Термобарокамера Советский патент 1983 года по МПК F25D13/00 F25D17/06 

Изобретение относится к пабораторно-стендовому оборудованию, а именно к термобарокамерам для испытаний бортового оборудования. Известна термобарокамера для исследовательских целей, включающая теплоизолированный герметичный корпус с установленными в нем воздухоохладителем и электронагревателем, технологическую схему обеспечения параметров с каскадной холодильной машиной и вакуум-насос 1. Однако в такой камере нельзя воспроизвести все факторы окружающей среды, при которых могут эксплуатироваться исследуемые изделия. Наибояее близкой к изобретению по техН1РЮСКОЙ сущности и достигаемому результату является терме барокамера, содержащая герметичный корпус с размещенными в нем теплообменником и вентилятором, двухступенчатый комрессор с испарителем и конденсатором, иодсоедш1енным к линии охлаждающей воды, контур жидкого теплоносителя с циркуляционным насосом, вакуум-насос, трубопровода с пневматическими клапанами и устройство управления. Кроме того, в объеме камеры установлен электронагреватель для обеспечения испытания изделий в режиме положительных температур 2 i Однако принятая в данной термобарокамерс схема охлаждения и нагрева воздуха в рабочем объеме требует использования как холо Д1шьной установки, так и злектронагревателя, что. уменьшает полезный объем и снижает эко номггшость ее работы. Цель изобретения - увеличение полезного объема и снижение энергозатрат. Цель достигается тем, что термобарокаме,ра, содержащая герметичный корпус с размещенными в нем теплообменником и вентилятором, двухступенчатый компрессор с испарителем и конденсатором, подсоединенным к линии охлаждающей воды, контур жидкого теплоносителя с циркуляционным насосом, вакуум-насос, трубопроводы с пневматическими клапанами и устройство управления, снабжена дополнительными циркуляционным насосом м двумя теплообменниками, один из которых установлен на негнетательном трубопроводе компрессора и связан трубопроводами с основными теплообменником и циркуляционным насосом, а другой размещен на трубопроводе для выхода охлаждающей воды из конденсатора и сообщен трубопроводами с испарителем через дополнительный циркуляцио шый насос. На чертеже представлена термобарокамера в разрезе и принципиальная схема ее технологической установки. 22 Термобарокамера состоит из герметичного корпуса 1 с теплоизоляцией и технологического оборудования для обеспечения требуемых температурных и вакуумных режимов в рабочем объеме камеры. Внутри герметичного корпуса 1 под поло 2 расположены основной теплообменник 3 и вентилятор 4. Для загрузки испытуемых изделий имеется люк 5. Технологическое оборудование термобарокамеры включает вакуум-насос 6, подключенный к камере через водяной холодильник 7, и двухступенчатую фреоновую холодильную установку, состоящую из компрессоров первой 8 и второй 9 ступени, конденсатора 10, терморегулирующего вентиля 11, испарителя 12, маслоотделителей 13 и 14 и аккумулятора холода 15. Термобарокамера снабжена основным циркуляционным насосом 16, дополнительными теплообменниками 17 и 18 и дополнительным циркуляционным насосом 19. Дополнительный теплообменник 17 установлен на нагнетательном трубопроводе компрессора 9 второй ступени и связан трубопроводами с основным теплообменником 3 и основным циркуляционным насосом 16. Дополнительный теплообменник 18 размещен на трубопроводе для выхода охлаждающей воды из конденсатора Ю и сообщен с испарителем 12 через до1толнительный циркуляционный насос 19. С помощью ОСНОВНОГО циркуляционного насоса 19 жидкий теплохладоноситель (фреон-30) может подаваться в теплообменник 3 камеры либо через испаритель 12, либо через дополнительный теплообменник 17. С помощью дополнительного циркуляционного насоса 19 можно обеспечить циркуляцию фреона-30 fio второму замкнутому контуру: испаритель 12установленный на линии охлаждающей воды дополнительный теплообменник 18 - испаритель 12. Для обеспечения нормальной работы жидкостного контура как при положительных, так и при отрицательных температурах, и исключения кавитации теплохладоносителя имеются расширительный бачок 20, баллон 21 со сжатым инертным газом (азотом) и понижающий редуктор 22. Различные температурные режимы можно обеспечивать с помощью клапанов 23-31. Управление задвихжами осуществляется, с помощью управляющего устройства 32, которое представляет собой набор трансдукторов, преобразующих электрические сигналы злектротумблеров в пневматические. Включение электротумблеров производится вручную или от часового программного механизма. Контроль за температурой в термобарокамере ведется при помощи датчика 33. На чертеже сплощными линиями обо- значены трубопроводы хладагента компрессорной холодильной установки и теилохладоносителя, штрихиунктирными линиями обозначены водяные грубпроводы, а штриховыми - пневматические линии управления.

Охлаждение и нагрев термобарокамеры

происходит следующим образом.

Для получения отрицательных температур в термобарокамере клапаны 26, 29 и 30 открыты, а клапаны 25 и 31 закрыты. Теплохладоноситель с помощью основного насоса 16 циркулирует по контуру теплообменник 3 испаритель 12 и охлаждает камеру. При положительнь1х температурах в термобарокамере клапаны 26 и 30 закрыты, а клапаны 25, 28, 29 и 31 открыты, при этом включается в

работу второй насос 19 и образуются два циркуляционных контура. Первый: теплообменник 3 - теплообменник 17 и второй: испаритель 12 - теплообменник 18. Первый контур

обеспечивает нагрев теплобарокамеры путем использования тепла нагнетаемых газов фреона-22. второй ступенью холодильной установки (температура нашетаемых газов 120-140 С), а второй отбирает тепло у проточной воды, которая в дальнейшем идет в охлаждающие рубашки фреоновых компрессоров 8 и 9. С помощью аккумулятора холода 15 н клапанов 23, 24 и 27 можно запасать холод и точнее регулировать температуру в термобарокамере.

Таким образом, для нагрева термобарокамеры используется 11ри11цип теплового насоса, что является более экономичным, чем злектронагрев. Кроме того, освобождается рабочий обьем камеры благодаря тому, что один и тот же теплообменник обеспечивает как охлаждение, так и нагрев рабочего объема камеры.

ТЕРМОБАРОКАМЕРА, содержащая герметичный корпус с размещенными в нем теплообменником и вентилятором, двухступен-. чатый компрессор с испарителем и конденсатором, присоединенным к линии охлаждающей воды, контур жидкого теплоносителя с циркуляционным насосом, вакуум-насос, трубопроводы с пневматическими клапанами и устройству управления, отличающаяся тем, что, с целью увеличения полезного объема и снижения энергозатрат, она снабжена дополнительными циркуляционным насосом я двумя теплообменниками, один из которых установлен на нагнетательном трубопроводе компрессора и связан трубопроводами с основными теплообменником и циркуляционным насрсом, а другой размещен на трубопроводе для выхода охлаждающей воды из конденсатора и сообщен трубопроводами с испарителем через дополнительный циркуляционный насос..

20