，废气排放口7设置于液氮进气口6上方，废气排放口7通过管道12与工作室4内上部相连通，液氮电磁阀9由线路连接电气系统。

箱体1一侧设有电气柜13，电气柜13内部设有控制器、故障报警器和断电保护器，故障报警器、断电保护器分别通过线路连接控制器，控制器与电气系统相连，电气柜13正面设有控制面板17，控制面板17上设有液晶触摸显示屏以及用于自动获取IP地址远程控制的以太网络接口，电气系统由线路连接控制面板17上的按键控制区；样品架5处设有感温传感器，感温传感器采用PT100铂金电阻测温体，感温传感器通过线路连接液氮电磁阀9，感温传感器与控制器并联。箱体1上方安装有循环马达14，循环马达14包括长轴风扇电机和不锈钢多翼式叶轮，循环马达14的输出端连接风鼓15，风鼓15安装在工作室4内，循环马达14由线路连接电气系统。箱体1内工作室4底部设有防止蒸气凝结的引流槽，观察窗3设置为漏斗形，观察窗3上安装有多层中空钢化玻璃，观察窗3内侧设有用于加热除霜的胶合片式导电膜，从而可清楚观察试验过程，观察窗尺寸可为395×395mm；箱体1底部采用高品质可固定式PU活动脚轮。

本发明中，箱体1包括外箱和内箱，外箱采用t＝1.2mm的A3钢板数控机床加工成型，钢板外表面进行喷塑处理，更显光洁、美观；内箱采用进口高级不锈钢板制成，外箱与内箱之间设有保温层，保温层采用硬质聚氨酯泡沫与玻璃纤维制成，箱门2的保温材质采用玻璃纤维棉保温层；加热系统包括远红外镍铬合金高速加温电加热器，远红外镍铬合金高速加温电加热器安装在箱体1内壁上，远红外镍铬合金高速加温电加热器由线路连接电气系统；制冷系统包括压缩机、冷凝器和蒸发器，蒸发器通过管道连接冷凝器，冷凝器通过管道连接压缩机，冷凝器为翅片管式冷凝器，蒸发器上设有防止蒸发器结冰的蒸发压力调节阀，蒸发器下方设有凝结水接水盘，压缩机由线路连接电气系统。

本发明是航空、汽车、家电、科研等领域必备的测试设备，用于测试和确定电工、电子及其他产品及材料进行高温、低温、或恒定试验的温度环境变化后的参数及性能。其控制仪表采用日本原装进口“优易控”UMC1200，可实行远程监控；制冷系统采用法国原装泰康压缩机组，并配有凝结水接水盘；核心电气元器件均采用施耐德等进口知名品牌，并沿袭国外环境试验设备先进设计理念，水电分离；工作室底部采用引流槽设计，防止蒸气凝结，最大限度保护测试工件；照明系统采用飞利浦套件，观测窗采用漏斗形设计，观测视野更开阔。

本发明的温度范围为-40℃-150℃，温度均匀度≤2℃(空载时)，温度波动度±0.5℃(空载时)，其降温速率为0.7-1.0℃/min，升温速度为1.0-3.0℃/min，时间设定范围为1～9999H。本发明的温度循环系统采用特制空调型低噪音长轴风扇电机，耐高低温不锈钢多翼式叶轮，以达强度对流垂直扩散循环；箱体左侧设有50mm测试孔，用于外接测试电源线或信号线使用，标配样品架为二层，样品架承重为≤30kg/层。

本发明中，加热系统中采用远红外镍铬合金高速加温电加热器，高温完全独立系统，不影响低温试验、高温试验交变试验，其温度控制输出功率均由微电脑演算，以达高精度及高效率之用电效益；制冷系统中制冷方式采用单机或双机复叠式制冷，压缩机为全封闭法国泰康牌，冷凝器采用翅片管式换热器，冷凝方式采用强制风冷冷却，制冷剂采用环保型R404AR23，臭氧耗损指数为0，并采用内螺旋式高效冷媒铜管，压缩机回气冷却回路，蒸发压力调节阀(防止蒸发器结冰)，加温、降温系统完全独立；除霜方式为低温室自动除霜，经过电磁阀自动转换将压缩机排气端高温高压气体引入制冷蒸发器，使得蒸发器表面温度升高，凝结水排出室外。

本发明中的液氮灭火装置工作原理为：试验品由于温度过高，发生燃烧，设备能够马上往试验箱内充入液氮，迅速冷却试验样品，同时将试验箱中的空气排出，使试验箱中充满气态氮，从而阻止产品燃烧；其中，电磁阀采用原装美国进口ASCO液氮电磁阀，超低温下，可以长期工作，而不发生粘连故障，液氮瓶配备大容量不锈钢杜瓦瓶，长时间储存，气化量相当少。本发明中的安全保护装置有：制冷系统中的压缩机过热、压缩机超压；试验箱的超温保护、风机电机过热、整体设备欠相/逆相、整体设备定时；以及漏电保护、过载及短路保护，并具有故障报警、断电保护等。

本发明具有定值温度及斜率设定功能；保持、跳段、待机及两组时间信号输出功能；冷机/热机启动选择功能；温度显示值修正功能；温度感测体校正功能；压缩机自动停开功能；预约起动/停止运转功能；暂停记录功能；停电记忆功能(当断电后，程序数据记忆可保持6个月)。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，能够实时监控，以监控控制器实时数据，信号点状态，实际输出状态；并具有曲线记录功能，控制器可存储600天内历史数据(24小时运行状态下，记录间隔1min以上，温湿度数据同时记录时)，且可回放上传的控制内历史数据曲线；在机器停机状态下，可随时插入U盘导出或上传数据，并可通过随机赠送软件将导出来的文件在电脑查看或转成EXCEL格式，还可配备USB端口，可直接通过端口驱动微型打印机预览及打印。

本发明的控制器面板标配有10M/100M以太网络接口，自动获取IP地址远程控制，可支持实时监控、历史曲线回放、程序编辑、FTP上传下载、历史故障查看、远程定值/程序控制等功能；设备具有强大的网络监视、控制网络功能，即使不在机器旁边，也可以在电脑上实时操作、监控，对设备的运行情况了如指掌，从而实现只要所在地方有网络连接，即可跨国际的进行远程诊断。

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)

1.一种带液氮灭火高低温试验箱，包括箱体（1）、加热系统、制冷系统和电气系统，所述箱体（1）前端面上设有箱门（2），所述箱门（2）上设有观察窗（3），所述箱门（2）与箱体（1）之间密封连接，所述箱体（1）内上部设有工作室（4），所述工作室（4）内安装有样品架（5），所述加热系统、制冷系统分别由线路连接电气系统，其特征在于：所述箱体（1）上开设有液氮进气口（6）和废气排放口（7），所述液氮进气口（6）通过液氮进管（8）与工作室（4）内部相连通，所述液氮进气口（6）与液氮进管（8）之间设有液氮电磁阀（9），所述液氮进气口（6）另一端通过钢丝软管（10）连接液氮钢瓶（11），所述废气排放口（7）设置于液氮进气口（6）上方，所述废气排放口（7）通过管道（12）与工作室（4）内上部相连通，所述液氮电磁阀（9）由线路连接电气系统。

2.如权利要求1所述的带液氮灭火高低温试验箱，其特征在于：所述箱体（1）一侧设有电气柜（13），所述电气柜（13）内部设有控制器、故障报警器和断电保护器，所述故障报警器、断电保护器分别通过线路连接控制器，所述控制器与电气系统相连。

3.如权利要求2所述的带液氮灭火高低温试验箱，其特征在于：所述样品架（5）处设有感温传感器，所述感温传感器采用PT100铂金电阻测温体，所述感温传感器通过线路连接液氮电磁阀（9），所述感温传感器与控制器并联。

4.如权利要求1、2或3所述的带液氮灭火高低温试验箱，其特征在于：所述加热系统包括远红外镍铬合金高速加温电加热器，所述远红外镍铬合金高速加温电加热器安装在箱体（1）内壁上，所述远红外镍铬合金高速加温电加热器由线路连接电气系统。

5.如权利要求4所述的带液氮灭火高低温试验箱，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，所述冷凝器为翅片管式冷凝器，所述蒸发器上设有防止蒸发器结冰的蒸发压力调节阀，所述蒸发器下方设有凝结水接水盘，所述压缩机由线路连接电气系统。

6.如权利要求5所述的带液氮灭火高低温试验箱，其特征在于：所述箱体（1）上方安装有循环马达（14），所述循环马达（14）包括长轴风扇电机和不锈钢多翼式叶轮，所述循环马达（14）的输出端连接风鼓（15），所述风鼓（15）安装在工作室（4）内，所述循环马达（14）由线路连接电气系统。

7.如权利要求6所述的带液氮灭火高低温试验箱，其特征在于：所述箱体（1）内工作室（4）底部设有防止蒸气凝结的引流槽，所述观察窗（3）设置为漏斗形，所述观察窗（3）上安装有中空钢化玻璃，所述观察窗（3）内侧设有用于加热除霜的胶合片式导电膜。

8.如权利要求7所述的带液氮灭火高低温试验箱，其特征在于：所述箱体（1）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，所述保温层采用硬质聚氨酯泡沫与玻璃纤维制成。

9.如权利要求8所述的带液氮灭火高低温试验箱，其特征在于：所述箱门（2）上设有门把手（16），所述箱门（2）与箱体（1）之间采用双层耐高温高张性密封条，所述箱门（2）上设有玻璃纤维棉保温层。

10.如权利要求9所述的带液氮灭火高低温试验箱，其特征在于：所述电气柜（13）正面设有控制面板（17），所述控制面板（17）上设有液晶触摸显示屏以及用于自动获取IP地址远程控制的以太网络接口，所述电气系统由线路连接控制面板（17）上的按键控制区。