CN109839324A - 一种用于冲击试验的分体式高低温送风装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于冲击试验的分体式高低温送风装置，包括冲击试验台面，所述冲击试验台面上表面放置受试样品，在受试样品的外部安装有机动保温罩，所述机动保温罩的内壁面安装有温度传感器，所述机动保温罩的底部与冲击试验台面接触；还包括高低温送风箱，机动保温罩的两端分别通过送风软管与高低温送风箱连接，并形成闭环管路，所述高低温送风箱还通过测量电缆与机动保温罩连接，所述高低温送风箱根据指令产生额定温度的高低温气流并在管路内循环，所述机动保温罩给冲击试验台面的受试样品提供保温所需的密闭空间，循环气流的温度依据温度传感器测量数据实现实时控制。工作可靠，试验效果好。

Description

一种用于冲击试验的分体式高低温送风装置

技术领域

本发明涉及试验与测试技术领域，尤其是一种冲击试验的分体式高低温送风装置，用于提供综合环境试验中要求的高低温环境条件。

背景技术

环境试验主要是通过模拟产品在全寿命工作期间可能遭受的环境条件，考察产品能否满足研制目的和使用需求，正确有效开展环境试验能够为产品在实际使用中的环境适应性提供依据，控制产品开发成本、减少不必要的损失，其关键技术在于能够真实模拟产品的实际工作环境。综合环境试验是将多个环境条件综合在一次试验中实施，能够较为充分模拟产品在实际使用中遭受的环境。

冲击试验用于考察产品在额定冲击条件下的抗冲击性能及特性。每种产品一般由多种材质的部件和元器件构成，这些部件和元器件极易受到环境温度的影响，导致材料特性和元器件的动力学性能发生改变。因此在对产品进行抗冲击性能评估和强度测试时必须考虑冲击环境和温度环境的强耦合效应。

冲击试验常用冲击机作为试验设备，如落锤式冲击机、摆锤式冲击机等，试验时受试样品一般安装在冲击机台面或刚性基础上，通过冲击锤或其他装置作动，将额定的冲击载荷施加到工作台面或直接作用到受试样品上，并通过试验测量获取受试样品的冲击响应指标，如加速度、应变、位移等。

根据现有的环境试验技术和设备，在冲击试验设备上实现冲击-温度综合环境条件存在以下困难：

(一)现有冲击试验设备不适用于试验高低温环境。现有冲击试验设备均设计用于实验室环境条件，在试验的高低温环境下，设备的结构动力学特性、电气工作性能受到影响，缩短使用寿命，甚至会导致冲击试验设备无法正常运行。

(二)现有温度环境试验设备不具备耐冲击能力。现有温度环境试验设备在安装使用时对于场地的力学环境有着较高的要求，周边设备设施运行产生的长期振动作用会导致保温箱箱体密封性的降低，如果直接遭受到力学试验冲击载荷或由此引起的不良振动，温度环境试验设备必将产生损伤，甚至破坏。

(三)振动试验台用综合温度箱不适用于冲击试验设备。采用振动试验台进行振动-温度综合环境试验时，采用振动综合温度试验箱产品(见图7)，设备的保温箱体笼罩在振动试验台台面上，通过保温柔性材料形成密闭的保温空间，同时隔离了台面产生的振动载荷。但是冲击试验设备为了确保工作台面具备耐受强冲击的刚度和强度，台面有着较强的支撑结构，同时还要设立作动机构所需的刚性门架、导轨等，同时对于类似落锤冲击机的设备，台面必须预留冲击锤等作动装置的工作路径，保温箱箱体为标准化设计，根据保温板材的尺寸，保温箱外形规格有着确定的比例，难以适配冲击试验台面。

除此以外，现有温度环境试验设备如果和冲击试验设备同区域内布置，一方面会对冲击试验设备的作业空间产生干扰，影响设备效能的发挥；另一方面温度箱运行产生的电磁环境和箱体振动会对冲击动响应试验测量产生干扰，影响测量精度，尤其是对于元器件级样品要求的精细测量工作。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种用于冲击试验的分体式高低温送风装置，从而可以方便的完成冲击试验工作，动作灵敏，工作可靠性好。

本发明所采用的技术方案如下：

一种用于冲击试验的分体式高低温送风装置，包括冲击试验台面，所述冲击试验台面上表面放置受试样品，在受试样品的外部安装有机动保温罩，所述机动保温罩的内壁面安装有温度传感器，所述机动保温罩的底部与冲击试验台面接触；还包括高低温送风箱，机动保温罩的两端分别通过送风软管与高低温送风箱连接，并形成闭环管路，所述高低温送风箱还通过测量电缆与机动保温罩连接，所述高低温送风箱根据指令产生额定温度的高低温气流并在管路内循环，所述机动保温罩给冲击试验台面的受试样品提供保温所需的密闭空间，循环气流的温度依据温度传感器测量数据实现实时控制。

其进一步技术方案在于：

所述高低温送风箱的结构为：包括送风箱箱体，所述送风箱箱体内设置送风箱风道，并在送风箱风道的一端形成送风箱进风口，另一端形成送风箱出风口；所述送风箱箱体的内部安装有与温度传感器连通的测温仪，所述测温仪连接控制器，所述控制器同时连接冷凝器和加热器；还包括大功率电机，所述大功率电机的输出口安装大尺寸叶轮，所述大尺寸叶轮位于送风箱风道中，送风箱箱体底部安装有万向轮。

所述机动保温罩立方体结构，分别为保温罩底面、保温罩顶面和四个侧面，相邻两个面之间通过拉链连接。

机动保温罩的单个面的结构为：包括四边形结构的碳纤维管框架，所述碳纤维管框架的内部和外部同时填充有一块硅胶布，在硅胶布的外部安装防水拉链。

机动保温罩的单个面的结构为：包括四边形结构的碳纤维管框架，所述碳纤维管框架的内部和外部均填充有硅胶布，硅胶布的外部和内部均安装有防水拉链，位于内部的防水拉链设置有防水拉链开口。

机动保温罩的单个面的结构为：一块三边带防水拉链的硅胶布。

机动保温罩的单个面的结构为：包括四边形结构的碳纤维管框架，所述碳纤维管框架的内部和外部同时填充有一块硅胶布，在硅胶布的中部开有圆孔，所述圆孔处安装不锈钢管接头。

所述送风软管采用硅胶布保温软管。

所述送风软管设置一路或并联的多路。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过利用高低温送风装置可以巧妙的完成对受试样品的冲击试验，部署灵活、机动，适用范围宽，可在不干扰、不危害冲击试验设备的条件下实现冲击-温度综合试验环境的模拟，有效地为受试样品提供高低温试验环境，为开展冲击-温度综合环境条件下的试验研究提供了技术保障。

附图说明

图1为本发明的系统组成结构示意图。

图2为本发明机动保温罩的1#保温罩组件结构示意图。

图3为本发明机动保温罩的2#保温罩组件结构示意图。

图4为本发明机动保温罩的3#保温罩组件结构示意图。

图5为本发明机动保温罩的4#保温罩组件结构示意图。

图6为本发明立方形机动保温罩外形示意图。

图7为本发明高低温送风箱的结构示意图。

图8为本发明用于单次冲击试验的实施态势部署示意图。

图9为本发明用于连续冲击试验的实施态势部署示意图。

其中：1、冲击试验台面；2、受试样品；3、机动保温罩；4、送风软管；5、高低温送风箱；6、温度传感器；7、测量电缆；8、硅胶布；9、碳纤维管框架； 10、防水拉链；11、防水拉链开口；12、不锈钢管接头；13、测温仪；14、控制器；15、冷凝器；16、加热器；17、大功率电机；18、大尺寸叶轮；19、送风箱出风口；20、送风箱进风口；21、送风箱箱体；22、送风箱风道；23、万向轮；24、释放装置；25、冲击锤；26、刚性门架；27、作动器固定端；28、作动器工作端。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1-图9所示，本实施例的用于冲击试验的分体式高低温送风装置，包括冲击试验台面1，冲击试验台面1上表面放置受试样品2，在受试样品2的外部安装有机动保温罩3，机动保温罩3的内壁面安装有温度传感器6，机动保温罩3的底部与冲击试验台面1接触；还包括高低温送风箱5，机动保温罩3的两端分别通过送风软管4与高低温送风箱5连接，并形成闭环管路，高低温送风箱5还通过测量电缆7与机动保温罩3连接，高低温送风箱5根据指令产生额定温度的高低温气流并在管路内循环，机动保温罩3给冲击试验台面1的受试样品2提供保温所需的密闭空间，循环气流的温度依据温度传感器6测量数据实现实时控制。

高低温送风箱5的结构为：包括送风箱箱体21，送风箱箱体21内设置送风箱风道22，并在送风箱风道22的一端形成送风箱进风口20，另一端形成送风箱出风口19；送风箱箱体21的内部安装有与温度传感器6连通的测温仪13，测温仪13连接控制器14，控制器14同时连接冷凝器15和加热器16；还包括大功率电机17，大功率电机17的输出口安装大尺寸叶轮18，大尺寸叶轮18 位于送风箱风道22中，送风箱箱体21底部安装有万向轮23。

机动保温罩3立方体结构，分别为保温罩底面、保温罩顶面和四个侧面，相邻两个面之间通过拉链连接。

机动保温罩3的单个面的结构为：包括四边形结构的碳纤维管框架9，碳纤维管框架9的内部和外部同时填充有一块硅胶布8，在硅胶布8的外部安装防水拉链10。

机动保温罩3的单个面的结构为：包括四边形结构的碳纤维管框架9，碳纤维管框架9的内部和外部均填充有硅胶布8，硅胶布8的外部和内部均安装有防水拉链10，位于内部的防水拉链10设置有防水拉链开口11。

机动保温罩3的单个面的结构为：一块三边带防水拉链10的硅胶布8。

机动保温罩3的单个面的结构为：包括四边形结构的碳纤维管框架9，碳纤维管框架9的内部和外部同时填充有一块硅胶布8，在硅胶布8的中部开有圆孔，圆孔处安装不锈钢管接头12。

送风软管4采用硅胶布保温软管。

送风软管4设置一路或并联的多路。

如图6所示，机动保温罩3外形按立方体考虑：面abcd为保温罩底部；面 efgh为保温罩顶部；其余4个面为保温罩侧面，面adhe记为侧面A，面abfe 记为侧面B，面bcgf记为侧面C，面cdhg记为侧面D。

本发明所述的机动保温罩3主要由硅胶布8和碳纤维管框架9组成，硅胶布8作为保温罩的保温材料，碳纤维管框架9作为保温罩的骨架，硅胶布8通过耐高温线缝纫的方式与碳纤维管框架9连接。

使用时，机动保温罩3由若干块保温罩组件搭建而成。保温罩组件由一定规格的硅胶布8和碳纤维管框架9预制而成的结构件。搭建时，组件间的硅胶布8通过防水拉链10连接，碳纤维管框架9通过管接头以插接的方式连接。通过上述方式搭建的机动保温罩3可以在冲击试验台面1灵活、快速部署，保温罩本体可在一定范围内变形、弯曲以满足有限空间的布置要求。

保温罩组件可根据保温罩的使用需求任意剪裁、制作。为了实现本发明专利中机动保温罩3的功能，保温罩组件有如下四种基本形式：

1#保温罩组件(结构形式见图2)：用于作为保温罩的侧面或顶部。

2#保温罩组件(结构形式见图3)：用于作为保温罩的底部或顶部。硅胶布 8中部位置预设防水拉链开口11：用作保温罩底部时，开口用于容纳受试样品 2和冲击试验台面1的安装连接空间；用作保温罩顶部时，在受试样品2保温阶段时防水拉链开口11处于关闭状态，达到额定温度进行冲击试验前开口临时开启，提供冲击作动装置所需的工作路径。

3#保温罩组件(结构形式见图4)：用于作为保温罩顶部或侧面，为一块三边带防水拉链10的硅胶布8。在需要作动器连续工作的冲击试验中，该组件围成一个锥柱结构，通过防水拉链10和保温罩侧面连接，不带拉链的一面通过包裹、绑缚的方式与作动器固定端27连接，作动器工作端28在机动保温罩3内以确保能够连续作动。

4#保温罩组件(结构形式见图5)：用于连接高低温送风软管，可作为保温罩的侧面或顶部，中部布置有不锈钢管接头12。不锈钢管接头12通过硅胶胶水粘接在硅胶布8上，硅胶布8粘接位置预设风口，不锈钢管接头12通过卡箍与送风软管4连接。该种组件一般成对使用，一个用于连接进风管，一个用于连接出风管，并可以根据循环风道的数量增加使用对数。

本发明所述的送风软管4采用硅胶布保温软管，用于连接机动保温罩3和高低温送风箱5，形成循环风道，管道走向可根据试验现场的要求进行部署。送风软管4一般成对使用，一路作为机动保温罩3的进风道，一路作为机动保温罩3的出风道，并可以根据风量的需求增加使用对数。

本发明所述的高低温送风箱5由测温仪13、控制器14、冷凝器15、加热器16、鼓风装置(含大功率电机17和大尺寸叶轮18)、送风箱箱体21组成。测温仪13用于采集温度传感器6(设置在机动保温罩3内)的测量信号，测得的温度数据反馈给控制器14。控制器14根据设定的指令并结合测温仪13反馈的温度数据，通过PID方式控制冷凝器15和加热器16的协同工作。冷凝器15 用于对空气降温，加热器16用于对空气升温。鼓风装置用于在送风箱出风口19和送风箱进风口20间形成压差，产生循环气流。送风箱箱体21是上述所有部件的安装载体，内部设置有送风箱风道22，外部设置多组进出风口，可根据风量需求选择进出风管道的数量，底部设置有万向轮23，可根据试验需求机动部署。

图8、图9所示均为本发明的实施例。

图8中冲击试验设备由冲击试验台面1、刚性门架26、释放装置24和冲击锤25组成，冲击锤25通过释放装置24悬挂在刚性门架26上，试验时释放装置24释放冲击锤25后，冲击锤25垂直下落作用于受试样品2。

图9中冲击试验设备由冲击试验台面1、刚性门架26、作动装置(含作动器固定端27、作动器工作端28)组成，试验时作动器固定端27安装在刚性门架26上，作动器工作端28连续对受试样品2进行冲击试验。

见图8所示，试验前采用1件2#保温罩组件作为保温罩底部，组件上防水拉链开口11打开，预留受试样品2在冲击试验台面1的安装空间，然后将受试样品2安装上冲击试验台面1。搭建机动保温罩3时，采用2件4#保温罩组件作为保温罩的侧面A和侧面C，采用2件1#保温罩组件作为保温罩的侧面B和侧面D，采用1件2#保温罩组件作为保温罩顶部。高低温送风箱5移动至冲击试验设备附近的安全区域，按照图1所示的方式，将机动保温罩3、送风软管4和高低温送风箱5联接成系统，送风软管4通过卡箍与机动保温罩3侧面A、侧面C上的不锈钢管接头12连接。试验时，首先关闭保温罩顶部的防水拉链开口11，启动高低温送风箱5；待机动保温罩3内部温度达到试验要求并恒定后，启动冲击试验设备，释放装置24处于待触发状态；打开保温罩顶部的防水拉链开口11，释放装置24释放冲击锤25，冲击锤25垂直下落，从开口处进入保温罩内部，对受试样品2进行冲击，完成试验。

见图9所示，试验前采用1件2#保温罩组件作为保温罩底部，组件上防水拉链开口11打开，预留受试样品2在冲击试验台面1的安装空间，然后将受试样品2安装上冲击试验台面1。搭建机动保温罩时，采用2件4#保温罩组件作为保温罩的侧面A和侧面C，采用2件1#保温罩组件作为保温罩的侧面B和侧面D，采用1件3#保温罩组件作为保温罩顶部，3#保温罩组件围成锥柱状，硅胶布8上没有拉链的一边包裹并绑缚在作动器固定端27外侧。高低温送风箱5 移动至冲击试验设备附近的安全区域，按照图1所示的方式，将机动保温罩3、送风软管4和高低温送风箱5联接成系统，送风软管4通过卡箍与机动保温罩侧面A、侧面C上的不锈钢管接头12连接。试验时，首先启动高低温送风箱5；待机动保温罩3内部温度达到试验要求并恒定后，启动冲击试验设备，作动器工作端28按照试验要求连续对受试样品2作动，直至完成试验。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (9)

1.一种用于冲击试验的分体式高低温送风装置，其特征在于：包括冲击试验台面(1)，所述冲击试验台面(1)上表面放置受试样品(2)，在受试样品(2)的外部安装有机动保温罩(3)，所述机动保温罩(3)的内壁面安装有温度传感器(6)，所述机动保温罩(3)的底部与冲击试验台面(1)接触；还包括高低温送风箱(5)，机动保温罩(3)的两端分别通过送风软管(4)与高低温送风箱(5)连接，并形成闭环管路，所述高低温送风箱(5)还通过测量电缆(7)与机动保温罩(3)连接，所述高低温送风箱(5)根据指令产生额定温度的高低温气流并在管路内循环，所述机动保温罩(3)给冲击试验台面(1)的受试样品(2)提供保温所需的密闭空间，循环气流的温度依据温度传感器(6)测量数据实现实时控制。

2.如权利要求1所述的一种用于冲击试验的分体式高低温送风装置，其特征在于：所述高低温送风箱(5)的结构为：包括送风箱箱体(21)，所述送风箱箱体(21)内设置送风箱风道(22)，并在送风箱风道(22)的一端形成送风箱进风口(20)，另一端形成送风箱出风口(19)；所述送风箱箱体(21)的内部安装有与温度传感器(6)连通的测温仪(13)，所述测温仪(13)连接控制器(14)，所述控制器(14)同时连接冷凝器(15)和加热器(16)；还包括大功率电机(17)，所述大功率电机(17)的输出口安装大尺寸叶轮(18)，所述大尺寸叶轮(18)位于送风箱风道(22)中，送风箱箱体(21)底部安装有万向轮(23)。

3.如权利要求1所述的一种用于冲击试验的分体式高低温送风装置，其特征在于：所述机动保温罩(3)立方体结构，分别为保温罩底面、保温罩顶面和四个侧面，相邻两个面之间通过拉链连接。

4.如权利要求3所述的一种用于冲击试验的分体式高低温送风装置，其特征在于：机动保温罩(3)的单个面的结构为：包括四边形结构的碳纤维管框架(9)，所述碳纤维管框架(9)的内部和外部同时填充有一块硅胶布(8)，在硅胶布(8)的外部安装防水拉链(10)。

5.如权利要求3所述的一种用于冲击试验的分体式高低温送风装置，其特征在于：机动保温罩(3)的单个面的结构为：包括四边形结构的碳纤维管框架(9)，所述碳纤维管框架(9)的内部和外部均填充有硅胶布(8)，硅胶布(8)的外部和内部均安装有防水拉链(10)，位于内部的防水拉链(10)设置有防水拉链开口(11)。

6.如权利要求3所述的一种用于冲击试验的分体式高低温送风装置，其特征在于：机动保温罩(3)的单个面的结构为：一块三边带防水拉链(10)的硅胶布(8)。

7.如权利要求3所述的一种用于冲击试验的分体式高低温送风装置，其特征在于：机动保温罩(3)的单个面的结构为：包括四边形结构的碳纤维管框架(9)，所述碳纤维管框架(9)的内部和外部同时填充有一块硅胶布(8)，在硅胶布(8)的中部开有圆孔，所述圆孔处安装不锈钢管接头(12)。

8.如权利要求1所述的一种用于冲击试验的分体式高低温送风装置，其特征在于：所述送风软管(4)采用硅胶布保温软管。

9.如权利要求1所述的一种用于冲击试验的分体式高低温送风装置，其特征在于：所述送风软管(4)设置一路或并联的多路。