УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ИЗДЕЛИЙ НА ЦИКЛИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ТЕМПЕРАТУР Советский патент 1995 года по МПК G01N3/60 

Изобретение относится к области электронного машиностроения, но может быть использовано и в других отраслях народного хозяйства, где необходимы испытания изделий на циклическое воздействие температур.

Известен полуавтомат температурного циклирования, содержащий камеры тепла и холода, смонтированные на станине. Между ними вращается карусель, перемещающая кассеты с приборами с позиции на позицию. Обе камеры снабжены загрузочно-разгрузочными устройствами, число которых равно числу циклов. Для уменьшения теплопотерь в камерах в момент входа и выхода из камер кассет предусмотрены шлюзы, закрываемые крышками, которые приводятся в движение каруселью и дополнительным механизмом. Недостатками устройства являются сложность конструкции из-за наличия двух камер, карусели и других сопутствующих механизмов и наличия энергетических потерь, хотя они частично и уменьшаются с помощью шлюзов, крышек и т.п.

Известно также устройство для испытаний на циклическое воздействие температур, содержащее кожух, размещенную в нем испытательную камеру с рабочими и циркулирующими каналами, нагреватель и охлаждатель воздуха и вентиляторы.

Это устройство является наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому pезультату. Его недостатками являются: сложность конструкции из-за громоздкости используемых конструкций воздуховодов, наличия дополнительных заслонок и приводов к ним и наличие энергетических потерь, обусловленных также конструкцией воздуховодов циркуляционных каналов, проходящих через теплоизоляционную оболочку камеры, которая поглощает значительное количество тепловой энергии.

Целью изобретения является упрощение конструкции и экономия энергии.

Это достигается тем, что в устройстве для испытаний изделий на циклическое воздействие температур, содержащем кожух, размещенную в нем испытательную камеру в рабочими и циркуляционными каналами, нагреватель и охладитель воздуха и вентиляторы, рабочие и циркуляционные каналы выполнены смежными, и разделяющая их перегородка выполнена из теплопроводного материала.

На фиг. 1 схематически изображен общий вид установки (в разрезе); на фиг. 2 рабочий и циркуляционные каналы (сечение А-А); на фиг. 3 кожух вентилятора и система кинематически связанных заслонок (сечение Б-Б).

Установка для испытаний на циклическое воздействие температур содержит кожух 1, в котором размещены рабочая камера 2, рабочие каналы 3, 4, выполненные смежными с циркуляционными 5, 6 и разделенные теплопроводной перегородкой 7 (см. фиг. 1, 2). В рабочем канале 3 установлено устройство нагрева 8, а в канале 4 устройство охлаждения 9. Центробежные вентиляторы 10, 11 обеспечивают движение воздуха по каналам 3, 4. Поворотные стаканы 12, 13 устройств коммутации 14, 15 потока газа обеспечивают поочередное сообщение рабочей камеры 2 с одним из каналов 3 или 4. Во входном отверстии кожуха 16 вентилятора 11 (см. фиг. 1, 3) установлена поворотная заслонка 17, закрывающая или упомянутое отверстие, или обратный патрубок 18, которая кинематически связана при помощи системы рычагов 19, с заслонкой 20, установленной во входном патрубке 21 кожуха 16. Для уменьшения аэродинамического сопротивления потоку охлажденного воздуха во входном патрубке 21 в месте соединения его с кожухом 16 вентилятора 11 установлен направляющий аппарат 22, состоящий из наклонных пластин, которые направляют воздушный поток по касательной к лопаточному колесу вентилятора 11. На входе в циркуляционные каналы 5, 6 установлены поворотные заслонки 23, 24, с помощью которых каналы 5, 6 подключаются к рабочим каналам 3, 4 после их отклонения от рабочей камеры 2. Поворот заслонок 23, 24 осуществляется от стенок 12 через систему рычагов 25, 26. Пространство между рабочей камерой 2, кожухом 1 и каналами 3, 4, 5, 6 заполнено теплоизоляционным материалом 27.

Следует заметить, что жидкий азот, используемый в качестве хладагента, является остродефицитным сырьем и поэтому использовать его нужно рационально, с меньшими потерями. Как видно из чертежа (см. фиг. 1), конструкция воздуховодов в предлагаемой установке позволяет уменьшить общую поверхность теплоотдачи, и, соответственно, расход энергии, так как температура воздушных потоков, циркулирующих по каждому из воздуховодов (каналы 3-5, 4-6), одинакова.

Кроме того, выполнение рабочих и циркуляционных каналов попарно смежными с тонкостенными теплопроводными перегородками дополнительно позволяет осуществить подсоединение установки к любому внешнему источнику холода, например, к турбохолодильной машине МТХМI-25. Для этого необходимо лишь в кожухе 1 выполнить входной 21 и обратный 18 патрубки, совпадающие с соответствующими им каналами 4, 6 и установить в кожухе 16 вентилятора 11 поворотные заслонки 17, 20, при помощи которых производится переключение установки на режим работы или с охлаждением от внешнего источника холода, или с использованием жидкого азота.

Следует отметить, что стоимость энергии, необходимой для охлаждения 1 кг изделий воздушным потоком от турбохолодильной машины в 2 раза меньше по сравнению с использованием для этой цели жидкого азота.

В случае работы с турбохолодильной машиной установка для испытаний на циклическое воздействие температур работает следующим образом.

Испытуемые изделия разменяют в рабочей камере 2. Включается вентилятор 10 и устройство нагрева 8, а заслонки 17, 20 при помощи системы рычагов 19 устанавливаются в положение, изображенное на фиг. 1. Предваpительно турбохолодильная машина выводится на режим заданных температур (t -80^oC) и подключается к установке при помощи герметичных клапанов (на чертеже не показаны). Поворотные стаканы 12, 13 устанавливаются в положение, при котором рабочая камера 2 сообщается с рабочим каналом 4. Одновременно заслонка 24 закрывает вход в циркуляционный канал 6, а заслонка 23 открывает вход в циркуляционный канал 5. При этом поток холодного воздуха будет циркулировать по большому рабочему контуру через входной патрубок 21, направляющий аппарат 24, кожух 16, канал 4, камеру 2, обратный патрубок 18 и далее в трубохолодильную машину. В это время нагретый воздух будет циркулировать по малому холостому контуру по каналам 3, 5. Вентилятор 10 может или работать, или быть выключенным.

По истечении времени охлаждения изделий стаканы 12, 13 одновременно автоматически поворачиваются и устанавливаются в положение, при котором рабочая камера 2 сообщается с рабочим каналом 3, заслонка 23 закрывает вход в циркуляционный канал 5, а заслонка 24 открывает вход в циркуляционный канал 6. Поток нагретого воздуха будет циркулировать через рабочую камеру 2, нагревая изделия, а холодный воздух по холостому контуру из турбохолодильной машины по каналам 4, 6 и обратно в машину.

По истечении времени нагрева цикл повторяется.

В случае работы установки при использовании в качестве хладагента жидкого азота заслонками 17, 20 (см. фиг. 1, 3) перекрываются входной 21 и обратный 18 патрубки, причем окно в кожухе 16 вентилятора 11 открывается (положение заслонок 17, 20 изображено пунктиром на фиг. 1).

Центробежный вентилятор 11 контура холода при этом работает в обычном режиме. Герметичные клапаны закрываются и турбохолодильная машина полностью отсоединяется от установки.

Далее установка работает в описанном выше порядке.

Таким образом, совокупность конструктивных решений попарно совмещенные рабочие и циркуляционные каналы с теплопроводной перегородкой, кинематически связанные заслонки в кожухе центробежного вентилятора и входного патрубка, позволяет упростить конструкцию предлагаемой установки по сравнению с прототипом, а именно: уменьшить количество заслонок, перекрывающих циркуляционные каналы до двух, исключить привод их движения от отдельных механизмов, осуществив его от движения поворотного стакана, сообщающего камеры с каналами тепла и холода.

Предложенная конструкция рабочих и циркуляционных каналов позволяет уменьшить расход материала, трудоемкость изготовления, занимаемую установкой площадь.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ИЗДЕЛИЙ НА ЦИКЛИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ТЕМПЕРАТУР, содержащее кожух и размещенную в нем испытательную камеру с рабочими и циркуляционными каналами, нагреватель и охладитель воздуха и вентиляторы, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и экономии энергии, рабочие и циркуляционные каналы выполнены смежными, а разделяющая их перегородка выполнена из термопроводного материала.