CN114001775A - 一种模拟温度气压湿度以及振动的综合试验箱 - Google Patents

Abstract

本发明属于环境试验设备技术领域，具体涉及一种模拟温度气压湿度以及振动的综合试验箱，包括试验腔室、振动器、以及功能机组，功能机组包括有空气循环风机、加热器、蒸发器、加湿器、真空泵组以及控制器，试验腔室开设有第一开口，振动器设置有振动腔室，振动腔室开设有第二开口，振动器安装有振动台，第一开口安装有第一密封机构，第二开口安装有第二密封机构，试验腔室与振动腔室均开设有压力平衡孔，两个压力平衡孔之间可拆卸连接有隔热管，加湿器连接有加湿进口管，真空泵组连接有抽气管；本发明能够使得试验腔室和振动腔室内部压力保持相同，从而使振动器的振动台上下两端没有压力差，能够避免振动台由于压力差而导致振动试验受到影响的问题。

Description

一种模拟温度气压湿度以及振动的综合试验箱

技术领域

本发明属于环境试验设备技术领域，具体涉及一种模拟温度气压湿度以及振动的综合试验箱。

背景技术

环境模拟试验是检验物品在不同环境中的状态的一种试验，在航空、航天、军工、电子、汽车、IT等行业中，环境试验模拟装置应用越来越广泛，它主要用于航空、航天、军工、电子、汽车、IT行业、仪器仪表、电工电子产品等，模拟试品在周围大气温度、气压等急剧变化条件下的适应性试验及对电子元器件的安全性测试提供可靠性试验。

目前，同时模拟高低温、湿度以及振动的试验箱通常由试验腔室以及振动器构成，通过将振动台伸入试验腔室中进行上下振动，并且由试验腔室中的加热器、蒸发器以及加湿器等模拟不同的环境，从而进行高低温、湿度以及振动的综合试验，然而若需要将试件在低压环境进行振动试验时，往往还需要使用其他的设备单独进行试验，因为在低压环境下，振动台伸入试验腔室的一端气压较低，而另一端是正常大气压力，因此振动台上下两端所承受的压力不一致，存在压差，容易使振动台由于压力差而导致振动试验受到影响。

发明内容

本发明的目的是：旨在提供一种模拟温度气压湿度以及振动的综合试验箱，能够使得试验腔室和振动腔室内部压力保持相同，从而使振动器的振动台上下两端没有压力差，能够避免振动台由于压力差而导致振动试验受到影响的问题。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种模拟温度气压湿度以及振动的综合试验箱，包括试验腔室、振动器以及功能机组，所述功能机组包括有空气循环风机、加热器、蒸发器、加湿器、真空泵组以及控制器，所述控制器分别与所述振动器、所述空气循环风机、所述加热器、所述蒸发器、所述加湿器以及所述真空泵组电性连接，所述试验腔室底部开设有第一开口，所述振动器上部设置有振动腔室，所述振动腔室上端开设有第二开口，所述振动器安装有振动台，所述振动台下部伸入所述第二开口中且底部与所述第二开口平齐，所述振动台上部伸入所述第一开口中且顶部与所述第一开口平齐，所述第一开口安装有与所述振动台上部相匹配的第一密封机构，所述第二开口安装有与所述振动台下部相匹配的第二密封机构，所述试验腔室与所述振动腔室均开设有压力平衡孔，两个所述压力平衡孔之间可拆卸连接有隔热管，所述加湿器连接有加湿进口管，所述真空泵组连接有抽气管，所述控制器分别与第一密封机构以及第二密封机构电性连接。

本发明能够使得试验腔室和振动腔室内部压力保持相同，从而使振动器的振动台上下两端没有压力差，能够避免振动台由于压力差而导致振动试验受到影响的问题。

所述振动台从上到下依次由隔热承载台、连接座以及隔热底座组成，所述隔热承载台位于所述第一开口中，所述隔热底座位于所述第二开口中。

隔热承载台为振动台的载物部，通过能够隔热，从而阻隔试验腔室内部与外界之间的热交换，隔热底座为振动台在振动腔室中的运动部，由于试验腔室与振动腔室通过隔热管相连通，因此，振动腔室中也需要通过隔热底座阻隔振动腔室内部与外界之间的热交换，进而避免外界的干扰，使得试验更加准确。

所述第一开口与所述第二开口的形状及开口面积大小相等，所述隔热承载台以及所述隔热底座的形状以及端面面积大小均相同，所述隔热承载台与所述第一开口之间、所述隔热底座与所述第二开口之间形成间隙。

这样的设置方式，使的隔热承载台与第一开口之间的间隙以及隔热底座与第二开口之间的间隙能够分别通过第一密封机构以及第二密封机构进行密封，同时在结束试验后，第一密封机构和第二密封机构不再密封，外界气压能够迅速的通过隔热承载台与第一开口之间的间隙以及隔热底座与第二开口之间的间隙同步进入试验腔室以及振动腔室中，从而能够迅速平衡试验腔室、振动腔室与外界的压力差；同时由于隔热承载台与第一开口之间的间隙，能够在振动器拆卸时更加便利。

所述第一密封机构包括有开设于所述第一开口的第一环槽以及与所述第一环槽侧壁相粘接的第一充气密封圈，所述第二密封机构包括有开设于所述第二开口的第二环槽以及与所述第二环槽侧壁相粘接的第二充气密封圈，所述功能机组还包括有充气组件，所述充气组件用于向所述第一充气密封圈以及所述第二充气密封圈中充气。

充气组件能够通过向第一充气密封圈以及第二充气密封圈中充气，从而能够使第一充气密封圈以及第二充气密封圈膨胀鼓起，由于第一充气密封圈粘接于第一环槽侧壁，第二充气密封圈粘接于第二环槽侧壁，因此第一充气密封圈以及第二充气密封圈能够逐渐向第一环槽以及第二环槽的开口方向凸起，从而通过第一充气密封圈与第二充气密封圈充气鼓起将隔热承载台与第一开口之间的间隙以及隔热底座与第二开口之间的间隙紧密填充密封。

所述充气组件包括有与所述第一充气密封圈相连通的第一气管、与所述第二充气密封圈相连通的第二气管，所述真空泵组连接有排气主管，所述第一气管以及所述第二气管均与所述排气主管相连通。

真空泵组通过抽气管抽吸空气后，会进入排气主管，通过第一气管以及第二气管分别充入第一充气密封圈以及第二充气密封圈中，通过第一充气密封圈以及第二充气密封圈进行密封。

所述第一开口和所述第二开口均粘接有弹性膜，两个所述弹性膜分别覆盖第一环槽的开口处和所述第二环槽的开口处。

在第一充气密封圈以及第二充气密封圈在充气鼓出第一环槽和第二环槽后，通过弹性膜能够进行限位，避免第一充气密封圈以及第二充气密封圈鼓出后往上往下过度鼓包，同时，弹性膜也能够通过第一充气密封圈以及第二充气密封圈的气压压紧作用下而弹性紧贴隔热承载台以及隔热底座，并且弹性模也能够起到保护作用，避免第一充气密封圈直接与隔热承载台摩擦接触，第二充气密封圈直接与隔热底座摩擦接触。

所述排气主管与所述第一气管以及所述第二气管之间通过第一电磁三通阀相连通，所述排气主管还安装有第二电磁三通阀，所述第二电磁三通阀还连接有排气支管，所述第一电磁三通阀以及所述第二电磁三通阀均与所述控制器电性连接。

真空泵组通过抽气管抽吸空气后，会进入排气主管，通过排气主管、第一电磁三通阀、第二电磁三通阀以及控制器之间的配合，从而能够使抽吸的空气能够分别通过第一气管以及第二气管分别充入第一充气密封圈以及第二充气密封圈中，通过第一充气密封圈以及第二充气密封圈进行密封。

所述第一气管安装有压力变送器，所述压力变送器与所述控制器电性连接。

第一充气密封圈与第二充气密封圈中通过第一电磁三通阀相连通，因此第一充气密封圈、第一气管、第二充气密封圈以及第二气管中压力是相等的，压力变送器实时监测并向控制器反馈压力情况。

两个所述压力平衡孔均安装有可拆卸连接头，所述隔热管两端分别与两个所述可拆卸连接头相连接。

设置可拆卸连接头，能够使隔热管方便的安装于两个压力平衡孔之间，隔热管可采用波纹隔热管，从而具有更好的长度调节性。

采用本发明方案，控制器通过控制第一密封机构能够将第一开口和振动台的上部进行密封，通过控制第二密封机构能够将第二开口和振动台的下部进行密封，人们手动的将隔热管将两个压力平衡孔相连通，因此，能够使试验腔室和振动器的振动腔室之间连通且与外界大气相隔绝密封；在进行试验时，控制器能够控制功能机组各个部件运作，振动器用于带动振动台上下振动，空气循环风机用于试验腔室内部的空气循环，使得加热器进行高温试验加热、蒸发器进行低温试验以及加湿器进行湿度试验时，通过空气循环风机使得加热、低温以及湿度能够更加均匀；在需要进行低气压试验时，控制器控制真空泵组通过抽气管抽吸试验腔室内部的空气，形成低气压环境，由于试验腔室和振动器的振动腔室之间连通，因此试验腔室和振动腔室内部压力相同，从而使得振动器的振动台上下两端没有压力差，避免振动台由于压力差而导致振动试验受到影响。

附图说明

本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；

图1为本发明一种模拟温度气压湿度以及振动的综合试验箱实施例的结构示意图；

图2为图1中A处的结构放大示意图；

图3为图2中B处的结构放大示意图；

图4为本发明实施例的第一密封机构和第二密封机构密封状态结构示意图；

图5为本发明实施例的电性连接结构示意图；

主要元件符号说明如下：

试验腔室1、第一开口11、第一环槽131、第一充气密封圈132、第一气管133、压力变送器134、振动器2、振动腔室21、第二开口211、振动台22、隔热承载台221、连接座222、隔热底座223、第二环槽231、第二充气密封圈232、第二气管233、功能机组3、空气循环风机31、加热器32、蒸发器33、加湿器34、加湿进口管341、真空泵组35、抽气管351、排气主管352、压力平衡孔4、隔热管41、可拆卸连接头42、第一电磁三通阀51、第一端口511、第二端口512、第三端口513、第二电磁三通阀52、排气支管521、第四端口522、第五端口523、第六端口524、弹性膜61。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。

如图1-图5所示，本发明的一种模拟温度气压湿度以及振动的综合试验箱，包括试验腔室1、振动器2以及功能机组3，功能机组3包括有空气循环风机31、加热器32、蒸发器33、加湿器34、真空泵组35以及控制器，控制器分别与振动器2、空气循环风机31、加热器32、蒸发器33、加湿器34以及真空泵组35电性连接，试验腔室1底部开设有第一开口11，振动器2上部设置有振动腔室21，振动腔室21上端开设有第二开口211，振动器2安装有振动台22，振动台22下部伸入第二开口211中且底部与第二开口211平齐，振动台22上部伸入第一开口11中且顶部与第一开口11平齐，第一开口11安装有与振动台22上部相匹配的第一密封机构，第二开口211安装有与振动台22下部相匹配的第二密封机构，试验腔室1与振动腔室21均开设有压力平衡孔4，两个压力平衡孔4之间可拆卸连接有隔热管41，加湿器34连接有加湿进口管341，真空泵组35连接有抽气管351，控制器分别与第一密封机构以及第二密封机构电性连接。

采用本发明方案，控制器通过控制第一密封机构能够将第一开口11和振动台22的上部进行密封，通过控制第二密封机构能够将第二开口211和振动台22的下部进行密封，人们手动的将隔热管41将两个压力平衡孔4相连通，因此，能够使试验腔室1和振动器2的振动腔室21之间连通且与外界大气相隔绝密封；

在进行试验时，控制器能够控制功能机组3各个部件运作，振动器2用于带动振动台22上下振动，空气循环风机31用于试验腔室内部的空气循环，使得加热器32进行高温试验加热、蒸发器33进行低温试验以及加湿器34进行湿度试验时，通过空气循环风机31使得加热、低温以及湿度能够更加均匀；

在需要进行低气压试验时，控制器控制真空泵组35通过抽气管351抽吸试验腔室1内部的空气，形成低气压环境，由于试验腔室1和振动器2的振动腔室21之间连通，因此试验腔室1和振动腔室21内部压力相同，从而使得振动器2的振动台22上下两端没有压力差，避免振动台22由于压力差而导致振动试验受到影响。

请参阅图2，振动台22从上到下依次由隔热承载台221、连接座222以及隔热底座223组成，隔热承载台221位于第一开口11中，隔热底座223位于第二开口211中。

隔热承载台221为振动台22的载物部，通过能够隔热，从而阻隔试验腔室1内部与外界之间的热交换，隔热底座223为振动台22在振动腔室21中的运动部，由于试验腔室1与振动腔室21通过隔热管41相连通，因此，振动腔室21中也需要通过隔热底座223阻隔振动腔室21内部与外界之间的热交换，进而避免外界的干扰，使得试验更加准确。

请参阅图2，第一开口11与第二开口211的形状及开口面积大小相等，隔热承载台221以及隔热底座223的形状以及端面面积大小均相同，隔热承载台221与第一开口11之间、隔热底座223与第二开口211之间形成间隙。

这样的设置方式，使的隔热承载台221与第一开口11之间的间隙以及隔热底座223与第二开口211之间的间隙能够分别通过第一密封机构以及第二密封机构进行密封，同时在结束试验后，第一密封机构和第二密封机构不再密封，外界气压能够迅速的通过隔热承载台221与第一开口11之间的间隙以及隔热底座223与第二开口211之间的间隙同步进入试验腔室1以及振动腔室21中，从而能够迅速平衡试验腔室1、振动腔室21与外界的压力差；同时由于隔热承载台221与第一开口11之间的间隙，能够在振动器2拆卸时更加便利。

请参阅图2，第一密封机构包括有开设于第一开口11的第一环槽131以及与第一环槽131侧壁相粘接的第一充气密封圈132，第二密封机构包括有开设于第二开口211的第二环槽231以及与第二环槽231侧壁相粘接的第二充气密封圈232，功能机组3还包括有充气组件，充气组件用于向第一充气密封圈132以及第二充气密封圈232中充气。

充气组件能够通过向第一充气密封圈132以及第二充气密封圈232中充气，从而能够使第一充气密封圈132以及第二充气密封圈232膨胀鼓起，由于第一充气密封圈132粘接于第一环槽131侧壁，第二充气密封圈232粘接于第二环槽231侧壁，因此第一充气密封圈132以及第二充气密封圈232能够逐渐向第一环槽131以及第二环槽231的开口方向凸起，从而通过第一充气密封圈132与第二充气密封圈232充气鼓起将隔热承载台221与第一开口11之间的间隙以及隔热底座223与第二开口211之间的间隙紧密填充密封；这样的设置方式，相比于在第一开口11以及第二开口211处设置普通的密封圈来讲，一方面，普通的密封圈为了保证密封效果，需要较高的加工精度，并且还必须使隔热承载台211以及隔热底座223的加工平整度够高，才能够保证密封效果，而本方式则通过充气使第一充气密封圈132以及第二充气密封圈232膨胀，通过气压来使第一充气密封圈132以及第二充气密封圈232始终贴紧隔热承载台221以及隔热底座223进行密封，能够降低加工精度；另一方面，普通的密封圈在进行密封时需要将隔热承载台221与第一开口11之间、隔热底座223与第二开口211之间准确的对正，而本方式中，则不需要进行过多的对正，通过充气使第一充气密封圈132以及第二充气密封圈232膨胀来动态平衡各个部位的间隙，减少对正的工作量；在一方面，在振动台22出现细微的上下偏振时，普通的密封圈不能够保证密封效果，而本方式中，通过第一充气密封圈132以及第二充气密封圈232的气体流动，间隙较小的部位厚度减小，间隙较大的部位厚度增大，从而平衡上下偏振时的间隙偏差，保证密封效果。

请参阅图2至图5，充气组件包括有与第一充气密封圈132相连通的第一气管133、与第二充气密封圈232相连通的第二气管233，真空泵组35连接有排气主管352，第一气管133以及第二气管233均与排气主管352相连通；

排气主管352与第一气管133以及第二气管233之间通过第一电磁三通阀51相连通，第一电磁三通阀51包括有第一端口511、第二端口512和第三端口513，第一端口511和第二端口512分别与第一气管133以及第二气管233相连接，第三端口513与排气主管352相连接，排气主管352还安装有第二电磁三通阀52，第二电磁三通阀52还连接有排气支管521，第二电磁三通阀52包括有第四端口522、第五端口523和第六端口524，第四端口522和第五端口523均与排气主管352相连接，第四端口522位于远离第一电磁三通阀51的一侧，第六端口524与排气支管521相连接，第一电磁三通阀51以及第二电磁三通阀52均与控制器电性连接；

第一气管133安装有压力变送器134，压力变送器134与控制器电性连接。

真空泵组35通过抽气管351抽吸空气后，会进入排气主管352，通过排气主管352、第一电磁三通阀51、第二电磁三通阀52以及控制器之间的配合，从而能够使抽吸的空气能够分别通过第一气管133以及第二气管233分别充入第一充气密封圈132以及第二充气密封圈232中，通过第一充气密封圈132以及第二充气密封圈232进行密封，具体的原理如下：

首先，不安装隔热管41，真空泵组35不启动，控制器控制第一电磁三通阀51的第一端口511、第二端口512以及第三端口513打开，第二电磁三通阀52的第四端口522以及第五端口523打开，第二电磁三通阀52的第六端口524关闭；然后，真空泵组35启动，由于隔热管41未安装，且第一充气密封圈132与第二充气密封圈232均未充气，因此试验腔室1与振动腔室21均与外界大气相连通，真空泵组35抽吸气体，依次排气主管352、第二电磁三通阀52以及第一电磁三通阀51，将气体充入第一充气密封圈132与第二充气密封圈232中，使第一充气密封圈132与第二充气密封圈232鼓起进行密封；此时，第一充气密封圈132与第二充气密封圈232中通过第一电磁三通阀51相连通，因此第一充气密封圈132、第一气管133、第二充气密封圈232以及第二气管233中压力是相等的，压力变送器134实时监测并向控制器反馈压力情况，直至压力达到预设压力标准后，控制器控制真空泵组35暂停工作，与此同步的控制第一电磁三通阀51的第一端口511、第二端口512以及第三端口513关闭，避免第一充气密封圈132与第二充气密封圈232泄气，并且与此同步的控制第二电磁三通阀52的第五端口523关闭，第二电磁三通阀52的第四端口522以及第六端口524打开；再将隔热管41安装，从而使试验腔室1以及振动腔室21相连接，从而与外界大气相隔绝，从而能够在试验腔室1内进行试验；需要进行低压试验时，控制器真空泵组35抽吸试验腔室1以及振动腔室21内部气体形成低压，所抽吸的气体，通过排气主管352以及第二电磁三通阀52的第四端口522和第六端口524排出。

请参阅图2和图4，第一开口11和第二开口211均粘接有弹性膜61，两个弹性膜61分别覆盖第一环槽131的开口处和第二环槽231的开口处。

在第一充气密封圈132以及第二充气密封圈232在充气鼓出第一环槽131和第二环槽231后，通过弹性膜61能够进行限位，避免第一充气密封圈132以及第二充气密封圈232鼓出后往上往下过度鼓包，同时，弹性膜61也能够通过第一充气密封圈132以及第二充气密封圈232的气压压紧作用下而弹性紧贴隔热承载台221以及隔热底座223，并且弹性模61也能够起到保护作用，避免第一充气密封圈132直接与隔热承载台221摩擦接触，第二充气密封圈232直接与隔热底座223摩擦接触。

请参阅图1和图2，两个压力平衡孔4均安装有可拆卸连接头42，隔热管41两端分别与两个可拆卸连接头42相连接。

设置可拆卸连接头42，能够使隔热管41方便的安装于两个压力平衡孔4之间，隔热管41可采用波纹隔热管，从而具有更好的长度调节性。

上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种模拟温度气压湿度以及振动的综合试验箱，包括试验腔室、振动器以及功能机组，所述功能机组包括有空气循环风机、加热器、蒸发器、加湿器、真空泵组以及控制器，所述控制器分别与所述振动器、所述空气循环风机、所述加热器、所述蒸发器、所述加湿器以及所述真空泵组电性连接，其特征在于：所述试验腔室底部开设有第一开口，所述振动器上部设置有振动腔室，所述振动腔室上端开设有第二开口，所述振动器安装有振动台，所述振动台下部伸入所述第二开口中且底部与所述第二开口平齐，所述振动台上部伸入所述第一开口中且顶部与所述第一开口平齐，所述第一开口安装有与所述振动台上部相匹配的第一密封机构，所述第二开口安装有与所述振动台下部相匹配的第二密封机构，所述试验腔室与所述振动腔室均开设有压力平衡孔，两个所述压力平衡孔之间可拆卸连接有隔热管，所述加湿器连接有加湿进口管，所述真空泵组连接有抽气管，所述控制器分别与第一密封机构以及第二密封机构电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种模拟温度气压湿度以及振动的综合试验箱，其特征在于：所述振动台从上到下依次由隔热承载台、连接座以及隔热底座组成，所述隔热承载台位于所述第一开口中，所述隔热底座位于所述第二开口中。

3.根据权利要求2所述的一种模拟温度气压湿度以及振动的综合试验箱，其特征在于：所述第一开口与所述第二开口的形状及开口面积大小相等，所述隔热承载台以及所述隔热底座的形状以及端面面积大小均相同，所述隔热承载台与所述第一开口之间、所述隔热底座与所述第二开口之间形成间隙。

4.根据权利要求1所述的一种模拟温度气压湿度以及振动的综合试验箱，其特征在于：所述第一密封机构包括有开设于所述第一开口的第一环槽以及与所述第一环槽侧壁相粘接的第一充气密封圈，所述第二密封机构包括有开设于所述第二开口的第二环槽以及与所述第二环槽侧壁相粘接的第二充气密封圈，所述功能机组还包括有充气组件，所述充气组件用于向所述第一充气密封圈以及所述第二充气密封圈中充气。

5.根据权利要求4所述的一种模拟温度气压湿度以及振动的综合试验箱，其特征在于：所述充气组件包括有与所述第一充气密封圈相连通的第一气管、与所述第二充气密封圈相连通的第二气管，所述真空泵组连接有排气主管，所述第一气管以及所述第二气管均与所述排气主管相连通。

6.根据权利要求4所述的一种模拟温度气压湿度以及振动的综合试验箱，其特征在于：所述第一开口和所述第二开口均粘接有弹性膜，两个所述弹性膜分别覆盖第一环槽的开口处和所述第二环槽的开口处。

7.根据权利要求5所述的一种模拟温度气压湿度以及振动的综合试验箱，其特征在于：所述排气主管与所述第一气管以及所述第二气管之间通过第一电磁三通阀相连通，所述排气主管还安装有第二电磁三通阀，所述第二电磁三通阀还连接有排气支管，所述第一电磁三通阀以及所述第二电磁三通阀均与所述控制器电性连接。

8.根据权利要求5所述的一种模拟温度气压湿度以及振动的综合试验箱，其特征在于：所述第一气管安装有压力变送器，所述压力变送器与所述控制器电性连接。

9.根据权利要求1所述的一种模拟温度气压湿度以及振动的综合试验箱，其特征在于：两个所述压力平衡孔均安装有可拆卸连接头，所述隔热管两端分别与两个所述可拆卸连接头相连接。

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