CS226684B1 - Stavebnicové zkušební zařízení - Google Patents

Description

Vynález se týká zkušebního zařízení se stavebnicovým uspořádáním hlavních funkčnícih částí pro provádění zkoušek klimatické a korozní odolnosti a životnosti na technických výrobcích a materiálech.

Pro provádění normalizovaných i nenormaliizovaných zkoušek klimatické a korozní odolnosti a životnosti jsou dosud vyráběny a používány různé typy jednoúčelových zkušebních zařízení, která zpravidla umožňují provádění jen jednoho nebo několika málo druhů zkoušek klimatické a korozní odolnosti a životnosti. Nevýhodou této praxe je, že realizace každého druhu zkoušky vyžaduje prakticky vždy jiné zkušební zařízení. Provádění většího počtu druhů zkoušek, které u většiny technických výrobků a materiálů předepisují státní a oborové normy, vyžaduje pak odpovídající počet zkušebních zařízeni. Tato zkušební zařízení jsou technicky složitá, tím finančně nákladná a vyžadují velkou podlahovou plochu pro svou instalaci. Využívání početnější skupiny jednoúčelových zkušebních zařízení pro různé druhy zkoušek klimatické a korozní odolnosti a životnosti není provozně a ekonomicky výhodné, neboť některé druhy zkoušek jsou povinně prováděny pro většinu druhů a typů technických výrobků a materiálů a jiné druhy zkoušek jen pro některé druhy a ty2 py technických výrobků a materiálů, podle jejich účelu a podmínek prostředí, pro které jsou určeny. Například zkušební zařízení pro zkoušky vlhkým teplem — klimatizační zkušební komory — jsou využívány nejčastěji, naproti tomu zařízení pro zkoušky prachem, chemicky agresivním prostředím aj. jsou využívána občasně. Určitá část jednoúčelových zkušebních zařízení je tedy využívána minimálně, což je vzhledem k značným pořizovacím nákladům na tato zkušební zařízení národohospodářsky nevýhodné.

Nevýhody známého stavu technicky do značné míry odstraňuje stavebnicové zkušební zařízení, pro zkoušky klimatické a korozní odolnosti a životnosti technických materiálů a výrobků podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že zařízení je provedeno jako soubor samostatných funkčních jednotek, jehož základní funkční jednotkou je zkušební komora, ke které jsou prostřednictvím spojovacích bloků, spojovacích elektrických přívodů a spojovacích hadic funkčně přiřazeny v libovolném počtu a pořadí ostatní funkční jednotky, to je generátory jednotlivých složek zkušebního prostředí a namáhání, a to generátor vlhkosti, generátor mlhy a deště, generátor plynného znečištění, generátor prašnosti, generátor kondenzace, generátor provozního namáhání elek226684 trickým napětím, proudem, vlastní funkcí a jiným provozním namáháním a případně další generátory. Stavebnicové zkušební zařízení může být provedeno například tak, že spojovací bloky pro úplné vzájemné fuinkč-. ní spojení generátorů se zkušební komorou sestávají z potřebného počtu elektrických spojů a potrubních spojů, a to jak pro přímé spojení libovolného generátoru se zkušební komorou, tak pro zprostředkované spojení všech dalších, do řadové sestavy případně přiřazovaných generátorů, přičemž pro všechny spojovací bloky je elektrickým spojem rozbočná svorkovnice, k níž je připojen pohyblivý elektrický spojovací přívod a elektrická zásuvka, zatímco potrubním spojem je tepelně Izolovaná, korozně odolná trubice, opatřená na obou koncích prostředky s uzavírací a spojovací funkcí, například uzavíracími ventily s přípojkami pro spojovací hadice, a odbočkou pro připojení vlastního strojního zařízení generátorů a zkušební komory. U výhodného provedení zkušebního zařízení, podle vynálezu, je zkušební prostor zkušební komory vytyořen tepelně vzdorujícím vnějším ohraničením a tepelně vodivým vnitřním ohraničením, provedenými ve tvaru soustředných kvádrů, krychlí nebo válců, přičemž v mezeře mezi těmito ohraničeními je přepážkami vymezen uzavřený okruh pro obtékání vnějších stěn vnitřního ohraničení proudícím vzduchem, vyvozovaným odstředivým ventilátorem za účelem účinného přenosu tepla do zkušebního prostoru a topného tělesa a chladiče v tomto okruhu umístěných a napojených na regulátor opatřený dvěma snímači pro měření hlavní teploty ve zkušebním prostoru a pomocné teploty v mezeře mezi ohraničeními. Je výhodné, je-li ve zkušebním prostoru zkušební komory umístěn ventilátor s další přepážkou pro homogenizaci zkušebního prostředí a alespoň jedno doplňkové zařízení, spojené prostřednictvím spojovacích bloků s příslušným generátorem pro vytvoření určitého zkušebního prostředí, přičemž těmito doplňkovými zařízeními jsou směšovací cela, sprchovací trubice, rozprašovací tryska, dávkovač prachu, přípojka pro vytvoření podtlaku a ochlazovací deska.

Zařízení podle vynálezu, které je provedeno jako soubor funkčních jednotek, tj. generátorů jednotlivých složek zkušebního prostředí a namáhání, a víceúčelové zkušební komory, z nichž lze jednoduchým způsobem a rychle sestavit pro libovolný druh zkoušky klimatické a korozní odolnosti a životnosti odpovídající zkušební zařízení, poskytuje uživatelům nové technické možnosti při prováděni zkoušek, například možnost provádění kombinovaných zkoušek se současným i střídavým působením různých zkušebních prostředí a namáhání, jednak je provozně a ekonomicky výhodnější, neboť generátory jednotlivých složek prostředí a namáhání jsou podstatně technicky jednodušší a rozměrově menší a tím méně nákladné než příslušné kompletní jednoúčelové zkušební zařízení. Méně používané generátory mohou být v době, kdy nejsou používány, pouze uskladněny a nemusí být trvale instalovány na příslušném místě, jak to vyžadují jednoúčelová zkušební zařízení, aby je bylo možné pohotově použít. Rovněž pro výrobce zkušebních zařízení je provedení stavebnicového zkušebního zařízení výhodnější, neboť umožňuje větší unifikaci součástí a dílů a tím jednodušší výrobu.

Vynález je dále podrobněji vysvětlen pomocí popisu jeho konkrétního provedení na připojených výkresech, kde znázorňuje obr. 1 schéma stavebnicového zkušebního zařízení a obr. 2 schéma zkušební komory. Základní funkční jednotkou je víceúčelová zkušební komora 1, ke které lze prostřednictvím spojovacích bloků 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, spojovacích elektrických přívodů 51 a spojovacích hadic 52 — jednotlivé spojovací hadice 52 jsou na výkresech označeny pro větší názornost pořadovými čísly 21 až 31 — — jednoduchou manipulací funkčně přiřadit v libovolném počtu a pořadí ostatní funkční jednotky, tj. generátory jednotlivých složek zkušebního prostředí a namáhání, a to: generátor 2 vlhkosti pro vytváření vlhkého zkušebního prostředí, generátor 3 mlhy a deště pro vytváření zkušebního prostředí s aerosolem a postřikem různých kapalin, například roztoků, generátor 4 plynného znečištění pro vytváření zkušebního prostředí s agresivními plyny, generátor 5 prašnosti pro vytváření zkušebních prostředí s obsahem prachových hmot, generátor 6 kondenzace pro vytváření kondenzace vodní páry na površích zkoušených výrobků a materiálů, generátor 7 provozního namáhání pro zkoušky elektrickým napětím, elektrickým proudem, vlastním provozem a jiným provozním namáháním, a případně další generátory — nezakreslené — pro jiné zkušební prostředí a namáhání, pokud jejich použití bude potřebné a v tomto uspořádání technicky realizovatelné.

Spojovací blok 11 zkušební komory 1 a spojovací bloky 12, 13, 14, 15, 16, 17 uvedených generátorů zkušebního prostředí a namáhání jsou trvalou součástí těchto funkčních jednotek a umožňují jednak přímé funkční spojení libovolného generátoru se zkušební komorou 1, jednak zprostředkované funkční spojení dalších přiřazených generátorů se zkušební komorou 1 tak, aby celkové sestavení bylo řádové. Uspořádání spojovacích bloků může být po konstrukční stránce shodné pro všechny funkční jednotky. Sestává z potřebného počtu elektrických spojů 53 a potrubních spojů 54. Pro výše uvedený soubor generátorů zkušebního prostředí a namáhání se zkušební komorou 1 stačí, jsou-li jejich spojovací bloky osazeny jedním elektrickým spojem 53 pro společné napájení elektrických zařízení generátorů a zkušební komory 1 a jedenácti potrubními spoji 54, z nichž je226334 den slouží přívodu užitkové vody, druhý k odvodu odpadní vody pro funkci vlastního zařízení jednotlivých generátorů a ostatních devět k dopravě složek zkušebního prostředí a médií z jednotlivých generátorů do zkušební komory 1. Pro spojení generátoru 7 provozního namáhání se zkušební komorou 1 je spoj 61 osazován podle potřeby elektrickým potrubním vedením, popřípadě mechanickými pohybovými mechanizmy apod. Elektrickým spojem 53 je rozbočná svorkovnice 55, k níž je připojen pohyblivý elektrický spojovací přívod 51, dvě zásuvky 57 pro připojení dalších generátorů a elektrické zapojení 58 vlastního generátoru. Všechny tyto prvky jsou dimenzovány podle napětí sítě a instalovaného výkonu elektrického zařízení jednotlivých generátorů a zkušební komory 1. Potrubním spojem 54 je tepelně izolovaná trubice příslušné světlosti a délky, z materiálu odolávajícího korozi a opatřená na obou koncích uzavíracími ventily 59 s přípojkou pro spojovací hadice 52. Uzavírací ventily 59 slouží k uzavření nezapojených, tj. nepoužívaných konců trubic. S výhodou lze namísto uzavíracích ventilů 59 s přípojkami použít hadicové rychlospojky, které současně plní funkci uzavíracích ventilů —· při zasunutí přípojky s hadicí uzavírají samočinně průtok a naopak. Potrubní spoje 54 určené k funkčnímu připojení generátoru ke zkušební komoře 1 jsou opatřeny odbočkami 60 k vnitřnímu připojení příslušných částí generátoru nebo zkušební komory 1, zatímco potrubní spoje 54, určené k zprostředkování spojení, tyto odbočky 60 nemají. Veškeré uvedené spoje spojovacího bloku 11 jsou uspořádány ve vhodném konstrukčním seskupení tak, aby byly navzájem rovnoběžné a ze strany uzavíracích ventilů 51 dobře přístupné.

Zkušební komora 1, která je základní funkční jednotkou stavebnicového zkušebního zařízení podle vynálezu, se vyíznačuje jednak tím, že umožňuje v tepelně izolovaném a vzduchotěsně uzavřeném zkušebním prostoru udržování teploty vzduchu, jakožto základní složky zkušebního prostředí a namáhání pro zkoušky klimatické a korozní odolnosti a životnosti technických výrobků a materiálů v tomto zkušebním prostoru exponovaných, jednak tím, že svým provedením dovoluje funkční připojení ostatních funkčních jednotek, tj. generátorů zkušebního prostředí a namáhání, a to prostřednictvím vlastního spojovacího bloku a dále uvedených doplňkových zařízení. Možné provedení zkušební komory 1 stavebnicového zkušebního zařízení podle vynálezu je schématicky znázorněno na připojeném obr. 2. Zkušební komora 1 sestává ze spojovacího bloku 11, zkušebního prostoru 101, opatřeného zařízením pro udržování požadované teploty s doplňkovým zařízením, a odsávacího zařízení 114 pro odvod použitého vzduchu ze zkušebního prostoru.

Zkušební prostor 101 je vytvořen vnitřním ohraničením 120 a vnějším ohraničením 121 provedenými ve tvaru souosých kvádrů nebo krychlí, popřípadě válců. Vnější ohraničení 121 sestává ze stěn provedených z tepelně izolujícího materiálu a vnějších tepelně izolovaných vstupních dveří 127. Vnitřní ohraničení 120 včetně vnitřních vstupních dveří 128 je naopak provedeno stěnami z tepelně vodivého a současně korozně odolného materiálu. V mezeře 122 mezi vnitřním ohraničením 120 a vnějším ohraničením 121 jsou umístěny přepážky 123, které vymezují uzavřený okruh proudění vzduchu, vyvozovaného odstředivým ventilátorem 103 tak, aby proudícím vzduchem byly obtékány všechny stěny vnitřního ohraničení 120 zkušebního prostoru. Tímto uspořádáním se uskutečňuje přenos tepla z topného tělesa 104 a chladiče 105 chladicího soustrojí 106 na celou plochu stěn vnitřního ohraničení 120 a jeho prostřednictvím do vnitřní části zkušebního prostoru 101. Přenos tepla se urychluje a homogenizuje dalším ventilátorem 113 umístěným na jedné ze stěn vnitřního ohraničení 120 a pracujícím rovněž v uzavřenšm okruhu vhodně vymezeném přepážkou 126. Tento způsob přenosu tepla umožňuje velmi přesné a homogenní udržování zvolené teploty vzduchu ve zkušebním prostoru 101, a to v důsledku toho, že teplosměnnou plochou pro udržování teploty ve zkušebním prostoru 101 jsou všechny stěny jeho vnitřního ohrairčení 120. Aby této výhody bylo v plném rozsahu využito, je činnost topného tělesa 104 a chladicího soustrojí 106 s připojeným chladičem 105 řízena regulátorem 107, umožňujícím programovou regulaci s upraveným známým způsobem pro snímání hlavní a pomocné teploty. Snímač hlavní teploty 124 je umístěn ve zkušebním prostoru 101 a snímač pomocné teploty 125 je umístěn v mezeře 122 mezi vnějším ohraničením 121 a vnitřním ohraničením 120, a to v blízkosti odstředivého ventilátoru 103.

Odvádění použitého zkušebního prostředí, tj. použitého vzduchu s některými dalšími složkami, ze zkušebního prostoru 101 se provede odsávacím zařízením 114, které sestává z kondenzační komory 129, ve které je vzduch zbavován vysoké vlhkosti, filtru 130 pro zachycování pevných produktů zkušebního prostředí a odsávacího ventilátoru 131, který tímto způsobem očištěný vzduch odvádí do okolní atmosféry. Současně je samospádem a odpadním ventilem 116 odváděn kondenzát z kondenzační komory 129 odsávacího zařízení 114 a kondenzát vytvořený funkcí chladiče v mezeře 122 mezi vnitřním ohraničením 120 a vnějším ohraničením 121 zkušebního prostoru 101.

Dalšími nezbytnými částmi zkušební komory 1 jsou doplňková zařízení — adaptéry, která ve spojení s příslušnými generátory dokončují proces vytváření jednotlivých složek zkušebního prostředí přímo ve zkušebním prostoru 101. Těmito doplňkovými za22 6 7 řízeními jsou: směšovací cela 115 umožňující s připojeným generátorem 2 vlhkosti a generátorem 4 plynného znečištění vytváření vlhkého prostředí s příměsí agresivních plynů, sprchovací trubice 111 a rozprašovací tryska 108 umožňující s připojeným generátorem 3 mlhy a deště vytváření zkušebního prostředí s účinky aerosolu a přímého postřiku, dávkovač 112 prachu a přípojka 109 umožňující s připojeným generátorem 5 prašnosti vytváření zkušebního prostředí s účinky prachu za současného vytváření podtlaku v krytech zkoušených výrobků a ochlazovací deska 110 umožňující vytváření zkušebního prostředí s kondenzací vody na površích zkoušených výrobků.

Vytvoření požadovaného druhu zkušebního prostředí a namáhání ve zkušebním prostoru 101 zkušební komory 1 stavebnicového zkušebního zařízení je tedy dáno činností zkušební komory 1 a činností zvoleného počtu příslušných generátorů 2, 3, 4, 5, 6, 7 a doplňkových zařízení 108, 109, 110, 111, 115 navzájem funkčně spojených příslušnými spoji spojovacích bloků 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, přičemž zkušební prostředí vlhké je vytvářeno činností generátoru 2 vlhkosti, který dodává do směšovací cely 115 určité průtočné množství nasyceného vzduchu, jehož teplota je řízena ve vztahu ke zvolené relativní vlhkosti, zkušební prostředí s plynným znečištěním je vytvářeno činností generátoru 4 plynného znečištění, který dodává do směšovací cely 115 zvolený agresivní plyn, jehož průtočné množství je nastaveno podle

4 průtočného množství nasyceného vzduchu tak, aby výsledná směs těchto dvou složék odpovídala požadované koncentraci, zkušební prostředí s účinky aerosolu je vytvářeno generátorem 3 mlhy a deště, který dodává do rozprašovací trysky 108 tlakový vzduch a zvolenou kapalinu v průtočném množství podle požadované koncentrace, zkušební prostředí s účinky deště je vytvářeno činností generátoru 3 mlhy a deště, který dodává do sprchovací trubice 111 zvolenou dešťovou kapalinu upravenou na určitý přetlak a zvolenou teplotu, zkušební prostředí prašné je vytvářeno činností generátoru 5, který dodává tlakový vzduch do dávkovače prachu 112, ve kterém je předem vložena určitá dávka zvoleného zkušebního prachu, zkušební prostředí s účinky podtlaku v krytech zkoušených výrobků při zkouškách prachem je vytvářeno čerpadlem generátoru 5 prašnosti prostřednictvím přípojky 109, Zkušební prostředí s účinky kondenzace na površích zkoušených výrobků a materiálů je vytvářeno činností generátoru 6 kondenzace, který dodává do ochlazovací desky 110 chladicí médium s řízeným průběhem teploty, zkušební provozní namáhání je vytvářeno činností generátoru 7 provozního namáhání, který dodává elektrickou energii o požadovaných hodnotách el. proudu a napětí, nebo jiný druh energie pro provozní namáhání zkoušených výrobků a materiálů.

Vynález je možno používat ve všech zkušebnách, kde se provádějí zkoušky klimatické, korozní a jiné odolnosti materiálů.

Claims (4)

1, Stavebnicové zkušební zařízení pro zkoušky klimatické a korozní odolnosti a životnosti technických materiálů a výrobků vyznačené tím, že je provedeno jako soubor samostatných funkčních jednotek, jehož základní funkční jednotkou je zkušební komora (lj, ke které jsou prostřednictvím spojovacích bloků (11, 12, 13, 14, 15, 16, 17), spojovacích elektrických přívodů (51) a spojovacích hadic (52) funkčně přiřazeny v libovolném počtu a pořadí ostatní funkční jednotky, to je generátory jednotlivých složek zkušebního prostředí a namáhání, a to generátor (2) vlhkosti, generátor (3) mlhy a deště, generátor (4j plynného znečištění, generátor (5j prašnosti, generátor (6) kondenzace, generátor (7j provozního namáhání elektrickým napětím, proudem, vlastní funkcí a jiným provozním namáháním, a případně podle potřeby další generátory.

2. Stavebnicové zkušební zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že spojovací bloky (11, 12, 13, 14, 15, 16, 17) pro úplné vzájemné funkční spojení generátorů (2, 3, 4, 5, 6, 7) se zkušební komorou (1) sestávají z potřebného počtu elektrických spojů (53) a potrubních spojů (54), a to jak pro přímé spovynalezu jení libovolného generátoru se zkušební komorou (lj, tak pro zprostředkované spojení všech dalších, do řadové sestavy případně přiřazovaných generátorů, přičemž pro všechny spojovací bloky (11, 12, 13, 14, 15, 16, 17) je elektrickým spojem (53) rozbočná svorkovnice (55), k níž je připojen pohyblivý spojovací elektrický přívod (51) s elektrickou zásuvkou (57), zatímco potrubním spojem (54) je tepelně izolovaná, korozně odolná trubice opatřená na obou koncích prostředky s uzavírací a spojovací funkcí, například uzavíracími ventily (59) s přípojkami pro spojovací hadice (52) a odbočkou (60) pro připojení vlastního strojního zařízení generátorů (2, 3, 4, 5, 6, 7] a zkušební komory (lj.

3. Stavebnicové zkušební zařízení podle bodů 1 a 2, vyznačené tím, že zkušební prostor (101) zkušební komory (1) je vytvořen tepelně izolujícím vnějším ohraničením (121) a tepelně vodivým vnitřním ohraničením (120) provedenými ve tvaru soustředných kvádrů, krychlí nebo válců, přičemž v mezeře (122) mezi těmito ohraničeními (120, 121) je přepážkami (123) vymezen uzavřený okruh pro obtékání vnějších stěn vnitřního ohraničení (120) proudícím vzduchem vyvozovaným odstředivým ventilátorem (103) za účelem účinného přenosu tepla do zkušebního prostoru (101) z topného tělesa (104) a chladiče (105) v tomto okruhu umístěných a napojených na regulátor (107) opatřený dvěma snímači (124, 125) pro měření hlavní teploty ve zkušebním prostoru a pomocné teploty v mezeře (122) mezi ohraničeními (120, 121).

4. Stavebnicové zkušební zařízeni podle bodů 1, 2 a 3, vyznačené tím, že ve zkušebním prostoru (101) zkušební komory (1) je umístěn ventilátor (113) s další přepážkou (126) pro homogenizaci zkušebního prostředí a alespoň jedno doplňkové zařízení, spojené prostřednictvím spojovacích bloků (11, 12, 13, 14, 15, 16, 17) s příslušným generátorem (2, 3, 4, 5, 6, 7) pro vytvoření určitého zkušebního prostředí, přičemž těmito doplňkovými zařízeními jsou směšovací cela (115), sprchovací trubice (111), rozprašovací tryska (108), dávkovač prachu (112), přípojka (109) pro vytvoření podtlaku a ochlazovací deska (110).