CN109855795A - 一种分体对开式高低温实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分体对开式高低温实验装置，由高低温试验箱、高低温发生装置和高低温风循环管道所构成，高低温发生装置通过电加热和制冷机组产生热风和冷风，再经管道切换箱和高低温风循环管道将热风和冷风分别送入高低温试验箱，使同一箱体内产生‑80℃～400℃的实验环境。高低温试验箱分为前半箱体和后半箱体，底部设有移动轮和升降支撑机构，高低温试验箱在实验准备阶段处于分离状态，实验时处于闭合状态，穿过上、下环套连接孔内的金属杆机构将高低温试验箱内的被测力传感器与外部校准装置相连接，对力传感器进行测试和校准。本发明具有力传感器安装拆卸方便，控温精度高、抗干扰能力强和实验连续性好的特点。

Description

一种分体对开式高低温实验装置

技术领域

本发明涉及一种高低温试验设备，特别是一种用于力传感器实验的分体对开式高低温实验装置。

背景技术

随着航天技术的不断进步，人们对太空的探索更加深入，同时也对力传感器的使用与计量提出了更高的要求，需要其能够承受超高温、低温、烧灼、腐蚀、真空、水下等极为复杂和恶劣的环境，其中高低温环境是最常见的一种条件。为了探究力传感器在高低温条件下的温度特性，需要将其置于高低温实验装置内进行模拟实验。为了检测力传感器的性能，也需要通过高低温实验装置内进行校准。最常见的高低温实验装置便是高温试验箱和低温试验箱，不仅高温与低温不能在同一箱体内做实验，且箱体为封闭型，被测件安装不方便，准备工作时间长，高低温发生装置也给实验室环境带来干扰，给实验室场地利用带来不便。由于在高低温条件下做实验和校准力传感器存在着使用环境和连接方式的特殊性，因此需要符合以下几个方面的要求：

a)可在同一个箱体内产生-80℃～400℃的高低温环境；

b)便于移动与调整，以适应不同大小和不同型式的力传感器安装要求；

c)力传感器在高低温发生装置内便于安装与拆卸；

d)需要高低温发生装置的上、下面设连接孔，以方便被测力传感器通过上下金属拉杆及压杆与外部力传感器校准装置连接；

e)实验箱体与高低温发生装置分离，避免干扰，方便场地利用。

现有的高低温试验装置比较传统，不能在同一试验箱内做高低温实验，被测件不便于安装，操作过程复杂，浪费准备工作时间，试验箱与高低温发生装置相互干扰。因此，而无法满足便捷、精确和互不干扰的实验要求。

发明内容

本发明的目的是：提供一种分体对开式高低温实验装置，能够在高低温环境下测量和校准力传感器时节省时间、安装方便、高低温供给精确和避免设备间的干扰。

本发明的技术方案是：一种分体对开式高低温实验装置，包括高低温试验箱、高低温发生装置25和高低温风循环管道，高低温试验箱和高低温发生装置通过高低温风循环管道连接在一起。高低温试验箱由前半箱体1、后半箱体2、连接法兰3、升降支撑4、移动轮5、下环套6、箱体外层7、隔热石棉8、箱体内胆9、上环套11所构成。前半箱体1和后半箱体2为分体对开结构，并经连接件固定在一起。高低温试验箱的箱体外层7为方形，箱体内胆9为圆形，中间层为隔热石棉8。高低温试验箱的上部设有半圆形上环套11，下部设有半圆形下环套6，底部安装有升降支撑4和移动轮5，内部安装温度传感器10。高低温循环管道由高低温送风循环管道12和高低温回风循环管道13所构成，其一端经连接法兰3与后半箱体2相连，另一端与设在高低温发生装置内的一管道切换箱14相连接。

高低温发生装置25由管道切换箱14、电加热丝组15、热风风扇16、冷风风扇17、蒸发器18、过滤器19、泠凝器20、压缩机组21、温控器22、热风风道阀门23和冷风风道阀门24所构成。热风风道阀门23和冷风风道阀门24设在管道切换箱14内，热风风扇16对应电加热丝组15并与热风风道阀门23相通。压缩机组21经泠凝器20和过滤器19与蒸发器18相连，冷风风扇17对应蒸发器18并与冷风风道阀门24相连通。温控器22分别与温控传感器10、热风风道阀门23和冷风风道阀门24电连接。

本发明的优点是：

1、结构合理：由于高低温试验箱将高温和低温实验环境设计在一个箱体内，并分层由不锈钢内胆、隔热石棉和外层箱体所构成，通过保温措施满足-80℃～400℃的实验条件。高低温试验箱的上部和下部分别设有由上、下环套构成的连接孔，方便被测力传感器通过上下金属拉杆及压杆与外部力传感器校准装置的连接，在对力传感器进行安装和实验时可以减少中间换箱环节，节省大量辅助工作时间。

2、安装方便：由于实验箱箱体设计为对开式，通过前后半箱体、上下环套、移动轮和升降支撑结构方便力传感器及测试机构的安装、调整与拆卸。

3、没有干扰：由于高低温发生装置与高低温试验箱为分体式的相互独立构造，并通过高低温风循环管道将二者连接起来，使风扇噪声和环境温度变化对高低温试验箱不产生干扰，也便于场地安排和独立运行。

4、控制精度高：由于高低温试验箱的保温结构和密封性能好，高低温发生装置内设有管道切换箱和温控器，高低温试验箱内装有温度传感器，通过温度检测和温控器的控制，可以调整热风和冷风的输出功率，从而使高低温试验箱内的温度达到-80℃～400℃的精度要求。

附图说明

图1为本发明分体对开式高低温实验装置主视结构图。

图2为本发明分体对开式高低温实验装置俯视结构图。

附图标号说明如下：

1、前半箱体 2、后半箱体 3、连接法兰

4、升降支撑 5、移动轮 6、下环套

7、箱体外层 8、隔热石棉 9、箱体内胆

10、温度传感器 11、上环套 12、送风循环管道

13、回风循环管道 14、管道切换箱 15、电加热丝组

16、热风风扇 17、冷风风扇 18、蒸发器

19、过滤器 20、冷凝器 21、压缩机组

22、温控器 23、热风风道阀门 24、冷风风道阀门

25、高低温发生装置

具体实施方式

如图1、图2所示，一种分体对开式高低温实验装置，由高低温试验箱、高低温发生装置25和高低温风循环管道三部分所构成，高低温试验箱和高低温发生装置通过高低温风循环管道连接在一起。其中，高低温试验箱由前半箱体1、后半箱体2、连接法兰3、升降支撑4、移动轮5、下环套6、箱体外层7、隔热石棉8、箱体内胆9、上环套11所构成。前半箱体1和后半箱体2为分体对开结构，在实验准备阶段分为前后两部分，箱壁对接处设有密封材料，实验进行时经螺栓或快速连接件将两部分对接并紧固在一起。高低温试验箱箱体外层7的截面为方形并由金属材料制作，箱体内胆9的截面为圆形并由304不锈钢材料制作，通过中间层的隔热石棉8进行隔热保温，使同一箱体产生高低温两种实验环境。高低温试验箱的上部设有半圆形上环套11，下部设有半圆形下环套6，通过中心孔安装和调整内部试件及外部测量机构，并将它们连接在一起。高低温试验箱前半箱体1和后半箱体2的底部均设有四个移动轮5和四个由可伸缩螺杆制作的升降支撑4，用于高低温试验箱的地面移动和平衡调整。高低温试验箱内部安装有温度传感器10，将箱内温度反馈给设在高低温发生装置内的温控器。高低温风循环系统由高低温送风循环管道12和高低温回风循环管道13所构成，其一端经连接法兰3与后半箱体2固定，另一端与设在高低温发生装置内的管道切换箱14相连，高低温风循环管道为回路式结构，其中一条管道用于将高低温风送入高低温试验箱，另一条管道用于将高低温箱内的高低温风返回至高低温发生装置，使能源得到循环利用。

高低温发生装置25与高低温试验箱为相互独立的结构，并由管道切换箱14、电加热丝组15、热风风扇16、冷风风扇17、蒸发器18、过滤器19、泠凝器20、压缩机组21、温控器22、热风风道阀门23和冷风风道阀门24所构成。热风风道阀门23和冷风风道阀门24设在管道切换箱14内，用于热风、冷风、送风和回风通道的切换，并受到温控器的控制。在热风通到，热风风扇16对应电加热丝组15并与热风风道阀门23相通，将热风吹入高低温试验箱，并通过设定和控制电加热丝组电流的大小，获取不同的高温试验环境。在冷风通道，压缩机组21经泠凝器20和过滤器19与蒸发器18相连，冷风风扇17对应蒸发器18并与冷风风道阀门24相连通，低温通过三级复迭式制冷机组产生，通过设定和控制冷媒在冷凝器、蒸发器内的流速和流量获得不同的低温试验环境，常压气态冷媒通过压缩机组21、冷凝器20和过滤器19送进蒸发器18，完成高压汽化的吸热过程，到达对空气降温的目的。温控器22除与温控传感器10连接外，还与热风风道阀门23、冷风风道阀门24及其它设定、执行部件相连接。

通过以上实施例，该分体式对开式高低温实验装置按合理的空间利用安装在实验室内，通过高低温风循环系统使热风和冷风在高低温发生装置和高低温试验箱内构成循环，为力传感器在高低温条件下的实验或校准提供所需的高低温环境。经测试证明，该高低温实验装置的温度范围为

-80℃～400℃，温度偏差为±2℃，满足使用要求。

Claims (5)

1.一种分体对开式高低温实验装置，包括高低温试验箱和高低温发生装置25，其特征在于：还包括高低温风循环管道，高低温试验箱和高低温发生装置通过高低温风循环管道连接在一起；所述的高低温试验箱由前半箱体(1)、后半箱体(2)、连接法兰(3)、升降支撑(4)、移动轮(5)、下环套(6)、箱体外层(7)、隔热石棉(8)、箱体内胆(9)、上环套(11)所构成；前半箱体(1)和后半箱体(2)为分体对开结构，并经连接件固定在一起；高低温试验箱的箱体外层(7)为方形，箱体内胆(9)为圆形，中间层为隔热石棉(8)；高低温试验箱的上部设有半圆形上环套(11)，下部设有半圆形下环套(6)，底部安装有升降支撑(4)和移动轮(5)，内部安装温度传感器(10)；所述的高低温循环管道由高低温送风循环管道(12)和高低温回风循环管道(13)所构成，其一端经连接法兰(3)与后半箱体(2)相连，另一端与设在高低温发生装置内的一管道切换箱(14)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种分体对开式高低温实验装置，其特征在于：所述的高低温发生装置(25)由管道切换箱(14)、电加热丝组(15)、热风风扇(16)、冷风风扇(17)、蒸发器(18)、过滤器(19)、泠凝器(20)、压缩机组(21)、温控器(22)、热风风道阀门(23)和冷风风道阀门(24)所构成；热风风道阀门(23)和冷风风道阀门(24)设在管道切换箱(14)内，热风风扇(16)对应电加热丝组(15)并与热风风道阀门(23)相通；压缩机组(21)经泠凝器(20)和过滤器(19)与蒸发器(18)相连，冷风风扇(17)对应蒸发器(18)并与冷风风道阀门(24)相连通；温控器(22)分别与温控传感器(10)、热风风道阀门(23)和冷风风道阀门(24)电连接。

3.根据权利要求1所述的一种分体对开式高低温实验装置，其特征在于：所述的高低温送风循环管道(12)和高低温回风循环管道(13)的外部包覆有保温材料。

4.根据权利要求1所述的一种分体对开式高低温实验装置，其特征在于：所述的前半箱体(1)与后半箱体(2)之间设有密封材料。

5.根据权利要求1或2所述的一种分体对开式高低温实验装置，其特征在于：所述的高低温发生装置(25)安装在隔声箱内，并设有消声风口。