CN115096934A - 一种非稳态墙体传热特性测试装置 - Google Patents

一种非稳态墙体传热特性测试装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种非稳态墙体传热特性测试装置，包括热箱和冷箱，以及安装在热箱和冷箱之间的试件框架，试件框架包括U形固定架和活动承载架，其中，U形固定架两侧分别与热箱和冷箱密封连接，墙体组装在活动承载架上，且由U形固定架开口插入或脱离U形固定架，即可推动墙板进入热箱和冷箱内进行传热特性测试操作，或脱离热箱和冷箱，且，在驱动件、从动件和联动件的作用下，当墙板进入热箱和冷箱内时，可带动监测板朝墙板方向移动，并自动贴合在墙板上进行温度监测，在墙板脱离热箱和冷箱移动时，两个监测板能自动远离墙板复位，提高热箱和冷箱的密封性，无需预留窗口供人工入热箱和冷箱进行贴合操作，使用更加便捷可靠。

Description

一种非稳态墙体传热特性测试装置
技术领域
本发明涉及传热特性测试技术领域，具体为一种非稳态墙体传热特性测试装置。
背景技术
墙体传热特性测试一般采用标定热箱法进行测试，包括冷箱、热箱、试件架和数据采集装置，在试件两侧的箱体(热箱和冷箱)内，分别建立所需的温度、风速和辐射条件，达到稳定状态后，测量空气温度、试件和箱体内壁的表面温度及输入到计量箱的功率，就可以根据公式计算出试件的传热系数。现有的标定热箱法测试装置，冷、热箱温度均为恒定温度，属于稳态测试，且仅能匹配测试一种高度的墙体，且墙体的测试安装和拆卸均比较复杂，需要将墙体搬运至箱体内，在人工件数据采集装置布设在墙体上，费时费力，因此急需一种非稳态墙体传热特性测试装置来解决上述问题。
发明内容
本发明提供一种匹配多种高度的墙体，且墙体拆装操作简单，提高测试效率的非稳态墙体传热特性测试装置，来解决上述现有技术中存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种非稳态墙体传热特性测试装置，包括热箱和冷箱，以及安装在热箱和冷箱之间的试件框架，所述试件框架包括U形固定架和活动承载架，其中，所述U形固定架两侧分别与热箱和冷箱密封连接，墙体组装在所述活动承载架上，且由U形固定架开口插入或脱离U形固定架；
至少一对监测板，对称且滑动安装在所述热箱和冷箱内，所述监测板上安装有若干温度高传感器和热流传感器，其中，所述U形固定架上安装有从动件，活动承载架上安装有驱动件，从动件各个监测板之间均安装有联动件，随活动承载架插入或脱离U形固定架，控制一对监测板相互靠近移动，并贴合在所述墙体上，或相互远离复位。
优选的，所述热箱采用电阻加热器作为热源，控制所述热箱内的温度波动区间为室温-50℃，其中，热源上安装有屏蔽辐射的绝热反射罩，冷箱内安装有制冷设备，控制所述冷箱内的温度波动区间为-15℃-室温。
优选的，所述U形固定架顶端沿活动承载架滑动方向设有通槽，所述通槽内滑动安装有定位板，所述定位板一端伸入U形固定架内，且定位板伸入端位于U形固定架开口一侧为弧形设置，随活动承载架插入或脱离U形固定架，带动定位板上移或下移复位。
优选的，所述U形固定架顶端位于通槽处安装有波纹伸缩套，定位板伸出所述U形固定架一端位于所述波纹伸缩套，随定位板上移或下移，带动波纹伸缩套拉伸或收缩复位。
优选的，所述定位板伸入端设有滑槽，滑槽内位于所述U形固定架开口处滑动安装有配重块，配重块与滑槽靠近开口一侧壁之间安装有弹性件，弹性件趋于带动所述配重块朝开口方向移动，墙体顶端中心处拼接有推板，随墙体进入所述U形固定架内，推板滑槽滑动，至接触所述配重块，并推动所述配重块至所述定位板伸入端中心处。
优选的，所述活动承载架包括一用于密封所述U形固定架开口的竖板和一垂直于所述竖板的底板，所述底板底部设有移动轮，底板顶面安装有承接板，所述承接板顶端开设有承载墙体底端的第一凹槽，所述U形固定架内远离开口一侧开设有承接墙体一侧壁的第二凹槽。
优选的，所述第一凹槽和第二凹槽的槽口两侧均安装有第一气囊，第一凹槽和第二凹槽内远离槽口处均设有第二气囊，第一气囊与第二气囊连通，随墙体插入第一凹槽和第二凹槽内，推动第二气囊内的气体进入所述第一气囊内，使所述第一气囊紧密贴合在墙体上。
优选的，所述第一凹槽和第二凹槽内均安装有夹块，且所述夹块安装在所述第一气囊与第二气囊内，并随所述第二气囊受压，控制所述夹块插墙体方向闭合。
优选的，所述驱动件包括安装在所述底板侧壁的第一齿条，所述从动件包括安装在所述U形固定架底端中心的从动齿轮，所述联动件包括一对皮带轮、联动齿轮和第二齿条，所述一对皮带轮分别与所述从动齿轮和联动齿轮同轴连接，且两个所述皮带轮之间通过联动带相连，第二齿条安装在所述监测板上，联动齿轮与所述第二齿条啮合。
优选的，所述热箱和冷箱侧壁上安装有用于测量箱体壁面上的温度高传感器。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明中，在热箱和冷箱之间安装有试件框架，并在U形固定架和活动承载架的作用下，将墙体放置在活动承载架上，即可推动墙板进入热箱和冷箱内进行传热特性测试操作，或脱离热箱和冷箱，且，在驱动件、从动件和联动件的作用下，当墙板进入热箱和冷箱内时，可带动监测板朝墙板方向移动，并自动贴合在墙板上进行温度监测，在墙板脱离热箱和冷箱移动时，两个监测板能自动远离墙板复位，使用更加便捷，提高热箱和冷箱的密封性，无需预留窗口供人工入热箱和冷箱进行贴合操作；
其中，本发明中，通过定位板的作用，能随墙体进入U形固定架上，根据墙体的高度，自动抬升定位板，从而自动匹配不同待测墙体的高度，避免墙体高度不同，U形固定架顶端与墙体之间存在缝隙，影响测试精度，其中，通过配重块的作用，能在初始状态下，将重力配置在开口处，以方便墙体进入时，能将整个定位板抬升，并在墙体完全进入时，带动配重块移动至U形固定架顶端中心处，使得整个定位块均匀的对墙体顶端进行施力，提高接触的密封效果。
另外，本发明中，通过第一凹槽和第二凹槽，可对墙体进行限制固定，并通过第一气囊和第二气囊的作用，可对第一凹槽和第二凹槽的槽口进行密封，在配合夹块的作用，可对插入的墙体进行夹持固定，提高插入的稳定性。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明传热特性测试装置的结构示意图；
图2是本发明试件框架的结构示意图；
图3是本发明试件框架的正视图；
图4是本发明U形固定架的结构示意图；
图5是本发明活动承载架的结构示意图；
图6是本发明活动承载架的正视图；
图7是本发明图6中A区域的结构示意图；
图中标号：1、热箱；2、冷箱；3、U形固定架；31、第二凹槽；4、活动承载架；41、竖板；42、底板；43、移动轮；44、承接板；45、第一凹槽；5、墙体；6、监测板；61、支撑杆；62、弹性密封垫；7、温度高传感器；8、热流传感器；9、通槽；10、定位板；11、波纹伸缩套；12、滑槽；13、配重块；14、弹性件；15、推板；16、第一气囊；17、第二气囊；18、夹块；181、固定板；182、斜板；183、触发板；19、第一齿条；20、从动齿轮；21、皮带轮；22、联动齿轮；23、第二齿条；24、滑道；25、引导杆；26、插槽；27、引导槽。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：如图1所示，一种非稳态墙体传热特性测试装置，包括热箱1和冷箱2，以及安装在热箱1和冷箱2之间的试件框架，试件框架包括U形固定架3和活动承载架4，其中，U形固定架3两侧分别与热箱1和冷箱2密封连接，墙体5组装在活动承载架4上，且由U形固定架3开口插入或脱离U形固定架3，至少一对监测板6，对称且滑动安装在热箱1和冷箱2内，监测板6上安装有若干温度高传感器7和热流传感器8，其中，U形固定架3上安装有从动件，活动承载架4上安装有驱动件，从动件各个监测板6之间均安装有联动件，随活动承载架4插入或脱离U形固定架3，控制一对监测板6相互靠近移动，并贴合在墙体5上，或相互远离复位。
其中，热箱1的箱壁是热均匀体，以保证箱壁内表面温度均匀，且箱体内采用电脑编程自动控制电阻加热器作为热源，控制热箱1内的温度波动区间为室温-50℃，热源应用绝热反射罩屏蔽使得辐射到计量箱壁和墙体5上的辐射热量减至最小；
冷箱2内安装有电脑编程自动控制制冷设备，控制冷箱2内的温度波动区间为-15℃-室温，可实现自动控制谐波温度曲线，制冷设备的蒸发器出口处可设置电阻加热器，以精确调节冷箱2温度。为使箱内空气温度均匀分布，可设置导流屏。且制冷设备的电机、风扇和蒸发器均进行辐射屏蔽。
参考图2-图3所示，热箱1和冷箱2内均安装有滑道24，监测板6底端安装有支撑杆61，支撑杆61底端安装有滑块，滑块滑动安装在滑道24内，监测板6靠近墙体5一面边部环绕有弹性密封垫62，随监测板6靠近墙体5，弹性密封垫62紧密的贴合在墙体5上，既能进行缓冲，避免监测板6受到碰撞，又能对监测板6边部进行密封，提高监测板6上温度高传感器7和热流传感器8监测的精确性。
参考图4所示，为U形固定架3图，其中，在U形固定架3顶端沿活动承载架4滑动方向设有通槽9，通槽9内滑动安装有定位板10，定位板10一端伸入U形固定架3内，且定位板10伸入端位于U形固定架3开口一侧为弧形设置，随活动承载架4插入或脱离U形固定架3，墙体5与弧形部接触，推动定位块向上移动，至墙体5顶端区域，自动匹配墙体5的高度，避免墙体5顶端留缝，在U形固定架3顶端位于通槽9处安装有波纹伸缩套11，定位板10伸出U形固定架3一端位于波纹伸缩套11，随定位板10上移或下移，带动波纹伸缩套11拉伸或收缩复位，提高密封性，避免热量从通槽9处流失；
在U形固定架3底端设有引导杆25和引导槽，以用于和活动承载架4进行拼接。
其中，参考与3所示，在定位板10伸入端设有滑槽12，滑槽12内位于U形固定架3开口处滑动安装有配重块13，配重块13与滑槽12靠近开口一侧壁之间安装有弹性件14，弹性件14趋于带动配重块13朝开口方向移动，墙体5顶端中心处拼接有推板15，随墙体5进入U形固定架3内，推板15滑槽12滑动，至接触配重块13，并推动配重块13至定位板10伸入端中心处，能在初始状态下，将重力配置在开口处，以方便墙体5进入时，能将整个定位板10抬升，并在墙体5完全进入时，带动配重块13移动至U形固定架3顶端中心处，使得整个定位块均匀的对墙体5顶端进行施力，提高接触的密封效果。
参考图5-图7所示，活动承载架4包括一用于密封U形固定架3开口的竖板41和一垂直于竖板41的底板42，底板42底部设有移动轮43，方便推动活动承载架4进行移动，在底板42顶面安装有承接板44，其中，承接板44远离竖板41一端设有插槽26，随活动承载架4进入U形固定架3内，底板42沿引导槽进入，插槽26套接在引导杆25上，提高活动承载架4和U形固定架3连接的紧密性，在承接板44顶端开设有承载墙体5底端的第一凹槽45，墙体5底端插入第一凹槽45内，U形固定架3内远离开口一侧开设有承接墙体5一侧壁的第二凹槽31，随墙体5进入U形固定架3内，墙体5一侧壁插入第二凹槽31内，其中，参考图7所示，在第一凹槽45和第二凹槽31的槽口两侧均安装有第一气囊16，第一凹槽45和第二凹槽31内远离槽口处均设有第二气囊17，第一气囊16与第二气囊17连通，随墙体5插入第一凹槽45和第二凹槽31内，推动第二气囊17内的气体进入第一气囊16内，使第一气囊16紧密贴合在墙体5上，即当墙体5插入第一凹槽45和第二凹槽31内时，对第二气囊17进行施压，第二气囊17内的气体流入第一气囊16内，第一气囊16膨胀并与墙体5贴合，提高墙体5与槽口连接的密封性，在第一凹槽45和第二凹槽31内均安装有夹块18，且夹块18安装在第一气囊16与第二气囊17内，并随第二气囊17受压，控制夹块18插墙体5方向闭合，其中，本实施例中提供了一种夹块18，参考图7所示，该夹块18包括固定板181、斜板182和触发板183，触发板183成三角布设在第二气囊17内，且触发板183顶角处成铰接，在该铰接处与第一凹槽45和第二凹槽31之间安装有复位弹簧，斜板182布设在承接板44内且斜板182中心转动固定，固定板181布设在第一气囊16中，斜板182一端与固定板181铰接，另一端与触发板183一端铰接，随第二气囊17受压，挤压三角状的触发板183压缩复位弹簧向下移动，触发板183端部向外扩张，推动斜板182绕中心转动处转动，斜板182另一端推动固定板181朝槽口中心移动，至接触墙体5，对墙体5进行夹持固定。
参考图2所示，其中，驱动件包括安装在底板42侧壁的第一齿条19，从动件包括安装在U形固定架3底端中心的从动齿轮20，联动件包括一对皮带轮21、联动齿轮22和第二齿条23，一对皮带轮21分别与从动齿轮20和联动齿轮22同轴连接，且两个皮带轮21之间通过联动带相连，第二齿条23安装在监测板6上，联动齿轮22与第二齿条23啮合。
本实施例中，在热箱1和冷箱2侧壁上安装有用于测量箱体壁面上的温度高传感器7，通过箱体内部温度监测和墙体5侧壁的温度监测，来对墙体5传热特性进行综合考虑。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种非稳态墙体传热特性测试装置，其特征在于：包括热箱和冷箱，以及安装在热箱和冷箱之间的试件框架，所述试件框架包括U形固定架和活动承载架，其中，所述U形固定架两侧分别与热箱和冷箱密封连接，墙体组装在所述活动承载架上，且由U形固定架开口插入或脱离U形固定架；
至少一对监测板，对称且滑动安装在所述热箱和冷箱内，所述监测板上安装有若干温度高传感器和热流传感器，其中，所述U形固定架上安装有从动件，活动承载架上安装有驱动件，从动件各个监测板之间均安装有联动件，随活动承载架插入或脱离U形固定架，控制一对监测板相互靠近移动，并贴合在所述墙体上，或相互远离复位。
2.根据权利要求1所述的一种非稳态墙体传热特性测试装置，其特征在于：所述热箱采用电阻加热器作为热源，控制所述热箱内的温度波动区间为室温-50℃，热源上安装有屏蔽辐射的绝热反射罩；冷箱内安装制冷设备，控制所述冷箱内的温度波动区间为-15℃-室温。
3.根据权利要求1所述的一种非稳态墙体传热特性测试装置，其特征在于：所述U形固定架顶端沿活动承载架滑动方向设有通槽，所述通槽内滑动安装有定位板，所述定位板一端伸入U形固定架内，且定位板伸入端位于U形固定架开口一侧为弧形设置，随活动承载架插入或脱离U形固定架，带动定位板上移或下移复位。
4.根据权利要求3所述的一种非稳态墙体传热特性测试装置，其特征在于：所述U形固定架顶端位于通槽处安装有波纹伸缩套，定位板伸出所述U形固定架一端位于所述波纹伸缩套，随定位板上移或下移，带动波纹伸缩套拉伸或收缩复位。
5.根据权利要求4所述的一种非稳态墙体传热特性测试装置，其特征在于：所述定位板伸入端设有滑槽，滑槽内位于所述U形固定架开口处滑动安装有配重块，配重块与滑槽靠近开口一侧壁之间安装有弹性件，弹性件趋于带动所述配重块朝开口方向移动，墙体顶端中心处拼接有推板，随墙体进入所述U形固定架内，推板滑槽滑动，至接触所述配重块，并推动所述配重块至所述定位板伸入端中心处。
6.根据权利要求1所述的一种非稳态墙体传热特性测试装置，其特征在于：所述活动承载架包括一用于密封所述U形固定架开口的竖板和一垂直于所述竖板的底板，所述底板底部设有移动轮，底板顶面安装有承接板，所述承接板顶端开设有承载墙体底端的第一凹槽，所述U形固定架内远离开口一侧开设有承接墙体一侧壁的第二凹槽。
7.根据权利要求6所述的一种非稳态墙体传热特性测试装置，其特征在于：所述第一凹槽和第二凹槽的槽口两侧均安装有第一气囊，第一凹槽和第二凹槽内远离槽口处均设有第二气囊，第一气囊与第二气囊连通，随墙体插入第一凹槽和第二凹槽内，推动第二气囊内的气体进入所述第一气囊内，使所述第一气囊紧密贴合在墙体上。
8.根据权利要求7所述的一种非稳态墙体传热特性测试装置，其特征在于：所述第一凹槽和第二凹槽内均安装有夹块，且所述夹块安装在所述第一气囊与第二气囊内，并随所述第二气囊受压，控制所述夹块插墙体方向闭合。
9.根据权利要求8所述的一种非稳态墙体传热特性测试装置，其特征在于：所述驱动件包括安装在所述底板侧壁的第一齿条，所述从动件包括安装在所述U形固定架底端中心的从动齿轮，所述联动件包括一对皮带轮、联动齿轮和第二齿条，所述一对皮带轮分别与所述从动齿轮和联动齿轮同轴连接，且两个所述皮带轮之间通过联动带相连，第二齿条安装在所述监测板上，联动齿轮与所述第二齿条啮合。
10.根据权利要求1所述的一种非稳态墙体传热特性测试装置，其特征在于：所述热箱和冷箱侧壁上安装有用于测量箱体壁面上的温度高传感器。
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