УСТАНОВКА КЛИМАТИЧЕСКАЯ

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в установках для ускоренных климатических испытаний изделий на воздействие специальных сред, в том числе - соляного тумана.
6
Известна камера для испытания изделий на воздействие соляного тумана, содержащая аэрозольный аппарат со встроенным регулятором дисперсности соляного тумана, соединенные с ним трубопроводы для подачи сжатого воздуха и соляного раствора, сливной трубопровод, испытуемое изделие, дифракционную сетку, датчик температуры и нагреватели, при этом камера выполнена в виде двух разделенных дифракционной сеткой отсеков. Испытуемое изделие размещено в одном из отсеков и установлено на дифракционной сетке. Нагреватели установлены на всех стенках камеры. Датчик температуры размещен в отсеке с испытуемым изделием, а камера снабжена размещенным на одной оси с продольной осью аэрозольного аппарата диаметрально противоположно ему отражателем со сферической поверхностью. Одна стенка камеры выполнена в виде крышки с углом 120° при вершине (патент РФ на изобретение №2063017, МПК G01N 17/00, опубл. 1996 г.).
Недостатком известного технического решения является то, что камера предназначена для проведения только одного вида климатических испытаний, а именно, соляного тумана, что сужает технологические возможности испытаний. Для проведения комплекса климатических испытаний требуется перемещение изделий в другие камеры, что приводит к нарушению стабильности условий испытаний по временным и климатическим параметрам, снижает качество конечного результата, кроме того, удлиняет время проведения подготовительных операций. Конструкция не обеспечивает равномерного распределения рабочей среды по всему рабочему объему камеры, т.к. камера разделена на 2 отсека. В нижнем отсеке камеры размещен аэрозольный аппарат, диаметрально противоположно ему - отражатель соляного тумана. Локальное расположение отражателя не обеспечивает равномерного распределения рабочей среды по всему рабочему объему камеры, приводящее к образованию «мертвых зон», куда не попадает рабочая среда.
По совокупности существенных признаков ближайшим к заявленному изобретению является камера соляного тумана, содержащая рабочий объем, в котором под центром прозрачной полусферической теплоизолированной крышки размещен генератор тумана, установленный на параллелограмме с пьезоэлементом и отражателем, трубопровод для подачи соляного раствора, блок управления и сигнализации, датчик температуры, сливной трубопровод, в дне рабочего объема камеры установлен основной контур обогрева, а теплоизолирующий элемент с размещенным под ним контуром ускоренного нагрева охватывает всю поверхность рабочего объема камеры, внутри которого установлен датчик температуры, связанный с блоком управления и сигнализации, к которому подключены основной контур обогрева, контур ускоренного нагрева и генератор тумана с пьезоэлементом, при этом ко дну рабочего объема подсоединен сливной трубопровод (патент РФ на изобретение 2176079, МПК G01N 17/00)
Недостатками прототипа являются:
- ограниченные технологические возможности. Камера предназначена для проведения одного типа климатических испытаний, а именно соляного тумана. При проведении испытаний образцов высокими температурами генератор тумана с пьезоэлементом, расположенный в рабочем объеме, быстро выходит из строя, что приводит к прерыванию испытания;
- нарушение стабильности и снижение качества проведения испытаний. Генератор тумана с пьезоэлементом установлен в рабочем объеме камеры и находится под воздействием рабочих сред, следовательно, быстро выходит из строя, тем более, что генератор тумана выполнен с одним пьезоэлементом, что при выходе его из строя приводит к остановке испытаний. Замена пьезоэлемента требует остановки испытания, открывания крышки камеры, т.е. нарушения теплового баланса, а следовательно, условий испытаний. Конструкция не обеспечивает равномерного распределения рабочей среды и температурный баланс по всему рабочему объему камеры, т.к. не содержит элементов перераспределения температуры и рабочей среды.
- при проведении полного цикла всех видов климатических испытаний требуется переустановка образцов из одной камеры в другую, что требует дополнительных затрат времени, отрицательно отражается на конечных результатах испытаний;
- ограничение полезного объема камеры и неудобство обслуживания обусловленные размещением в рабочем объеме камеры под полусферической крышкой генератора тумана с пьезоэлементом, установленного на параллелограмме;
- генератор тумана, размещенный в рабочем объеме камеры под полусферической крышкой, приводит к появлению на ней конденсата, выпадающего на испытываемые образцы.
Задачей изобретения является - создание установки климатической с расширенными технологическими возможностями, повышение стабильности выполнения условий испытаний, а следовательно получение точных, качественных результатов.
При решении поставленной задачи достигается следующий технический результат:
проведение различных типов ускоренных климатических испытаний в одной камере без переустановки образцов, сокращение времени на проведение подготовительных операций, равномерное распределение рабочей среды по всему рабочему объему камеры, обеспечение стабильности и повышение качества проведения климатических испытаний.
Технический результат достигается тем, что в установке климатической, содержащей камеру рабочего объема, резервуар для рабочей среды, генератор тумана с пьезоэлементом с подсоединенным к нему трубопроводом для подачи рабочей среды, отражатель, в нижней части камеры рабочего объема установлен контур обогрева, датчики температуры, связанные с блоком управления и сигнализации, теплоизолирующий элемент, охватывающий всю поверхность камеры, к дну которой подсоединен сливной трубопровод, генератор тумана с пьезоэлементом расположен за пределами камеры на магистрали воздуховода, связан через обратный клапан с нагнетающим вентилятором с регулируемой скоростью вращения с одной стороны и с камерой рабочего объема с другой, на входе в которую воздуховод снабжен затвором, датчиком температуры и нагревательным элементом, встроенным в стенку воздуховода, а также коллектором с перфорацией, размещенным по периметру рабочего объема камеры, с резервуаром рабочей среды через трубопровод с электромагнитным клапаном, снабжен сливным трубопроводом с электромагнитным клапаном, в верхней части камеры рабочего объема встроены вентилятор с регулируемой скоростью вращения и контур охлаждения, в средней - датчик влажности, сливной трубопровод камеры снабжен воздуховодом с обратным клапаном, блок управления и сигнализации - контроллером. Генератор тумана содержит не менее двух пьезоэлементов для обеспечения условия его непрерывной работы.
На чертеже представлен общий вид установки климатической.
Установка климатическая содержит камеру 1 рабочего объема, дверь 2 с окном 3 (стеклопакет). К камере 1 подсоединен парогенератор 4 (генератор тумана) с пьезоэлементами 5 и электромагнитным сливным клапаном 6, расположенным за пределами камеры 1 на магистрали воздуховода 7, который через обратный клапан 8 связан с нагнетающим вентилятором 9 с регулируемой скоростью вращения. С другой стороны парогенератор 4 связан воздуховодом 7 с рабочим объемом камеры 1. Воздуховод 7 снабжен температурным датчиком 10 и нагревательным элементом 11, встроенным в стенку воздуховода 7, а на входе в камеру 1 затвором 12. По периметру камеры 1 на входе в рабочий объем камеры выполнен коллектор 13 с перфорацией 14. Резервуар 15 для рабочей среды (их может быть несколько) связан трубопроводами 16 с электромагнитными клапанами (без позиции) с парогенератором 4. В верхней части камеры 1 рабочего объема размещен вентилятор 17 с регулируемой скоростью, крышка 18, под которой размещают испытываемые образцы 19, экранированные отражателем 20. В нижней части рабочего объема камеры 1 установлен контур обогрева 21, в средней - датчик 22 температуры и датчик 23 влажности, к дну камеры 1 рабочего объема подсоединен сливной трубопровод 24 с воздуховодом 25 с обратным клапаном (без позиции). В верхней части рабочего объема камеры 1 установлен контур охлаждения 26. Теплоизолирующий элемент 27 охватывает всю поверхность камеры 1. Блок 28 управления и сигнализации оснащен контролером 29.
При переходе от одних климатических испытаний к другим, в зависимости от заданной программы испытаний, необходима смена рабочей среды. Для выполнения этой задачи парогенератор 4 снабжен электромагнитным клапаном 6 на слив рабочей среды.
Блок 28 управления и сигнализации обеспечивает автоматическое (в том числе циклическое) переключение режимов испытаний, управление работой всех электромагнитных клапанов, парогенератора 4, вентиляторов 9 17, затвора 12, контуров обогрева 21 и охлаждения 26, сигнализацию и защиту при возникновении аварийных ситуаций. Позволяет задавать и контролировать температуру, влажность, скорость вращения нагнетающего 9 и перемешивающего 17 вентиляторов.
Выполнение парогенератора 4 вне рабочего объема камеры 1 на магистрали воздуховода 7 позволяет проводить последовательно несколько видов испытаний, не выгружая испытуемые образцы 19 из камеры 1, тем самым, не прерывая технологический цикл испытаний, а также делает возможным проводить в камере 1 испытания в различных температурных диапазонах без какого-либо воздействия на элементы парогенератора 4. Выполнение парогенератора 4 с двумя и более пьезоэлементами 5 позволяет проводить испытания в камерах любого объема, с любым объемом образцов. Кроме того, при выходе из строя одного из пьезоэлементов 5 установка климатическая может продолжать работу без остановок на ремонт.
Работа блока 28 управления сигнализации в автоматическом режиме обеспечивает выполнение всего цикла испытаний без участия и влияния человеческого фактора, определяет вид и последовательность воздействия климатических факторов и рабочих сред в зависимости от программы испытаний.
Подача рабочей среды в камеру 1 через перфорированный коллектор 13, расположенный по периметру рабочего объема камеры 1, обеспечивает, совместно с работой вентилятора 17, равномерное перемешивание и распределение рабочей среды по всему объему камеры 1, а датчик 22 температуры и нагревательный элемент И на воздуховоде обеспечивают заданную температуру рабочей среды на входе в камеру 1.
Обратный клапан 8, установленный на воздуховоде 7 между нагнетающим вентилятором 9 и парогенератором 4, обеспечивает защиту вентилятора 9 от воздействия рабочей среды из парогенератора 4.
Затвор 12, установленный на воздуховоде 7 на входе в рабочий объем камеры 1, обеспечивает защиту парогенератора 4 от воздействия высоких и низких температур во время режимов испытаний, которые не предусматривают работу парогенератора 4.
Контур охлаждения 26, встроенный в верхнюю часть рабочего объема камеры 1, обеспечивает выполнение режимов испытаний при отрицательных температурах, а также обеспечивает более точное регулирование температуры в процессе испытаний.
Установка климатическая работает следующим образом.
Испытываемые образцы 19 загружают в рабочий объем камеры 1 через дверь 2. Визуальное наблюдение за испытательным процессом осуществляют через окно 3 со стеклопакетом.
На блоке 28 управления выбирают и запускают режим испытаний.
По трубопроводам 16 с электромагнитными клапанами из выбранного резервуара 15 (в зависимости от типа испытаний) поступает рабочая жидкость в парогенератор 4 с пьезоэлементами 5. Пьезоэлементы 5 совершают колебания с ультразвуковой частотой и распыляют мелкодисперсный туман. Нагнетающий вентилятор 9 через обратный клапан 8 по воздуховоду 7 прогоняет воздух в парогенератор 4, а из него вместе с полученным туманом в виде заданной рабочей среды поступает в камеру 1 рабочего объема. На входе в камеру 1 рабочего объема датчик 10 замеряет температуру рабочей среды и, при необходимости, блок управления 28 подает сигнал на нагревательный элемент 11, встроенный в стенку воздуховода 7. Из воздуховода 7 рабочая среда поступает в коллектор 13 с перфорацией 14 на входе в рабочий объем камеры 1 и от отражателя 20 поступает в рабочий объем камеры 1, где вентилятором 17 перешивается с рабочей средой камеры 1. Датчик 22 температуры, размещенный в камере 1, служит для измерения температуры рабочего объема и передачи сигнала на контроллер 29. В зависимости от заданной температуры контроллер 29 подключает контур обогрева 21, установленный в нижней части рабочего объема камеры 1, или контур охлаждения 26, установленный в верхней части рабочего объема камеры 1. Датчик 23 влажности, размещенный в камере 1 рабочего объема служит для измерения относительной влажности среды рабочего объема и передает сигнал на контроллер 29. Для поддержания заданной влажности воздуха контроллер 29 управляет работой парогенератора 4 и нагнетающего вентилятора 9 в зависимости от заданного значения влажности. Туман конденсируется на крышке 18, на внутренней поверхности рабочего объема камеры 1 и стекает на дно камеры, затем по сливному трубопроводу 24 самотеком удаляется из рабочего объема камеры. Стравливание избыточного давления из камеры 1 осуществляется через воздуховод 25 с обратным клапаном.
Использование предложенной климатической установки по сравнению с прототипом позволит проводить различные типы ускоренных климатических испытаний в одной камере без переустановки образцов, повысить стабильность работы установки, а следовательно получить точные, качественные результаты испытаний.