CN208969515U - 一种利用液氮降温的大型试验箱的压力平衡装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用液氮降温的大型试验箱的压力平衡装置，其特征在于，包括管体，所述管体的端部安装有可移动式盖板，所述管体通过所述可移动式盖板与试验箱箱体相连通，所述管体的内部安装有活动盖板，所述管体内相对于活动盖板远离试验箱箱体的一侧安装有主动抽风组件，本实用新型通过主动抽风组件的设置加快了试验箱箱体内的气体向外排出的速度，进而实现了试验箱箱体的快速降压，提高了试验箱箱体的安全性，不锈钢管体以及弯头的设置防止了外界杂物的设置，提高了本装置的使用寿命。

Description

一种利用液氮降温的大型试验箱的压力平衡装置

技术领域

本实用新型涉及大型试验箱降温技术领域，特别是指一种利用液氮降温的大型试验箱的压力平衡装置。

背景技术

由于大型试验箱主要的试验对象为导弹和大型的整机产品，通过试验设备模拟低温气候环境，对大型装备环境适应性进行考核。目前，对于大型温度变化试验箱来说，要实现快速降温(10℃/min以上)主要有两种途径：一为通过多台大功率制冷压缩机实现，这种方法采购成本和运行成本较高，而且对蒸发器面积要求较大，对试验箱构造及占地面积有着较高的要求；二为通过液氮汽化降温实现，这种方法成本较低，且能达到极快的降温速率。因此，采用通过液氮汽化降温来实现大型温度变化试验箱的快速降温。通过液氮降温装置使液氮完全汽化吸热全部用于试验箱制冷，使试验箱内快速降温，温度易于控制，节省液氮消耗，降低试验成本。但液氮在试验箱内气化会产生大量的氮气，由于试验箱相对密封，会导致箱内压力急剧上升，会导致试验箱结构发生损坏。

现阶段，是在试验箱上安装有压力平衡装置，试验箱内的压力平衡采用活动盖板的方式进行，当箱内压力较高时，活动盖板被动顶开，气体流出。该方式对于小型试验箱适用，但对于大型试验箱而言，被动式的活动盖板方式无法满足大量液氮短时间内气化造成的氮气排放需求，箱内压力降低速度慢，并且影响箱内温度均匀性。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种利用液氮降温的大型试验箱的压力平衡装置，用以解决上述的试验箱内气体无法满足排放需求的问题。

基于上述目的本实用新型提供的一种利用液氮降温的大型试验箱的压力平衡装置，包括管体，所述管体的端部安装有可移动式盖板，所述管体通过所述可移动式盖板与试验箱箱体相连通，所述管体的内部安装有活动盖板，所述管体内相对于活动盖板远离试验箱箱体的一侧安装有主动抽风组件。

进一步的，所述主动抽风组件包括第一轴流风机与压力开关，所述压力开关通过电连接的方式连接外部电源与所述第一轴流风机，并用于检测箱体的气压，当所述气压达到或超过设定值时，压力开关控制外部电源为所述第一轴流风机供电。

进一步的，所述压力开关包括压力表与接触器，压力表安装在箱体上，接触器根据压力表的测定数值控制外部电源与轴流风机的通断。

可选的，所述轴流风机为耐低温轴流风机。

可选的，所述管体为不锈钢管体，管体的外部包裹有保温棉。

可选的，所述管体出口处设有弯头，所述弯头与所述管体相连通，且所述弯头的出口朝向下方。

可选的，所述主动抽风组件包括第二轴流风机与微动开关，所述微动开关与所述第二轴流风机电连接，所述活动盖板打开时，所述活动盖板带动所述微动开关连通，使所述轴流风机与外部电源连通。

进一步的，所述活动盖板包括第一阀体，所述第一阀体安装在所述管体内，所述第一阀体内设有贯通第一阀体的通道，所述通道内滑动安装有阀芯，所述阀芯的一端安装有顶动板，所述顶动板与所述第一阀体之间安装有复位弹簧，所述阀芯的另一端安装有封堵板，所述封堵板与所述微动开关相配合。

进一步的，所述移动式盖板包括第二阀体，所述第二阀体连通试验箱箱体与所述管体，所述第二阀体上转动连接有扇形阀板，所述扇形阀板上设有盲板与连通板，所述第二阀体上还安装有驱动所述扇形阀板转动的电动推杆，所述电动推杆带动所述盲板和所述连通板在所述第二阀体内切换。

进一步的，所述连通板为不锈钢板，不锈钢板上设有若干孔眼。

从上面所述可以看出，本实用新型提供的利用液氮降温的大型试验箱的压力平衡装置，通过在管体的外端设置轴流风机，轴流风机采用检测试验箱箱体的压力开关触发或者采用活动盖板直接触发，加快了试验箱箱体内的气体向外排出的速度，进而实现了试验箱箱体的快速降压，提高了试验箱箱体的安全性；

不锈钢管体以及弯头的设置防止了外界杂物的设置，提高了本装置的使用寿命。

附图说明

图1为用于大型试验箱的液氮降温装置的示意图；

图2为本实用新型压力平衡装置的一种实施方式的示意图；

图3为本实用新型压力平衡装置的另一种实施方式的示意图；

图4为本实用新型实施例中的活动盖板的示意图；

图5为本实用新型实施例中的可移动式盖板的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

需要说明的是，本实用新型实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本实用新型实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

用于大型试验箱的液氮降温装置如图1所示，该装置由液氮管路1、液氮调节控制阀2和液氮换热蒸发器2组成。液氮管路1连接液氮罐，当需开启液氮制冷时，开启液氮罐出口阀门，液氮进入液氮管路1，使用液氮调节控制阀2控制液氮流量，使液氮缓慢进入液氮管道，节省液氮的消耗，蒸发器与液氮管路1相连，液氮汽化吸热，通过的箱内循环冷却风带动冷空气流动，以实现降低周围空气温度的目的，当使用液氮降温时，开启液氮罐出口开关，液氮通过液氮调节控制阀2进入液氮管路1和液氮换热蒸发器2，吸收热量，降低试验箱内的温度，液氮进入液氮换热蒸发器2后，仅有一部分液氮汽化，仍有大量液氮存在于液氮管路1中，液氮通过液氮管路1进入风道，最后进入试验箱进行进一步汽化，使其完全汽化，且汽化吸热完全用于试验箱降温。液氮汽化时，液氮管路1内压力上升，当达到某临界值时，液氮调节控制阀2关闭，液氮罐内液氮不再进入液氮管路1，当液氮完全汽化进入风道后，液氮管路1内压力降低，液氮调节控制阀2打开，液氮继续进入液氮管道,多余的气体由压力平衡装置排出。

本实用新型提出的压力平衡装置包括管体，所述管体的端部安装有可移动式盖板，所述管体通过所述可移动式盖板与试验箱箱体相连通，所述管体的内部安装有活动盖板，所述管体内相对于活动盖板远离试验箱箱体的一侧安装有主动抽风组件。

如图2所示，本实用新型提供压力平衡装置的一种实施方式，本压力平衡装置包括管体4，所述管体4的一端安装有可移动式盖板5，可移动式盖板5通过法兰连接的方式与试验箱箱体的排气出口相连接，使管体4与试验箱箱体相连通，可移动式盖板5可以控制管体4与试验箱箱体的通断，在开展液氮降温试验时，管体4与试验箱箱体相连通。当开展非液氮降温试验时，试验箱箱体与管体4的通道关闭，防止气体的流失，所述管体4的内部安装有活动盖板6，活动盖板6为被动式活动盖板6，当箱内压力高时，活动盖板6朝着气压降低的方向打开，气体向外排出，所述管体4内相对于活动盖板6远离试验箱箱体的一侧安装有主动抽风组件7，当箱内压力高时，主动抽风组件7工作，加快管体4内的气体向外排出的速度，进而加快试验箱箱体内降压的速度，防止压力过高损坏试验箱内部结构，保证了试验箱箱体内部温度的均匀性。

进一步的，所述主动抽风组件7包括第一轴流风机71与压力开关，所述压力开关通过导线(未示出)串联在外部电源与第一轴流风机71之间，压力开关安装在试验箱箱体上，用以检测试验箱箱体内的气压，当所述气压达到或超过设定值时，压力开关连通外部电源与第一轴流风机71，第一轴流风机71工作，第一轴流风机71将管体4内的气体快速向外抽出，达到试验箱箱体内气压快速降低的目的。

为了实现压力开关的功能，所述压力开关包括压力表72与接触器73，压力表72安装在试验箱箱体上，以便压力表72能够准确的测定试验箱箱体内的压力状态，接触器73连通外部电源与第一轴流风机71，压力表72上预设试验箱箱体允许承受的气压值，当压力表72测定的气压达到或超过预设的气压时，压力表72触发接触器73连通，外部电源为第一轴流风机71供电。

作为上述实施例中的一种可选方式，为了承受试验箱箱体内低温的环境，所述第一轴流风机71为耐低温轴流风机，这样能够保证第一轴流风机71的正常运转。

可选的，为了防止外界空气在管体4外壁上凝露结霜，进而造成所述管体4锈蚀，所述管体4为不锈钢材质制作，并且在管体4的外部包裹保温棉(未示出)，同时为了防止外界的杂物进入管体4内，并且防止水分聚积在管体4内，在所述管体4出口处设置弯头74，所述弯头74与所述管体4相连通，且所述弯头74的出口朝向下方。

如图3所示，作为本实用新型的另一种实施方式，所述主动抽风组件7还可以包括第二轴流风机71a与微动开关72a，所述微动开关72a与所述第二轴流风机71a电连接，所述活动盖板6触发微动开关72a的通断，当所述活动盖板6在试验箱箱体内的气压升高打开时，所述活动盖板6带动所述微动开关72a连通，所述微动开关72a使所述第二轴流风机71a与外部电源连通，第二轴流风机71a加速带动管体4内的气体向外排出，在此实施方式下，第二轴流风机71a能够在活动盖板6打开时立刻启动，第二轴流风机71a的工作能够加速活动盖板6的开启，增加了试验箱箱体内的气体向外排出的及时性与速度，在活动盖板6与第二轴流风机71a的配合下实现试验箱箱体的快速降压。

进一步的，如图4所示，所述活动盖板6包括第一阀体61，所述第一阀体61固定安装在所述管体4的内部，所述第一阀体61内设有贯通第一阀体61的通道62，所述通道62连通管体4内第一阀体61的两端，所述通道62内滑动安装有阀芯63，所述阀芯63的一端安装有顶动板64，所述顶动板64位于靠近试验箱箱体的一侧，所述顶动板64与所述第一阀体61之间安装有复位弹簧65，所述阀芯63的另一端安装有封堵板66，在复位弹簧65的作用下封堵板66封堵第一阀体61内的通道62，保证试验箱箱体处于密闭状态，防止试验箱箱体内的气体流失，当试验箱箱体内的压力升高时，气压带动顶动板64移动，顶动板64带动阀芯63克服复位弹簧65的压力向管体4的出口侧移动，阀芯63带动封堵板66移动，打开第一阀体61上的通道62，使试验箱箱体内的气体能够排出，封堵板66在向外移动时与微动开关72a相接触，微动开关72a处于连通状态，实现第二轴流风机71a与外部电源的连通，为了防止顶动板64移动到极限位置时封堵通道62，在顶动板64靠近第一阀体61的一侧设有限位环67，限位环67上设有若干通气槽68，当限位环67抵住第一阀体61时气体可以从通气槽68排向通道62，当试验箱箱体内的压力将至正常范围时，复位弹簧65带动阀芯63回复原位，封堵板66重新封闭通道62，同时封堵板66远离微动开关72a，第二轴流风机71a停止工作。

为了实现试验箱箱体与管体4的通断，如图5所示，所述可移动式盖板5包括第二阀体51，第二阀体51上设有法兰52，第二阀体51通过法兰连接的方式与试验箱箱体的出气口相连通，所述第二阀体51上沿径向转动连接有扇形阀板53，所述扇形阀板53上设有盲板54与连通板55，盲板54与连通板55均为圆形结构，且盲板54与扇形阀板53的回转中心的距离和连通板55的圆心与扇形阀板53的回转中心的距离相等，所述第二阀体51上还安装有电动推杆56，在电动推杆56的作用下，扇形阀板53沿第二阀体51的径向转动，实现盲板54与连通板55在第二阀体51上的位置切换，盲板54位于第二阀体51内时，试验箱箱体与管体4断开，连通板55位于第二阀体51内时，试验箱箱体与管体4连通。

为了防止冷凝的水对连通板55的侵蚀，所述连通板55为不锈钢板，不锈钢板上设有若干孔眼551。

本实用新型通过主动抽风组件的设置加快了试验箱箱体内的气体向外排出的速度，进而实现了试验箱箱体的快速降压，提高了试验箱箱体的安全性，不锈钢管体以及弯头的设置防止了外界杂物的设置，提高了本装置的使用寿命。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用液氮降温的大型试验箱的压力平衡装置，其特征在于，包括管体，所述管体的端部安装有可移动式盖板，所述管体通过所述可移动式盖板与试验箱箱体相连通，所述管体的内部安装有活动盖板，所述管体内相对于活动盖板远离试验箱箱体的一侧安装有主动抽风组件。

2.根据权利要求1所述的压力平衡装置，其特征在于，所述主动抽风组件包括第一轴流风机与压力开关，所述压力开关通过电连接的方式连接外部电源与所述第一轴流风机，并用于检测箱体的气压，当所述气压达到或超过设定值时，压力开关控制外部电源为所述第一轴流风机供电。

3.根据权利要求2所述的压力平衡装置，其特征在于，所述压力开关包括压力表与接触器，压力表安装在箱体上，接触器根据压力表的测定数值控制外部电源与第一轴流风机的通断。

4.根据权利要求2所述的压力平衡装置，其特征在于，所述第一轴流风机为耐低温轴流风机。

5.根据权利要求1所述的压力平衡装置，其特征在于，所述管体为不锈钢管体，管体的外部包裹有保温棉。

6.根据权利要求1所述的压力平衡装置，其特征在于，所述管体出口处设有弯头，所述弯头与所述管体相连通，且所述弯头的出口朝向下方。

7.根据权利要求1所述的压力平衡装置，其特征在于，所述主动抽风组件包括第二轴流风机与微动开关，所述微动开关与所述第二轴流风机电连接，所述活动盖板打开时，所述活动盖板带动所述微动开关连通，使所述第二轴流风机与外部电源连通。

8.根据权利要求7所述的压力平衡装置，其特征在于，所述活动盖板包括第一阀体，所述第一阀体安装在所述管体内，所述第一阀体内设有贯通第一阀体的通道，所述通道内滑动安装有阀芯，所述阀芯的一端安装有顶动板，所述顶动板与所述第一阀体之间安装有复位弹簧，所述阀芯的另一端安装有封堵板，所述封堵板与所述微动开关相配合。

9.根据权利要求1所述的压力平衡装置，其特征在于，所述移动式盖板包括第二阀体，所述第二阀体连通试验箱箱体与所述管体，所述第二阀体上转动连接有扇形阀板，所述扇形阀板上设有盲板与连通板，所述第二阀体上还安装有驱动所述扇形阀板转动的电动推杆，所述电动推杆带动所述盲板和所述连通板在所述第二阀体内切换。

10.根据权利要求9所述的压力平衡装置，其特征在于，所述连通板为不锈钢板，不锈钢板上设有若干孔眼。