CN110259355B - 用于环境舱的锁紧系统及环境舱 - Google Patents

Abstract

本发明属于科学实验环境模拟技术领域，具体提供一种用于环境舱的锁紧系统及环境舱。本发明旨在解决环境舱的舱门在受到环境舱内变化的正压作用时，锁紧困难、易产生安全隐患的问题，为此目的，本发明提出的用于环境舱的锁紧系统包括设置在舱体内的气压检测装置和设置在舱体外舱门或者舱体上的锁紧装置，通过气压检测装置检测环境舱内的气压，并将采集到的信息发送至与其通信连接的锁紧装置，使得锁紧装置能够根据气压检测装置检测到的气压值选择性地增大或减小舱门给密封圈的压力，从而随环境舱内部压力的变化适应性地对舱门实现锁紧作用，以保证环境舱的安全性和稳定性。

Description

用于环境舱的锁紧系统及环境舱

技术领域

本发明属于科学实验环境模拟技术领域，具体提供一种用于环境舱的锁紧系统及环境舱。

背景技术

环境模拟舱实际上就是合理模拟实验环境条件的一种模拟设备，是一种在特定环境下，可以控制温湿度以及压力变化的密封环境舱，主要用于多领域科学实验。环境舱可以模拟低温环境、高温环境、温热环境、低压环境、高压环境等等，模拟环境参数可根据用户实际需求具体设计。在舱体内的温度、湿度以及正负压力达到设定条件后，实验人员可以对密封舱体内的实验对象进行显微观察，观察被测对象所受环境的影响。

传统的环境舱锁紧系统采用锁扣配合设置在环境舱和舱门之间的密封圈的方式对环境舱进行锁紧、密封，舱门锁紧时，挤压密封圈使其变形，从而利用密封圈的弹性恢复力配合锁扣将舱门和环境舱锁紧并密封，当环境舱内处于正压环境时，现有技术通过锁扣配合密封圈的锁紧方式在内部压力不断变化的情况下实现对舱门的锁紧，随着舱内正压力的增大就可能造成锁紧力不足的情况，在这种情形下，会产生安全隐患，因为在正压作用下，舱门受到较大的向外的压力，会造成了舱门飞出的安全隐患问题。

相应的，本领域需要一种新的用于环境舱的锁紧系统来解决环境舱的舱门在受到环境舱内变化的正压作用时，锁紧困难、易产生安全隐患的问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决环境舱的舱门在受到环境舱内变化的正压作用时锁紧困难、易产生安全隐患的问题，本发明提供了一种用于环境舱的锁紧系统，所述环境舱包括舱体、封闭所述舱体的舱门和设置在所述舱体与所述舱门之间的密封圈，所述锁紧系统包括气压检测装置和锁紧装置，所述气压检测装置设置在所述舱体内，用于检测所述环境舱内的气压；所述锁紧装置设置在所述舱门或所述舱体上，用于将所述舱门锁紧到所述舱体上，所述锁紧装置还与所述气压检测装置通信连接；所述锁紧装置还设置成能够根据所述气压检测装置检测到的气压值选择性地增大或减小所述舱门施加到所述密封圈上的压力。

在上述锁紧系统的优选技术方案中，所述气压检测装置包括：支架，其设置在所述舱门的内壁上；偏心轮机构，其枢转地连接到所述支架上；弹性膜片，其固定在所述支架上，所述弹性膜片、所述支架和所述舱门共同形成一个与所述环境舱的内部空间隔绝的空腔，以使所述弹性膜片能够在所述环境舱内的气压作用下向所述舱门侧发生形变，并因此能够驱动所述偏心轮机构转动；电阻电容感应环，其沿径向设置在所述偏心轮机构与所述支架之间，并且与所述锁紧装置通信连接并能够在所述偏心轮机构转动时或之后发送信号给所述锁紧装置。

在上述锁紧系统的优选技术方案中，所述支架包括第一支架和设置在所述第一支架内的第二支架，所述第一支架用于固定所述弹性膜片；所述第二支架用于固定所述偏心轮机构和所述电阻电容感应环。

在上述锁紧系统的优选技术方案中，所述气压检测装置还包括贯穿所述舱门的调节杆，所述调节杆的一端与所述第二支架相连接，所述调节杆用于调节所述第二支架与所述弹性膜片之间的距离。

在上述锁紧系统的优选技术方案中，所述偏心轮机构为凸轮机构，所述凸轮机构包括可转动地连接到一起的凸轮和凸轮轴，所述凸轮轴固定到所述第二支架上，所述电阻电容感应环设置在所述凸轮与所述凸轮轴之间。

在上述锁紧系统的优选技术方案中，所述气压检测装置还包括枢转地连接到所述第二支架上的棘爪，所述凸轮上设置有与所述棘爪配合的第一凹槽，所述棘爪通过卡在所述凸轮的第一凹槽，来使所述凸轮反转时制动。

在上述锁紧系统的优选技术方案中，所述锁紧装置包括电缸和楔形块，所述电缸的壳体与所述舱门固定连接，所述楔形块与所述电缸的伸缩杆的自由端固定连接，所述舱体上设置有与所述楔形块匹配的第二凹槽，所述舱门压紧所述密封圈的力与所述楔形块插入所述第二凹槽的深度成正比。

在上述锁紧系统的优选技术方案中，所述弹性膜片与所述凸轮之间、所述凸轮与所述棘爪之间及所述凸轮与所述电阻电容感应环之间分别设有电阻测定装置，通过所述电阻测定装置的导通状态判定工作逻辑是否正常；并且/或者所述凸轮还设置有绝缘层。

此外，本发明还提供了一种环境舱，所述环境舱包括上述优选技术方案中任一项所述的锁紧系统。

在上述环境舱的优选技术方案中，所述密封垫圈为α形密封圈。

在上述环境舱的优选技术方案中，所述环境舱还包括观察镜，所述观察镜包括设置在所述舱体上的第一镜片和第二镜片，所述第一镜片和所述第二镜片之间具有夹角，并且所述第一镜片和所述第二镜片对称设置以使光线经过所述第一镜片和所述第二镜片的对称折射后仍与原路径相同，保证图像的观察结果不变形。

在上述环境舱的优选技术方案中，所述观察镜还包括固定到所述舱体上的镜套，所述第一镜片和所述第二镜片分别固定地设置在所述镜套内。

在上述环境舱的优选技术方案中，所述观察镜还包括设置在所述镜套上的风管，所述风管指向所述第一镜片和所述第二镜片中靠近所述环境舱内侧的一个镜片，并为所述一个镜片提供气流，以使所述一个镜片保持干燥。

在上述环境舱的优选技术方案中，所述第一镜片、所述第二镜片与所述镜套共同围成一个密封区域。

在上述环境舱的优选技术方案中，所述观察镜还包括设置在所述镜套上的单向阀，所述单向阀通向所述密封区域；所述单向阀允许外接设备对所述密封区域抽真空，并防止所述密封区域外的空气进入所述密封区域内。

针对当环境舱内为正压环境情况下，舱门受到较大的向外的压力，容易出现舱门飞出的安全隐患问题，本发明提供了一种用于环境舱的锁紧系统，通过在环境舱内设置气压检测装置以及在环境舱外侧舱门或舱体上设置锁紧装置，并将锁紧装置与气压检测装置通信连接，使得锁紧装置能够根据气压检测装置检测到的气压值选择性地增大或减小舱门给密封圈的压力，从而随环境舱内部压力的变化适应性地对舱门实现锁紧作用。

优选地，气压检测装置利用弹性膜片在环境舱内正压作用下向舱门侧发生形变的特性，当弹性膜片发生形变后，作用于偏心轮机构，驱动偏心轮机构转动，通过电阻电容感应环采集偏心轮机构转动产生的信号并发送至与之通信连接的锁紧装置，使得锁紧装置自动锁紧舱门，并且随着环境舱内部压力增大，锁紧系统能够不断增加锁闭力，抵消环境舱内正压对舱门的压力，从而保证环境舱的安全性和稳定性。

方案1、一种用于环境舱的锁紧系统，所述环境舱包括舱体、封闭所述舱体的舱门和设置在所述舱体与所述舱门之间的密封圈，其特征在于，所述锁紧系统包括气压检测装置和锁紧装置，

所述气压检测装置设置在所述舱体内，用于检测所述环境舱内的气压；

所述锁紧装置设置在所述舱门或所述舱体上，用于将所述舱门锁紧到所述舱体上，所述锁紧装置还与所述气压检测装置通信连接；

所述锁紧装置还设置成能够根据所述气压检测装置检测到的气压值选择性地增大或减小所述舱门施加到所述密封圈上的压力。

方案2、根据方案1所述的锁紧系统，其特征在于，所述气压检测装置包括：

支架，其设置在所述舱门的内壁上；

偏心轮机构，其枢转地连接到所述支架上；

弹性膜片，其固定在所述支架上，所述弹性膜片、所述支架和所述舱门共同形成一个与所述环境舱的内部空间隔绝的空腔，以使所述弹性膜片能够在所述环境舱内的气压作用下向所述舱门侧发生形变，并因此驱动所述偏心轮机构转动；

电阻电容感应环，其沿径向设置在所述偏心轮机构与所述支架之间，并且与所述锁紧装置通信连接并能够在所述偏心轮机构转动时或之后发送信号给所述锁紧装置。

方案3、根据方案2所述的锁紧系统，其特征在于，所述支架包括第一支架和设置在所述第一支架内的第二支架，

所述第一支架用于固定所述弹性膜片；

所述第二支架用于固定所述偏心轮机构和所述电阻电容感应环。

方案4、根据方案3所述的锁紧系统，其特征在于，所述气压检测装置还包括贯穿所述舱门的调节杆，所述调节杆的一端与所述第二支架相连接，所述调节杆用于调节所述第二支架与所述弹性膜片之间的距离。

方案5、根据方案3所述的锁紧系统，其特征在于，所述偏心轮机构为凸轮机构，所述凸轮机构包括可转动地连接到一起的凸轮和凸轮轴，所述凸轮轴固定到所述第二支架上，所述电阻电容感应环设置在所述凸轮与所述凸轮轴之间。

方案6、根据方案5所述的锁紧系统，其特征在于，所述气压检测装置还包括枢转地连接到所述第二支架上的棘爪，

所述凸轮上设置有与所述棘爪配合的第一凹槽，

所述棘爪通过卡在所述凸轮的第一凹槽来使所述凸轮反转时制动。

方案7、根据方案1所述的锁紧系统，其特征在于，所述锁紧装置包括电缸和楔形块，所述电缸的壳体与所述舱门固定连接，所述楔形块与所述电缸的伸缩杆的自由端固定连接，

所述舱体上设置有与所述楔形块匹配的第二凹槽，所述舱门压紧所述密封圈的力与所述楔形块插入所述第二凹槽的深度成正比。

方案8、根据方案5所述的锁紧系统，其特征在于，所述弹性膜片与所述凸轮之间、所述凸轮与所述棘爪之间及所述凸轮与所述电阻电容感应环之间分别设有电阻测定装置，通过所述电阻测定装置的导通状态判定工作逻辑是否正常；并且/或者

所述凸轮还设置有绝缘层。

方案9、一种环境舱，其特征在于，所述环境舱包括方案1-8中任一项所述的锁紧系统。

方案10、根据方案9所述的环境舱，其特征在于，所述密封垫圈为α形密封圈。

方案11、根据方案9所述的环境舱，其特征在于，所述环境舱还包括观察镜，所述观察镜包括设置在所述舱体上的第一镜片和第二镜片，所述第一镜片和所述第二镜片之间具有夹角，并且所述第一镜片和所述第二镜片对称设置以使光线经过所述第一镜片和所述第二镜片的对称折射后仍与原路径相同，保证图像的观察结果不变形。

方案12、根据方案11所述的环境舱，其特征在于，所述观察镜还包括固定到所述舱体上的镜套，所述第一镜片和所述第二镜片分别固定地设置在所述镜套内。

方案13、根据方案12所述的环境舱，其特征在于，所述观察镜还包括设置在所述镜套上的风管，所述风管指向所述第一镜片和所述第二镜片中靠近所述环境舱内侧的一个镜片，并为所述一个镜片提供气流，以使所述一个镜片保持干燥。

方案14、根据方案13所述的环境舱，其特征在于，所述第一镜片、所述第二镜片与所述镜套共同围成一个密封区域。

方案15、根据方案14所述的环境舱，其特征在于，所述观察镜还包括设置在所述镜套上的单向阀，所述单向阀通向所述密封区域；

所述单向阀允许外接设备对所述密封区域抽真空，并防止所述密封区域外的空气进入所述密封区域内。

附图说明

图1为本发明的环境舱的结构示意图；

图2为本发明的锁紧系统的结构示意图；

图3为本发明的锁紧系统的可变电阻器的结构示意图；

图4为本发明的锁紧系统的凸轮机构的结构示意图；

图5为本发明的环境舱的观察镜的径向剖面结构示意图；

图6为本发明的环境舱的观察镜的结构爆炸示意图；

图7为本发明的环境舱的空气循环装置的结构示意图；

图8为本发明的环境舱的环境控制系统在环境舱内的部分的结构示意图；

图9为本发明的环境舱的环境控制系统的原理示意图。

附图标记列表：

10-观察镜、11-镜壳、12-下镜套、13-中镜套、14-单向阀、15-风管、16-第二镜片、 17-上镜套、18-法兰端盖、19-第一镜片，

20-空气循环装置、21-扇叶、22-第一壳体、23-内磁铁、24-密封板、25-第二壳体、 26-电机、27-螺栓、28-外磁铁，

30-舱门、31-第一支架、32-弹性膜片、33-凸轮顶板、34-第二支架、35-调节杆、36- 凸轮、37-棘爪、38-电阻电容感应环、381-可旋转动片、382-活动触点、383-电阻体、39-导 线，

40-环境舱、41-第二凹槽、42-密封圈、43-电缸、44-楔形块，

51-制冷剂管路、52-蒸发板、53-电加热片、54-导流板、55-雾化装置、56-气液管 路，

61-气泵、62-储气罐、63-第一控制阀、64-储液罐、65-真空泵、66-第二控制阀、69- 堵头，

70-水阀、71-绝缘层。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和图2所示，本发明提出了一种环境舱，包括舱体40、封闭舱体40的舱门30和设置在舱体40与舱门30之间的密封圈42，环境舱还设置有用于观察其内部情况的观察镜10、用于提高环境舱内空气流动性的空气循环装置20、用于为环境舱内部环境调节压力及温度的环境控制系统(图中未示出，下文将具体说明)，以及设置在舱门30上用于将舱门30锁紧在舱体40上的锁紧系统。

如图2所示，锁紧系统设置在舱门30上，包括气压检测装置(下文将进行详细描述)和锁紧装置(下文将进行详细描述)，气压检测装置设置在舱体40内部，用于检测环境舱内的气压；锁紧装置设置在环境舱的外部，位于舱门30或舱体40上，用于将舱门30锁紧到舱体40上，锁紧装置还与气压检测装置通信连接并设置成能够根据气压检测装置检测到的气压值选择性地增大或减小舱门30施加到密封圈42上的压力。作为示例，密封圈42选用α形密封圈，其截面为如图2所示的α形。密封圈42设置在舱门30与舱体40之间，用于保证舱门30与舱体40之间的密封性，以将环境舱的内部环境与外界环境隔绝。

继续参阅图2，气压检测装置包括设置在舱门30内壁上的第一支架31、设置在第一支架31内的第二支架34、固定在第一支架31上的弹性膜片32、枢转地连接到第二支架34上的偏心轮机构及沿径向设置在偏心轮机构与第二支架34之间的电阻电容感应环38。其中，弹性膜片32、第一支架31和舱门30共同形成一个与环境舱的内部空间隔绝的空腔，第二支架34、偏心轮机构及电阻电容感应环38位于该空腔内，该空腔可以是完全密封的，也可以是与外界连通的，但一定与环境舱内部隔离密封，保证弹性膜片32的两侧产生压力差，以使弹性膜片32能够在环境舱内的气压作用下向舱门30侧发生形变。电阻电容感应环38能够在偏心轮机构转动时或之后收集信号，并将该信号发送至与其通信连接的锁紧装置，以使锁紧装置择性地增大或减小舱门30给密封圈42的锁紧压力。优选地，电阻电容感应环38可以选用可变电阻器(阻值可以调整的电阻器)或可变电容器(一种电容量可以在一定范围内调节的电容器)，由于可变电阻器和可变电容器都是本领域的常规元器件，所以此处不再做过多说明。

如图2至图4所示，优选地，电阻电容感应环38是可变电阻器，偏心轮机构是凸轮机构。凸轮机构包括可转动地连接到一起的凸轮36和凸轮轴(图中未标示)，凸轮轴固定到第二支架34上，凸轮36通过凸轮轴枢转地连接到第二支架34上，弹性膜片32在环境舱内的正压作用下向舱门30侧发生形变，并因此挤压凸轮机构驱动凸轮36转动，进而带动可变电阻器的可旋转动片381转动，使得位于可旋转动片381末端的活动触点382改变与电阻体383的接触位置，即改变其电阻值，可变电阻器电阻值变化的信号(例如电流值)通过导线39发送至与其通信连接的锁紧装置。锁紧装置设置为接收到该信号时锁紧舱门30。进一步，随着环境舱内正压力的升高，弹性膜片32形变量变大，凸轮36的转动量随之增加，使得可变电阻器电阻值的变量增大，该变化的信号通过导线39发送至与其通信连接的锁紧装置使锁紧装置锁闭力增大，从而使锁紧装置随舱内正压力升高而增加对环境舱门30的锁紧力。优选地，弹性膜片32可以设置为中间部分向舱门30侧凸起的结构，使其能够更合理地适应正压作用而发生形变。进一步优选地，还可以在弹性膜片32的凸起上设置凸轮顶板33，即在弹性膜片32与凸轮36之间设置凸轮顶板33，使得弹性膜片32因形变而产生的压力能够通过凸轮顶板33更均匀地作用于凸轮36。

进一步参阅图4，气压检测装置还包括枢转地连接到第二支架34上的棘爪37，相应地，凸轮36上设置有与棘爪37配合的第一凹槽，使得棘爪37能够通过卡在凸轮36上的第一凹槽将凸轮36进行制动。举例而言，当环境舱内压力卸载后，弹性膜片32两边压力平衡，其形变缩回，此时，不受弹性膜片32挤压的凸轮36反转，棘爪37通过卡在凸轮36的第一凹槽内，来使凸轮36停止在棘爪37所卡位置，导致可变电阻电阻值不在变化，从而控制锁紧装置卸载对舱门的压力，解除锁紧作用。

虽然图中并未示出，但是凸轮36与第二支架34之间设置有一个复位弹簧，该复位弹簧优选地是扭簧。在弹性膜片32与凸轮36脱离之后，该复位弹簧用于使凸轮36恢复到原来的位置。

返回参阅图2，在一种可行的实施方式中，锁紧装置包括电缸43和楔形块44，电缸43是将伺服电机与丝杠一体化设计的模块化产品，能够将伺服电机的旋转运动转换成其自由端的直线运动，楔形块44可以是三角形块、梯形块、锥形块等。电缸43的壳体与舱门30固定连接，楔形块44与电缸43的伸缩杆的自由端固定连接，使得楔形块44与电缸43伸缩杆一起沿图示左右方向移动，舱体40上设置有与楔形块44匹配的第二凹槽41，舱门30压紧密封圈42的力与楔形块44插入第二凹槽41的深度成正比。示例性地，如图2所示，楔形块44插入第二凹槽41部分的截面是直角梯形，该直角梯形的上底位于第二凹槽41最内侧(图示41的最左侧)，其斜腰位于图示下方，这样一来，楔形块44向第二凹槽41深处移动时，在斜腰的导向作用下，楔形块44同时能够向舱门30移动(图示上方)，从而增加舱门30压紧密封圈42的力。优选地，气压检测装置和锁紧装置之间设置有一个控制器，用来接收电阻电容感应环38的信号并控制电缸43工作，当环境舱内为正压环境作用时，电阻电容感应环38发送信号给控制器，控制器在接收该信号后，控制锁紧装置的电缸43运动，使电缸43的伸缩杆带动楔形块44朝远离舱门中心的方向移动，增加舱门30对舱体40的压紧力。由于电缸43的伸缩杆行程长度有限，为防止凸轮36的转动行程过长导致电缸43无法为楔形块44提供相应行程，如图4所示，还可以在凸轮36上设置绝缘层71，使得可变电阻器的动触点与该绝缘层71接触时能够停止改变电阻值，从而使得锁紧装置无信号输入，不再增加锁紧力。

继续参阅图2，在一种可行的实施方式中，气压检测装置还包括贯穿舱门30的调节杆35，调节杆35的一端与第二支架34相连接，另一端伸出舱门30，调节杆35用于调节第二支架34与弹性膜片32之间的距离，以改变凸轮36在弹性膜片32等同作用力驱动下的转动速度，从而调节气压检测装置的灵敏度。举例而言，在弹性膜片32所受的压力相同的情形下，凸轮36与弹性膜片32之间距离越小，凸轮36在该压力作用下转速越快，使得可变电阻器电阻值变化越快，从而使锁紧装置接收该信号后越灵敏。

继续参阅图4，在一种可行的实施方式中，弹性膜片32与凸轮36之间、凸轮36与棘爪37之间及凸轮36与可变电阻器之间分别设有电阻测定装置，通过电阻测定装置的导通状态判定工作逻辑是否正常，保证锁紧装置的安全性，从而确保锁紧系统的正常运行。

下面进一步参阅图5和图6，对本发明的环境舱的观察镜10进行详细描述。

在环境舱的内部环境的湿度较高的情况下，内部观察镜片易凝结出水珠，而环境舱主要用于显微观察，因此观察窗上的任何不洁净都会经过显微放大后会极大的影响观察效果。为此，环境舱的观察镜10包括固定到舱体40上的镜套(12、13和17)和分别固定设置在镜套内的第一镜片19和第二镜片16，其中，第一镜片19和第二镜片16之间具有夹角，并且第一镜片19和第二镜片16对称设置，以使光线经过第一镜片19和第二镜片16的对称折射后仍与原路径相同，保证图像的观察结果不变形。优选地，镜套包括上镜套17、中镜套13和下镜套12三个部分，其中，第一镜片19固定在中镜套13和下镜套12之间，第二镜片16固定在上镜套17、中镜套13之间，这种分体式结构方便拆卸、安装及零部件更换。举例而言，如图5和图6所示，第一镜片19和第二镜片16设置为在竖直方向上，相对于水平面(如图5中的虚线所示)对称，且均与水平面呈夹角而斜置，第一镜片19更靠近环境舱内侧，这样一来，环境舱内被观察的光线先后经过第一镜片19和第二镜片16的对称折射后仍与原路径相同(通过平面镜片观察时的光线路径)，从而保证环境舱内被观察对象的呈像结果不变形。并且，第一镜片19和第二镜片16设置为对称斜置的方法可使得镜片上凝结的水珠在重力作用下不断滚向镜片边缘，不影响观察。

继续参阅图5，观察镜10还包括设置在下镜套12上的风管15，风管15指向靠近环境舱内侧的第一镜片19，为其提供气流，风管15向第一镜片19吹洁净空气可以加速水珠滚落并使得第一镜片19朝向环境舱内部的一面保持干燥，从而保证观察途径干燥洁净。

继续参阅图5，优选地，第一镜片19、第二镜片16与中镜套13共同围成一个密封区域。在中镜套上设置单向阀14，单向阀14通向上述密封区域，该单向阀14设置成允许外接设备对该密封区域抽真空，使得该区域具有洁净的真空环境，并能够防止其区域外的空气进入。因此，环境舱内的潮湿空气无法进入该区域内，同时，在真空环境下热量无法传导，进而不会使得镜片两侧形成温差起雾，从而使第一镜片19朝向中镜套13的一面与第二镜片16朝向中镜套13的一面保持洁净。

继续参阅图5和图6，优选地，观察镜10还包括镜壳11和法兰端盖18。在组装时，先将下镜套12、第一镜片19、中镜套13、第二镜片16和上镜套17依次安装在镜壳11内，然后将法兰端盖18安装在镜壳11的一端上，将上述零部件进行固定。进一步地，观察镜10通过镜壳11固定到环境舱体40上。

下面参照图7，对本发明的环境舱的空气循环装置20进行详细描述。

如图7所示，环境舱还包括空气循环装置20，空气循环装置20包括位于环境舱外侧的电机26和外磁铁28以及位于环境舱内侧的内磁铁23和扇叶21，电机26与环境舱体40固定连接，外磁铁28位于电机26与环境舱之间，并且外磁铁28与电机26的转轴固定连接。内磁铁23与环境舱枢转连接并且与外磁铁28对准，即外内磁铁23能够在磁铁28的磁场带动下转动。扇叶21与内磁铁23固定连接，能够在内磁铁23带动下转动。优选地，内磁铁23的居里点高于环境舱设计温度，可以保证其在高温环境下仍能够保持磁性，外磁铁28具有强磁性。安装于环境舱体40外部的电机26转动时，带动外磁铁28转动，转动的外磁铁28会产生的旋转的磁场带动内磁铁23转动，从而带动扇叶21转动迫使环境舱内的空气不断循环。

继续参阅图7，为了辅助保持内磁铁23的磁性，空气循环装置20还包括固定在环境舱内部的第一壳体22，第一壳体22设置于内磁铁23外部，并能够完全将内磁铁23包裹，以使内磁铁23与环境舱内部环境隔离。更进一步，第一壳体22还设置成能够使扇叶21穿过内磁铁23并与内磁铁23连接，具体地，扇叶21的转轴能够穿过第一壳体22与内磁铁23连接，从而使内磁铁23在包裹于第一壳体22的情形下，带动扇叶21转动。

继续参阅图7，空气循环装置20还包括设置在环境舱外部的第二壳体25，第二壳体25设置于外磁铁28外部，用于保护外磁铁28，第二壳体25可以与环境舱体40一体制成也可以与第一壳体22固定连接，以使外磁铁28与环境舱外部环境隔离。优选地，还可以将电机26设置于第二壳体25内，使得电机26能够与环境舱外部环境隔离。这样设置的优点在于，能够保持外磁铁28与电机26的洁净、并且美观，还能一定在程度上降低噪音。

继续参阅图7，第二壳体25与第一壳体22通过螺栓27固定连接时，还可以在第二壳体25与第一壳体22之间设置非金属的密封板24，该密封板24具有导磁性，以便密封板24既能够将外磁铁28和环境舱的内部环境隔离开来，又能够传递磁场使外磁极28带动内磁铁23的转动。

传统空气循环装置的驱动电机设置在与环境舱内相连通的位置，在高湿度条件下，绝缘难、容易漏电以及电机在高温下磁体磁性下降等会导致电机效率降低，上述设置方式的优点在于：提供了一套密封性较高的，适用于高温高湿环境下工作的空气循环系统20。

下面参照图9，对本发明的环境舱的环境控制系统进行介绍。

如图9所示，环境控制系统包括能够提供高于大气压力的气泵61、第一控制阀63、储液罐64和水阀70。第一控制阀63包括与气泵61连通的第一进口(图示左侧上方进口)、与储液罐64连通的第一出口(图示左侧下方出口)和与环境舱连通的第二出口(图示右侧下方出口)，第一控制阀63设置成能够使第一进口选择性地与第一出口或第二出口连通，以使气泵61选择性地与储液罐64或环境舱连通。水阀70设置在储液罐64与环境舱之间，并且设置成在气泵61与储液罐64连通时能够打开，以使储液罐64与环境舱连通，以及在气泵61与环境舱连通时能够关闭，以避免储液罐64与环境舱连通。

具体地，第一控制阀63是三位四通换向阀，换向阀用于改变不同管路间的通﹑断关系，根据阀芯在阀体中的工作位置数分两位﹑三位等；根据所控制的通道数分两通﹑三通﹑四通﹑五通等，三位四通换向阀通过阀芯在三个工作位置之间的转换从而调节四个进、出口(A、B、P、T口)间以不同方式的连通，本领域技术人员可以理解的是，换向阀属于本领域内惯用的用于液压控制系统与电器控制系统之间的转换元件，其原理在此不再赘述。第一控制阀63可以使第一进口(P1)选择性地与第一出口(A1)或第二出口(B1)连通，从而实现气泵61选择性地与储液罐64或环境舱连通。由于位于右侧上方的入口不需与其他部件连通，可以采用堵头69将其堵塞。示例性地，水阀70选用截止阀，截止阀也叫开关阀，避免气泵61与环境舱连通时储液罐64与环境舱连通，以防止气泵61产生的正压力作用于储液罐64，以及在环境舱内为负压环境时，避免储液罐64与环境舱连通，能够防止储液罐64内液体倒灌入环境舱内。本领域技术人员能够理解的是，本实施例仅以第一控制阀63是三位四通换向阀为例进行说明，并不限制其保护范围，在一种可能的实施方式中，第一控制阀63还可以是三位三通换向阀等，这都不影响本发明的保护范围。

继续参照图9，环境控制系统还包括设置在气泵61与第一控制阀63之间的储气罐62、用于提供负压的真空泵65和设置在第一控制阀63与环境舱之间的第二控制阀66，第二控制阀66包括与第二出口连通的第二进口(图示左侧上方进口)、与真空泵65连通的第三进口(图示右侧上方进口)和与环境舱连通的第三出口(图示右侧下方出口)，储气罐62通过其入口与气泵61连通，通过其出口与第一控制阀63的第一进口连通，第二控制阀66还设置成能够使第三出口(B2)选择性地与第二进口(P2)或第三进口(T2)连通，以使环境舱选择性地与储气罐62或真空泵65连通，从而获得高于大气压力的正压环境或低于大气压力的负压环境。

继续参照图9，具体地，第二控制阀66可以设置为三位四通换向阀或三位三通换向阀，本实施例均以三位四通换向阀为例，其阀芯可实现三个位置的变换，满足四个进、出口间不同方式的连通，第二控制阀66可以使第三出口选择性地与第二进口或第三进口连通，从而实现选择性地将储气罐62(或气泵61)或真空泵65与环境舱连通。由于位于左侧下方的出口不需与其他部件连通，可以采用堵头69将其堵塞。

继续参照图9，环境控制系统还包括气液管路56，其一端插入环境舱内，用于连通环境控制系统与环境舱，其另一端与水阀70的出口和第三出口分别连通，从而通过控制上述第一控制阀63、第二控制阀66为环境舱提供正压、负压、加湿的实验环境。

如图8所示，环境控制系统还包括设置在环境舱内的雾化装置55，用于接收来自气液管路56的水并将接收的水转换成水蒸气，从而为环境舱提供加湿环境。雾化装置55优选地为超声波换能器，用于将水分震动雾化，以使环境舱更好的加湿。优选地，环境控制系统还包括设置在环境舱内的导流板54，用于将从气液管路56流出的水导流至雾化装置55上。

继续参阅图8，环境控制系统还包括电加热片53，电加热片53设置在导流板54上或设置在导流板54附近，用于加热环境舱内的空气和流经导流板54的水，为环境舱实现加温或加温加湿。

继续参阅图8，环境控制系统还包括制冷剂管路51和多个蒸发板52，其中，多个蒸发板52位于环境舱内，制冷剂管路51插过多个蒸发板52后两端分别通向环境舱的外部，用于接收外界的制冷剂。示例性地，制冷剂管路51通过其两端与压缩机、散热器和膨胀阀依次连接。

当环境舱需要加湿时，水阀70开启，第一控制阀63处于左侧位，即第一进口(图9所示左侧上方进口)与第一出口(图9所示左侧下方出口)相连通，储气罐62通过第一控制阀63与储液罐64连通，储气罐62内的高压气体压迫储液罐64内的水沿液面下游导入气液管路56，在环境舱内经导流板54滴在超声波换能器55上经超声波换能器将水分雾化进行加湿。

当环境舱需要加温加湿时，在上述加湿控制的基础上，开启电加热片53，水分沿气液管路56进入环境舱内，并经导流板54时被电加热片53加热，加热后的水滴在超声波换能器55上经超声波换能器将水分雾化后为环境舱加温加湿，同时，开启的电加热片53相应地也能够加热环境舱内空气，为环境加温。

当环境舱需要为负压时，第一控制阀63处于中位状态，即第一进口(图9所示左侧上方进口)既不与第一出口(图9所示左侧下方出口)相连通也不与第二出口(图9所示右侧下方出口)相连通，水阀70关闭，真空泵65工作，第二控制阀66从图9位置切换到左侧位，即第三进口(图9所示右侧上方进口)与第三出口(图9所示右侧下方出口)相连通，真空泵65经第二控制阀66连通至气液管路56，对环境舱进行抽真空，为环境舱营造小于大气压力的负压环境。

当环境舱需要正压时，第一控制阀63从图9所示位置切换到右侧位，即第一进口(图9所示左侧上方进口)与第二出口(图9所示右侧下方出口)相连通，第二控制阀66处于图9中所示的右侧位状态，即第二进口(图9所示左侧上方进口)与第三出口(图9所示右侧下方出口)相连通，储气罐62内的高压气体通过第一控制阀63和第二控制阀66经气液管路56进入环境舱，为环境舱提供大于大气压力的正压。

当环境舱需要加温时，第一控制阀63和第二控制阀66处于中位状态，即两控制阀的任意入口与任意出口均不连通，开启电加热片53即可为环境舱加热升温。

当环境舱需要降温时，第一控制阀63和第二控制阀66处于中位状态，启动设置在环境舱外部的制冷系统，使其提供的制冷剂通过制冷剂管路51带来的低温经蒸发板52散发在环境舱内，从而为环境舱内降低温度。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种用于环境舱的锁紧系统，所述环境舱包括舱体、封闭所述舱体的舱门和设置在所述舱体与所述舱门之间的密封圈，其特征在于，所述锁紧系统包括气压检测装置和锁紧装置，

所述气压检测装置设置在所述舱体内，用于检测所述环境舱内的气压；

所述锁紧装置设置在所述舱门或所述舱体上，用于将所述舱门锁紧到所述舱体上，所述锁紧装置还与所述气压检测装置通信连接；

所述锁紧装置还设置成能够根据所述气压检测装置检测到的气压值选择性地增大或减小所述舱门施加到所述密封圈上的压力；

所述气压检测装置包括：

支架，其设置在所述舱门的内壁上；

偏心轮机构，其枢转地连接到所述支架上；

弹性膜片，其固定在所述支架上，所述弹性膜片、所述支架和所述舱门共同形成一个与所述环境舱的内部空间隔绝的空腔，以使所述弹性膜片能够在所述环境舱内的气压作用下向所述舱门侧发生形变，并因此驱动所述偏心轮机构转动；

电阻电容感应环，其沿径向设置在所述偏心轮机构与所述支架之间，并且与所述锁紧装置通信连接并能够在所述偏心轮机构转动时或之后发送信号给所述锁紧装置。

2.根据权利要求1所述的锁紧系统，其特征在于，所述支架包括第一支架和设置在所述第一支架内的第二支架，

所述第一支架用于固定所述弹性膜片；

所述第二支架用于固定所述偏心轮机构和所述电阻电容感应环。

3.根据权利要求2所述的锁紧系统，其特征在于，所述气压检测装置还包括贯穿所述舱门的调节杆，所述调节杆的一端与所述第二支架相连接，所述调节杆用于调节所述第二支架与所述弹性膜片之间的距离。

4.根据权利要求2所述的锁紧系统，其特征在于，所述偏心轮机构为凸轮机构，所述凸轮机构包括可转动地连接到一起的凸轮和凸轮轴，所述凸轮轴固定到所述第二支架上，所述电阻电容感应环设置在所述凸轮与所述凸轮轴之间。

5.根据权利要求4所述的锁紧系统，其特征在于，所述气压检测装置还包括枢转地连接到所述第二支架上的棘爪，

所述凸轮上设置有与所述棘爪配合的第一凹槽，

所述棘爪通过卡在所述凸轮的第一凹槽来使所述凸轮反转时制动。

6.根据权利要求1所述的锁紧系统，其特征在于，所述锁紧装置包括电缸和楔形块，所述电缸的壳体与所述舱门固定连接，所述楔形块与所述电缸的伸缩杆的自由端固定连接，

所述舱体上设置有与所述楔形块匹配的第二凹槽，所述舱门压紧所述密封圈的力与所述楔形块插入所述第二凹槽的深度成正比。

7.根据权利要求5所述的锁紧系统，其特征在于，所述弹性膜片与所述凸轮之间、所述凸轮与所述棘爪之间及所述凸轮与所述电阻电容感应环之间分别设有电阻测定装置，通过所述电阻测定装置的导通状态判定工作逻辑是否正常；并且/或者

所述凸轮还设置有绝缘层。

8.一种环境舱，其特征在于，所述环境舱包括权利要求1-7中任一项所述的锁紧系统。

9.根据权利要求8所述的环境舱，其特征在于，所述密封圈为α形密封圈。

10.根据权利要求8所述的环境舱，其特征在于，所述环境舱还包括观察镜，所述观察镜包括设置在所述舱体上的第一镜片和第二镜片，所述第一镜片和所述第二镜片之间具有夹角，并且所述第一镜片和所述第二镜片对称设置以使光线经过所述第一镜片和所述第二镜片的对称折射后仍与原路径相同，保证图像的观察结果不变形。

11.根据权利要求10所述的环境舱，其特征在于，所述观察镜还包括固定到所述舱体上的镜套，所述第一镜片和所述第二镜片分别固定地设置在所述镜套内。

12.根据权利要求11所述的环境舱，其特征在于，所述观察镜还包括设置在所述镜套上的风管，所述风管指向所述第一镜片和所述第二镜片中靠近所述环境舱内侧的一个镜片，并为所述一个镜片提供气流，以使所述一个镜片保持干燥。

13.根据权利要求12所述的环境舱，其特征在于，所述第一镜片、所述第二镜片与所述镜套共同围成一个密封区域。

14.根据权利要求13所述的环境舱，其特征在于，所述观察镜还包括设置在所述镜套上的单向阀，所述单向阀通向所述密封区域；

所述单向阀允许外接设备对所述密封区域抽真空，并防止所述密封区域外的空气进入所述密封区域内。

Images