CN110404593B - 适用于高低温交变试验的高强度保温箱体 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于高低温交变试验的高强度保温箱体，包括内板以及设置在内板外侧的外板，在所述内板和外板之间设置有从内向外呈层状紧密贴合的保温层、断桥层和发泡料层，所述内板由若干子内板拼接而成，各子内板的外缘均弯折形成有能够伸缩的延展槽，相邻延展槽之间通过焊接工艺固定连接，在所述外板上开设有若干压力释放孔。采用以上技术方案，能够适用于零下一百多度的超低温环境和两百度以上的超高温环境，不仅保温性能好，稳定可靠，而且不会发生较大的形变，保证了箱体结构的稳定性以及箱体的密封性。

Description

适用于高低温交变试验的高强度保温箱体
技术领域
本发明涉及高低温交变试验技术领域，具体涉及一种适用于高低温交变试验的高强度保温箱体。
背景技术
高低温交变实验箱是航空、汽车、家电、科研等领域必备的测试设备。目前，高低温交变试验箱通常采用发热电阻丝制热和压缩机配合冷媒制冷的方式，能够模拟零下几十度到零上一百多度的环境温度，以测试和确定电工、电子及其他产品及材料进行高温、低温、交变温度或恒定试验的温度环境变化后的参数及性能。
某些特定领域使用的产品需要高低温交变试验箱模拟出零下一百多度到零上一百多度、甚至超过两百度的环境温度。因此，现有高低温交变试验箱的箱体不仅在发生如此大的环境温差时容易发生变形，破坏箱体的结构和密封性，而且现有箱体的保温结构也难以适应于零下一百多度的超低温环境，其物理特性会发生改变，甚至是不可逆的改变，保温性能变得极差。
解决以上问题成为当务之急。
发明内容
为解决箱体在环境温度发生巨大变化时易发生变形，且箱体保温结构不适用于零下一百多度的超低温环境的技术问题，本发明提供了一种适用于高低温交变试验的高强度保温箱体。
其技术方案如下：
一种适用于高低温交变试验的高强度保温箱体，包括内板以及设置在内板外侧的外板，其要点在于：在所述内板和外板之间设置有从内向外呈层状紧密贴合的保温层、断桥层和发泡料层，所述内板由若干子内板拼接而成，各子内板的外缘均弯折形成有能够伸缩的延展槽，相邻延展槽之间通过焊接工艺固定连接，在所述外板上开设有若干压力释放孔。
内板合围形成高低温交变试验箱的内腔，因此，内板的温度几乎与内腔的温度一致，故内板是箱体所有部件中温差最大的一个部件，因而内板采用拼接方式，由若干子内板拼接而成，各子内板的外缘均弯折形成有能够伸缩的延展槽，通过延展槽的伸缩变形，能够几乎完全吸收内板因温差变化发生的形变；并且，在外板上开设有压力释放孔，能够有效地释放膨胀压力；采用以上结构的内板和外板，使高低温交变试验的箱体能够适应于零下一百多度到零上一百多度、甚至超过两百度的环境温度变化，不会发生较大的形变，保证了箱体结构的稳定性以及箱体的密封性。
保温层专门采用能够适应于零下一百多度超低温环境的保温材料，性能稳定且优异，由于发泡料层采用普通的保温材料，其耐低温性能较差，因而在保温层与发泡料层之间设置有断桥层，通过断桥处理，起到极佳的断热和断冷的效果，既有效地保护了发泡料层，又进一步提高了箱体的保温效果；故采用以上箱体保温结构，能够适用于零下一百多度的超低温环境和两百度以上的超高温环境，不仅保温性能极佳，而且稳定可靠。
作为优选：所述保温层包括从内向外呈层状紧密贴合的内子保温层和外子保温层，所述内子保温层的材质为气凝胶，所述外子保温层的材质为硅酸铝棉。采用以上结构，保温层的内子保温层材质为气凝胶，外子保温层材质为硅酸铝棉；其中气凝胶是目前热导率最低的固态材料，不仅能够承受两百多度的高温，而且在超低温环境下物理和化学特性能够保持稳定，在超高和超低温环境下均由优异的保温性能；外子保温层相对于内子保温层，环境温度已不那么严苛，因此选择成本更低，且热稳定性和化学稳定性也很优异的硅酸铝棉，其同样具有低导热率的特性，起到很好地保温效果。
作为优选：所述断桥层的材质为玻璃纤维。采用以上结构，耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，具有极佳的断热和断冷的效果。
作为优选：所述发泡料层的材质为聚氨酯。采用以上结构，保温性能好，成本低廉。
作为优选：所述发泡料层和保温层的厚度均大于断桥层的厚度。采用以上结构，既保证了整体的保温性能，又减小了箱体的厚度和质量。
作为优选：各所述压力释放孔均匀分布在外板上。采用以上结构，设计合理，既能够更加稳定地释放膨胀压力，又保证了外板的结构强度。
作为优选：在各个压力释放孔中均填充有硅酸铝棉。采用以上结构，保证了外板的保温性能和密封性能。
作为优选：所述子内板的外缘先向靠近外板的方向弯折形成第一折弯段，再向外弯折形成第二折弯段，最后向远离外板的方向弯折形成第三折弯段，所述第一折弯段、第二折弯段和第三折弯段共同构成所述延展槽，相邻第三折弯段的外壁通过焊接工艺固定连接。采用以上结构，既使延展槽具有较大的延展量，能够充分吸收温度变化引起的形变，又保证了相邻延展槽之间连接的可靠性。
作为优选：所述第三折弯段垂直于对应子内板，所述第二折弯段与对应子内板平行，所述第一折弯段倾斜设置，以使延展槽的宽度自槽底向槽口逐渐增大。采用以上结构，主要通过第一折弯段的变形吸收形变，整体结构稳定可靠。
作为优选：在所述外板的外表面上设置有呈格子状排布的加强筋。采用以上结构，大幅提高了箱体整体的结构强度。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
采用以上技术方案的适用于高低温交变试验的高强度保温箱体，结构新颖，设计巧妙，易于实现，能够适用于零下一百多度的超低温环境和两百度以上的超高温环境，不仅保温性能好，稳定可靠，而且不会发生较大的形变，保证了箱体结构的稳定性以及箱体的密封性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为箱体的局部剖视图；
图3为箱底的结构示意图；
图4为图3中A处的放大图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，一种适用于高低温交变试验的高强度保温箱体，包括内板1a以及设置在内板1a外侧的外板1e，在所述内板1a和外板1e之间设置有从内向外呈层状紧密贴合的保温层1b、断桥层1c和发泡料层1d。
所述发泡料层1d的材质为聚氨酯。聚氨酯不仅保温性能好，而且重量轻，且成本低廉。
所述断桥层1c的材质为玻璃纤维。由于发泡料层1d采用普通的保温材料聚氨酯，其耐低温性能较差，因而在保温层1b与发泡料层1d之间设置有断桥层1c，通过断桥处理，起到极佳的断热和断冷的效果，既有效地保护了发泡料层1d，又进一步提高了箱体的保温效果。
所述保温层1b包括从内向外呈层状紧密贴合的内子保温层1b1和外子保温层1b2，所述内子保温层1b1的材质为气凝胶，所述外子保温层1b2的材质为硅酸铝棉。气凝胶是目前热导率最低的固态材料，不仅能够承受两百多度的高温，而且在超低温环境下物理和化学特性能够保持稳定，在超高和超低温环境下均由优异的保温性能；外子保温层1b2相对于内子保温层1b1，环境温度已不那么严苛，因此选择成本更低，且热稳定性和化学稳定性也很优异的硅酸铝棉，其同样具有低导热率的特性，起到很好地保温效果。
内子保温层1b1的两侧分别与内板1a和外子保温层1b2紧密贴合，所述外子保温层1b2远离内子保温层1b1的一侧与断桥层1c紧密贴合，断桥层1c远离外子保温层1b2的一侧与发泡料层1d紧密贴合，发泡料层1d远离断桥层1c的一侧与外板1e紧密贴合。
并且，所述发泡料层1d和保温层1b的厚度均大于断桥层1c的厚度。既保证了箱体整体的保温性能，又减小了箱体的厚度和质量。
请参见图1和图2，所述内板1a和外板1e均为金属材质，结构强度高，支撑性好，耐腐蚀性好。
请参见图2，所述内板1a由若干子内板1a1拼接而成，各子内板1a1的外缘均弯折形成有能够伸缩的延展槽1a2，相邻延展槽1a2之间通过焊接工艺固定连接。具体地说，内板1a合围形成高低温交变试验箱的内腔，因此，内板1a的温度几乎与内腔的温度一致，故内板1a是箱体所有部件中温差最大的一个部件，因而内板1a采用拼接方式，由若干子内板1a1拼接而成，各子内板1a1的外缘均弯折形成有能够伸缩的延展槽1a2，通过延展槽1a2的伸缩变形，能够几乎完全吸收内板1a因温差变化发生的形变。
具体地说，所述子内板1a1的外缘先向靠近外板1e的方向弯折形成第一折弯段1a21，再向外弯折形成第二折弯段1a22，最后向远离外板1e的方向弯折形成第三折弯段1a23，所述第一折弯段1a21、第二折弯段1a22和第三折弯段1a23共同构成所述延展槽1a2，相邻第三折弯段1a23的外壁通过焊接工艺固定连接。其中，所述第三折弯段1a23垂直于对应子内板1a1，所述第二折弯段1a22与对应子内板1a1平行，所述第一折弯段1a21倾斜设置，以使延展槽1a2的宽度自槽底向槽口逐渐增大。通过这样的设计，既使延展槽1a2具有较大的延展量，能够充分吸收温度变化引起的形变，又保证了相邻延展槽之间1a2连接的可靠性。
请参见图1和图2，为防止外板1e变形，能够有效地释放膨胀压力，在所述外板1e上开设有若干压力释放孔1e1。为了更好地释放膨胀压力，各压力释放孔1e1均延伸至发泡料层1d中。同时，为了既能够更加稳定地释放膨胀压力，又保证了外板1e的结构强度，各所述压力释放孔1e1均匀分布在外板1e上。进一步地，在各个压力释放孔1e1中均填充有硅酸铝棉，保证了外板1e的保温性能和密封性能。本实施例中，采用了压力释放孔1e1的孔径为25mm，间距为200mm-250mm，经大量实验证明，这样的设计既保证了压力的充分释放，防止外板1e变形，又很好地兼顾了外板1e的结构强度。
进一步地，在其中部分压力释放孔1e1中设置有泄压管，在泄压管外包覆有气凝胶层，在气凝胶层包覆有加热带，在加热带外包覆有保温板，在保温板外包覆有保温胶带。这样的设计既保证了压力释放孔1e1结构的稳定性，又通过加热带的设置防止凝露。
请参见图1，在所述外板1e的外表面上设置有呈格子状排布的加强筋1f，大幅提高了箱体整体的结构强度。本实施例中，加强筋1f采用方管，不仅能够很好地支撑在外板1e上，接触面积较大，增加外板1e结构强度的效果好，而且自身结构强度高，不易发生变形。
请参见图3和图4，为解决现有高低温交变试验箱的箱底结构由于结构设计的问题，绝热和断冷的效果不够理想，可能发生损伤楼板的情况。所述适用于高低温交变试验的高强度保温箱体的箱底结构包括平行设置的内板1a和外板1e，所述外板1e位于内板1a的外侧。
请参见图4，在内板1a的外侧(即靠外板1e一侧)贴附有绝热层1g，绝热层1g满铺在内板1a上，具有很好的断热和断冷的效果，既有效保护了枕木1h和保温材料1i，又进一步提高了箱体的保温效果，起到了断桥隔热的效果。具体地说，所述绝热层1g采用加强绝热玻纤板，厚度20mm，既又良好的绝热效果，又轻便且厚度小。
请参见图3和图4，在所述绝热层1g与外板1e之间设置有若干枕木1h，所述枕木1h将绝热层1g与外板1e之间分隔成若干保温材料填充腔室。具体地说，所述枕木1h相互平行，并两两一组将绝热层1g与外板1e之间分隔成若干并排的保温材料填充腔室，且相邻保温材料填充腔室之间的两根所述枕木1h紧密排列。枕木1h具有弹性好、重量轻、承载能力强的特点，提高了箱底的结构强度，减小了楼板的负载。
在每个保温材料填充腔室中均填充有保温材料1i，所述保温材料1i包括设置在靠近绝热层1g一侧的气凝胶保温层1i1和设置在靠近外板1e一侧的聚氨酯发泡层1i2。其中，气凝胶保温层1i1采用，纳米气凝胶保温材料制成，厚度75mm，聚氨酯发泡层1i2采用高温型聚氨酯发泡而成，厚度125mm。气凝胶是目前热导率最低的固态材料，不仅能够承受两百多度的高温，而且在超低温环境下物理和化学特性能够保持稳定，在超高和超低温环境下均由优异的保温性能，聚氨酯成本低廉，但耐低温性能较差，这样的设计兼顾了成本和保温性能。
请参见图3和图4，在所述外板1e的外侧贴附有采用气凝胶制成的外隔热层1j，在该外隔热层1j与外板1e之间设置有均匀分布的温度传感器1k。通过气凝胶制成的外隔热层1j，能够进一步避免将高低温交变试验箱的热量或冷量传递给楼板，起到了极佳的保护效果，同时，通过温度传感器1k的设置能够实时监控外板1e和外隔热层1j的温度，以防止出现温度异常的情况，进一步起到保护楼板的作用。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种适用于高低温交变试验的高强度保温箱体，包括内板(1a)以及设置在内板(1a)外侧的外板(1e)，其特征在于：在所述内板(1a)和外板(1e)之间设置有从内向外呈层状紧密贴合的保温层(1b)、断桥层(1c)和发泡料层(1d)，所述内板(1a)由若干子内板(1a1)拼接而成，各子内板(1a1)的外缘均弯折形成有能够伸缩的延展槽(1a2)，相邻延展槽(1a2)之间通过焊接工艺固定连接，在所述外板(1e)上开设有若干压力释放孔(1e1)；
所述保温层(1b)包括从内向外呈层状紧密贴合的内子保温层(1b1)和外子保温层(1b2)，所述内子保温层(1b1)的材质为气凝胶，所述外子保温层(1b2)的材质为硅酸铝棉；
所述断桥层(1c)的材质为玻璃纤维；
所述发泡料层(1d)的材质为聚氨酯；
所述子内板(1a1)的外缘先向靠近外板(1e)的方向弯折形成第一折弯段(1a21)，再向外弯折形成第二折弯段(1a22)，最后向远离外板(1e)的方向弯折形成第三折弯段(1a23)，所述第一折弯段(1a21)、第二折弯段(1a22)和第三折弯段(1a23)共同构成所述延展槽(1a2)，相邻第三折弯段(1a23)的外壁通过焊接工艺固定连接；
所述第三折弯段(1a23)垂直于对应子内板(1a1)，所述第二折弯段(1a22)与对应子内板(1a1)平行，所述第一折弯段(1a21)倾斜设置，以使延展槽(1a2)的宽度自槽底向槽口逐渐增大。
2.根据权利要求1所述的适用于高低温交变试验的高强度保温箱体，其特征在于：所述发泡料层(1d)和保温层(1b)的厚度均大于断桥层(1c)的厚度。
3.根据权利要求1所述的适用于高低温交变试验的高强度保温箱体，其特征在于：各所述压力释放孔(1e1)均匀分布在外板(1e)上。
4.根据权利要求1或3所述的适用于高低温交变试验的高强度保温箱体，其特征在于：在各个压力释放孔(1e1)中均填充有硅酸铝棉。
5.根据权利要求1所述的适用于高低温交变试验的高强度保温箱体，其特征在于：在所述外板(1e)的外表面上设置有呈格子状排布的加强筋(1f)。
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