CN112452361A - 一种超低温液氮试验箱 - Google Patents

Abstract

本发明为一种超低温液氮试验箱，包括试验箱箱体、风循环装置、控制装置、液氮喷淋装置、大门密封系统、铰链、加热器、温度传感器、门锁，在试验箱大门上安装了4套子母槽，子母槽内安装玻璃纤维管，通过关门压实，来防止箱内低温氮气直接接触密封所用的柔性硅橡胶，为避免硅橡胶在极低温度下会发生脆化，失去活性，大门门框四周设置了加热线，使得硅橡胶一直保持在接近常温的最佳工作温度，设备大门上带有一个玻璃观察窗，玻璃观察窗采用镀膜加热式多层中空观察窗，内置加热线，当设备做低温时，能够有效的防止水汽凝结在玻璃观察窗表面，玻璃观察窗周边的密封同样使用玻璃纤维管以及氟橡胶密封条来实现玻璃的整体密封。

Description

一种超低温液氮试验箱

技术领域

本发明涉及一种试验箱，尤其涉及一种超低温液氮试验箱。

背景技术

超低温液氮试验箱属于难度系数较高的试验箱类型，难点主要在于该试验箱的最低温度能够达到-180℃，因此整个试验箱的箱门密封装置较难实现，因常规的密封条在低温-100℃左右就会发生变脆、变硬、密封失效的现象，因此对于超低温液氮实验箱需要寻找新型的密封材料以及新型的密封方式来实现液氮的密封。

超低温液氮试验箱箱门密封研制成功与否，是该类型设备是否能够研制成功的根本，在低温试验箱在进行液氮试验时，若大门的密封发生泄漏，则直接导致试验失败或者存在试验试件的报废风险。若将超低温液氮试验箱大门密封的难题给予解决，则国内航空航天、电子、医疗事业等领域的许多产品都可进行超低温试验，因此将此试验箱研制成功意义极其重大。但目前试验箱尚无法解决超低温条件下的密封问题。

发明内容

根据以上技术问题，本发明提供一种超低温液氮试验箱，包括试验箱箱体、风循环装置、控制装置、液氮喷淋装置、大门密封系统、铰链、加热器、温度传感器、门锁，所述控制装置紧邻试验箱箱体设置，试验箱箱体上设有风循环装置，所述风循环装置包括电机、风轮，所述电机固定安装在试验箱箱体顶部，所述风轮与电机输出轴相连，所述风轮与试验箱箱体之间设有温度传感器，所述风轮下方设有加热器，所述加热器下方设有液氮喷淋装置，所述加热器、温度传感器、电机分别与控制装置电气连接；

所述试验箱箱体前侧设有试验箱大门，所述试验箱箱体与试验箱大门之间设有大门密封系统，所述大门密封系统包括大门伴热带、子槽、玻璃纤维管、母槽、大门限温开关、硅橡胶密封条，所述试验箱大门与试验箱箱体一侧通过铰链连接，另一侧通过门锁锁紧，所述试验箱大门上与试验箱箱体对应的端面设有子槽，所述子槽沿试验箱大门外周与试验箱大门同心设置，所述试验箱箱体上与子槽对应的位置设有母槽，所述子槽插入母槽内实现与母槽的配合，所述子槽与母槽内分别填充有玻璃纤维管，所述子槽、母槽外周分别设有大门伴热带，所述大门伴热带外侧设有大门限温开关，所述大门限温开关与大门伴热带串联与控制装置电气连接，所述试验箱大门上与试验箱箱体之间设有硅橡胶密封条，所述硅橡胶密封条同心设置与子槽、母槽的外侧。

进一步的，所述试验箱大门上还设有玻璃装饰框，所述玻璃装饰框内安装有玻璃观察窗，所述玻璃观察窗与试验箱大门接触的位置通过设置氟橡胶密封条及填充玻璃纤维管实现玻璃观察窗与试验箱大门的密封，所述氟橡胶密封条外周设有观察窗伴热带，所述观察窗伴热带外侧设有观察窗限温开关，所述观察窗限温开关与观察窗伴热带串联且与控制装置电气连接。

进一步的，所述玻璃观察窗为镀膜加热式多层中空观察窗，所述玻璃观察窗宽x高＝300x300mm。

进一步的，所述风循环装置共有2套，2套风循环装置相对于门体中线对称设置。

进一步的，所述子槽、母槽共设有4套。

进一步的，所述试验箱大门为全开单翼式大门，其开启角度大于 90°。

进一步的，所述门锁为防耐压的手轮锁。

本发明的有益效果为：本发明为一种超低温液氮试验箱，通过大门密封系统的设置，直接解决了超低温液氮试验箱在研制过程中最大的难题，不仅为超低温液氮试验箱研制的成功做了重要铺垫，也对超低温液氮试验箱的可靠性提供了有力的保障条件，其中，在试验箱大门上安装了4套子母槽，子母槽内安装玻璃纤维管，通过关门压实，来防止箱内低温氮气直接接触密封所用的柔性硅橡胶，为避免硅橡胶在极低温度下会发生脆化，失去活性，大门门框四周设置了加热线，使得硅橡胶一直保持在接近常温的最佳工作温度，选取玻璃纤维管做为密封主材，玻璃纤维管具有质轻而硬、不导电、机械强度高、抗老化、耐高温、耐腐蚀等特点，抗冻性很好；设备大门上带有一个玻璃观察窗，玻璃观察窗采用镀膜加热式多层中空观察窗，内置加热线，当设备做低温时，能够有效的防止水汽凝结在玻璃观察窗表面，玻璃观察窗周边的密封同样使用玻璃纤维管以及氟橡胶密封条来实现玻璃的整体密封。

附图说明

图1为本发明主体结构侧视剖视图；

图2为本发明主体结构俯视剖视图；

图3为本发明A点放大示意图；

图4为本发明B点放大示意图。

如图，试验箱箱体-1、风循环装置-2、电机-201、风轮-202、控制装置-3、液氮喷淋装置-4、大门密封系统-5、试验箱大门-501、大门伴热带-502、子槽-503、玻璃纤维管-504、母槽-505、大门限温开关-506、硅橡胶密封条-507、玻璃装饰框-508、玻璃观察窗-509、氟橡胶密封条-510、观察窗伴热带-511、观察窗限温开关-512、铰链-6、加热器-7、温度传感器-8、门锁-9。

具体实施方式

实施例1：

根据以上技术问题，本发明提供一种超低温液氮试验箱，包括试验箱箱体1、风循环装置2、控制装置3、液氮喷淋装置4、大门密封系统5、铰链6、加热器7、温度传感器8、门锁9，所述控制装置3 紧邻试验箱箱体1设置，试验箱箱体1上设有风循环装置2，所述风循环装置2包括电机201、风轮202，所述电机201固定安装在试验箱箱体1顶部，所述风轮202与电机201输出轴相连，所述风轮202 与试验箱箱体1之间设有温度传感器8，所述风轮202下方设有加热器7，所述加热器7下方设有液氮喷淋装置4，所述液氮喷淋装置4 用于将未汽化的液氮冷媒喷淋于试验箱箱体1内的风循环装置2中，所述加热器7、温度传感器8、电机201分别与控制装置3电气连接；

所述试验箱箱体1前侧设有试验箱大门501，所述试验箱箱体1 与试验箱大门501之间设有大门密封系统5，所述大门密封系统5包括大门伴热带502、子槽503、玻璃纤维管504、母槽505、大门限温开关506、硅橡胶密封条507，所述试验箱大门501与试验箱箱体1 一侧通过铰链6连接，另一侧通过门锁9锁紧，所述试验箱大门501 上与试验箱箱体1对应的端面设有子槽503，所述子槽503沿试验箱大门501外周与试验箱大门501同心设置，所述试验箱箱体1上与子槽503对应的位置设有母槽505，所述子槽503插入母槽505内实现与母槽505的配合，所述子槽503与母槽505内分别填充有玻璃纤维管504，所述子槽503、母槽505外周分别设有大门伴热带502，所述大门伴热带502外侧设有大门限温开关506，所述大门限温开关506 与大门伴热带502串联与控制装置3电气连接，所述试验箱大门501 上与试验箱箱体1之间设有硅橡胶密封条507，所述硅橡胶密封条507 同心设置与子槽503、母槽505的外侧。

进一步的，所述试验箱大门501上还设有玻璃装饰框508，所述玻璃装饰框508内安装有玻璃观察窗509，所述玻璃观察窗509与试验箱大门501接触的位置通过设置氟橡胶密封条510及填充玻璃纤维管504实现玻璃观察窗509与试验箱大门501的密封，所述氟橡胶密封条510外周设有观察窗伴热带511，所述观察窗伴热带511外侧设有观察窗限温开关512，所述观察窗限温开关512与观察窗伴热带511 串联且与控制装置3电气连接。

进一步的，所述玻璃观察窗509为镀膜加热式多层中空观察窗，内置加热线，当设备做低温时，能够有效的防止水汽凝结在观察窗表面，所述玻璃观察窗509宽x高＝300x300mm。

进一步的，所述风循环装置2共有2套，2套风循环装置2相对于门体中线对称设置，所述风循环装置用于将试验箱箱体1内的空气均匀的通过液氮喷淋装置4，实现试验箱箱体1内的极速降温。

进一步的，所述子槽503、母槽505共设有4套，可以增加试验箱大门501整体密封面的面积以及密封路径距离，即将密封面做成阶梯状，一层一层的来限制液氮的流出。

进一步的，所述试验箱大门501为全开单翼式大门，其开启角度大于90°。

进一步的，所述门锁9为防耐压的手轮锁，防止由于液氮蒸发导致试验箱箱体1内压力升高弹开箱门。

实施例2：

工作原理：本发明在使用时，试验箱箱体1和试验箱大门 501采用强隔热性材料制成，从而使试验箱箱体1在验箱大门有效密封的前提下保持稳定的低温环境，风循环装置2用于将试验箱内的空气均匀的通过液氮喷淋装置4，实现试验箱箱体1的极速降温，温度传感器8装置用于采集试试验箱箱体1内的温度参数，并将温度参数传输至控制装置3，控制装置3用于结合温度参数和预设的温度值控制液氮冷却系统的工作状态。试验箱大门501与试验箱箱体1的密封由大门密封系统5完成，试验箱大门501与试验箱箱体1接触位置处设置的子母槽505，在箱门上安装了4套子母槽505，子母槽505内安装玻璃纤维管504，关门后通过门锁9关紧压实，防止由于液氮蒸发导致试验箱内压力升高弹开试验箱大门501。多级设置的子母槽 505及玻璃纤维管504，使液氮流出时需要经过多级密封，这样设计增加了箱门整体密封面的面积以及密封路径距离，可以更好的防止箱内低温氮气直接接触密封所用的柔性硅橡胶密封条507，且玻璃纤维管504具有质轻而硬、不导电、机械强度高、抗老化、耐高温、耐腐蚀等特点，抗冻性很好，其耐温最低可达-196℃，子母槽505配合玻璃纤维管504和硅橡胶密封条507可实现低温环境下优良的密封效果。此外，为避免硅橡胶密封条507在极低温度下会发生脆化，失去活性，试验箱大门501门框四周设置了大门伴热带502，使得硅橡胶密封条 507一直保持在接近常温的最佳工作温度，使硅橡胶密封条507始终具备最优的密封性能。

玻璃观察窗509采用镀膜加热式多层中空观察窗，在玻璃观察窗 509与试验箱大门501接触的位置设有氟橡胶密封条510，使试验箱大门501保持密封状态，试验箱大门501内设有观察窗伴热带511，玻璃观察窗509和试验箱大门501之间的玻璃装饰框508使试验箱大门501更加美观。

试验箱大门501四周与玻璃观察窗509处的伴热带分别布置有限温开关，限温开关与伴热带串联，如果温度超过限制温度，伴热带会自动断开，以便保证橡胶密封条的以及玻璃观察窗509的最佳工作温度，具备良好的密封性能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种超低温液氮试验箱，其特征在于，包括试验箱箱体、风循环装置、控制装置、液氮喷淋装置、大门密封系统、铰链、加热器、温度传感器、门锁，所述控制装置紧邻试验箱箱体设置，试验箱箱体上设有风循环装置，所述风循环装置包括电机、风轮，所述电机固定安装在试验箱箱体顶部，所述风轮与电机输出轴相连，所述风轮与试验箱箱体之间设有温度传感器，所述风轮下方设有加热器，所述加热器下方设有液氮喷淋装置，所述加热器、温度传感器、电机分别与控制装置电气连接；

所述试验箱箱体前侧设有试验箱大门，所述试验箱箱体与试验箱大门之间设有大门密封系统，所述大门密封系统包括大门伴热带、子槽、玻璃纤维管、母槽、大门限温开关、硅橡胶密封条，所述试验箱大门与试验箱箱体一侧通过铰链连接，另一侧通过门锁锁紧，所述试验箱大门上与试验箱箱体对应的端面设有子槽，所述子槽沿试验箱大门外周与试验箱大门同心设置，所述试验箱箱体上与子槽对应的位置设有母槽，所述子槽插入母槽内实现与母槽的配合，所述子槽与母槽内分别填充有玻璃纤维管，所述子槽、母槽外周分别设有大门伴热带，所述大门伴热带外侧设有大门限温开关，所述大门限温开关与大门伴热带串联与控制装置电气连接，所述试验箱大门上与试验箱箱体之间设有硅橡胶密封条，所述硅橡胶密封条同心设置与子槽、母槽的外侧。

2.按照权利要求1所述的一种超低温液氮试验箱，其特征在于，所述试验箱大门上还设有玻璃装饰框，所述玻璃装饰框内安装有玻璃观察窗，所述玻璃观察窗与试验箱大门接触的位置通过设置氟橡胶密封条及填充玻璃纤维管实现玻璃观察窗与试验箱大门的密封，所述氟橡胶密封条外周设有观察窗伴热带，所述观察窗伴热带外侧设有观察窗限温开关，所述观察窗限温开关与观察窗伴热带串联且与控制装置电气连接。

3.按照权利要求2所述的一种超低温液氮试验箱，其特征在于，所述玻璃观察窗为镀膜加热式多层中空观察窗，所述玻璃观察窗宽x高＝300x300mm。

4.按照权利要求1所述的一种超低温液氮试验箱，其特征在于，所述风循环装置共有2套，2套风循环装置相对于门体中线对称设置。

5.按照权利要求1所述的一种超低温液氮试验箱，其特征在于，所述子槽、母槽共设有4套。

6.按照权利要求1所述的一种超低温液氮试验箱，其特征在于，所述试验箱大门为全开单翼式大门，其开启角度大于90°。

7.按照权利要求1所述的一种超低温液氮试验箱，其特征在于，所述门锁为防耐压的手轮锁。

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