СТЕНД ДЛЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ИСПЫТАНИЙ НА ПРОЧНОСТЬ СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИХ УСТРОЙСТВ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Полезная модель относится к лабораторному оборудованию. Полезная модель предназначена для испытаний теплоизлучающих изделий, в частности, устройств освещения и сигнализации, элементы которых могут быть подвергнуты резкому охлаждению (термоудару), например, противотуманные фары автомобилей, посадочные прожектора летательных аппаратов.
Из патента RU 2010213 (5МПК G 01 N 3/18), публ. 30.03.1994 г., известен стенд для температурных испытаний изделий на прочность, содержащий вакуумную камеру, расположенные в вакуумной камере блок температурного воздействия и сменный объект испытаний (изделие). Блок температурного воздействия образован двумя установленными с возможностью взаимного сближения эластичными ёмкостями каждая из которых заполнена средой с заданной условиями испытаний температурой. Сменный объект испытаний зажат между ёмкостями блока температурного воздействия.
Среди недостатков указанного стенда можно выделить обусловленную наличием вакуум создающего оборудования сложность и дороговизну стенда (высокую удельную стоимость единичного испытания), сложность проведения испытаний на термоудар (резкое изменение температуры для противолежащих поверхностей объекта испытаний), а также сложность (зачастую, невозможность) проведения или необъективность результатов испытаний полостных изделий, например, ламп - фар или сборок отражатель -рассеиватель (отражатель - защитное стекло) светоизлучающих устройств транспортных средств.
В качестве прототипа заявляемой полезной модели принят известный из патента US 4733973 (МПК G 01 N 25/00, G 01 N 33/38), публ. 29.03.1988 г., стенд для температурных испытаний изделий на прочность, включающий в себя содержащий внутреннюю и внешнюю поверхности сменный полый объект испытаний (изделие), установочную базу с выполненным в базе посадочным местом для объекта испытаний, блок температурного воздействия, образованный блоком нагрева внутренней поверхности объекта испытаний, блоком нагрева внешней поверхности объекта испытаний, блоком охлаждения внешней поверхности объекта испытаний, блок обеспечения и блок управления.
Блок нагрева внутренней поверхности объекта испытаний образован соплом нагрева внутренней поверхности. Блок нагрева внешней поверхности объекта испытаний образован соплами нагрева внешней поверхности объекта испытаний. Блок охлаждения внешней поверхности объекта испытаний образован соплами охлаждения внешней поверхности объекта испытаний. Сопла нагрева / охлаждения внешней поверхности объкта испытаний (изделия) выполнены расположенными на некотором удалении от внешней поверхности объекта испытания, распределёнными с определённым шагом над поверхностью объекта испытания и чередующимися.
Блок обеспечения образован танком для горячей среды (вода с температурой 89...111 град.С), нагнетателем горячей среды, содержащим канал управления, входное и выходное устья, распределительным коллектором горячей среды, содержащим входное устье и связанные посредством запорно-перепускных клапанов, каждый из которых содержит канал управления, нагнетательную, содержащую выходные устья, и циркуляционную, содержащую выходное устье, магистрали горячей среды, танком для холодной среды (вода с температурой 33...45 град.С), нагнетателем холодной среды, содержащим канал управления, входное и выходное устья, распределительным коллектором холодной среды, содержащим входное устье и связанные посредством запорно-перепускных клапанов, каждый из которых содержит канал управления, нагнетательную и циркуляционную, содержащие выходные устья, магистрали холодной среды. При этом, входное устье нагнетателя горячей среды и выходное устье циркуляционной магистрали распределительного коллектора горячей среды соединены с танком горячей среды, входное устье нагнетателя холодной среды и выходное устье циркуляционной магистрали распределительного коллектора холодной среды соединены с танком холодной среды, выходное устье нагнетателя горячей среды соединено с входным устьем распределительного коллектора горячей среды, выходное устье нагнетателя холодной среды соединено с входным устьем распределительного коллектора холодной среды, выходные устья нагнетательной магистрали распределительного коллектора холодной среды соединены с соплами охлаждения внешней поверхности объекта испытаний (изделия), одно из выходных устьев нагнетательной магистрали распределительного коллектора горячей среды соединено с соплом нагрева
внутренней поверхности объекта испытаний, а другие с соплами нагрева внешней поверхности объекта испытаний (изделия).
Блок управления включает в себя источник высокого давления, содержащий выходной канал, соединённый с соплом нагрева внутренней поверхности объекта испытаний, установленный в выходном канале источника высокого давления разобщительный клапан, содержащий канал управления, а также образованный таймером длительности времени нагрева внутренней поверхности объекта испытаний, таймером длительности времени нагрева внешней поверхности объекта испытаний и таймером длительности времени охлаждения внешней поверхности объекта испытаний таймер циклов испытаний, содержащий выходные каналы, один из которых соединён с каналом управления нагнетателя холодной среды, один из которых соединён с каналом управления нагнетателя горячей среды, один из которых соединён с каналом управления разобщительного клапана, установленного в выходном канале источника высокого давления, а другие с каналами управления запорно-перепускных клапанов распределительных коллекторов горячей и холодной сред.
Среди вытекающих из условия задачи недостатков стенда по патенту US 4733973 можно выделить требуемую условием последующего доукомплектования объекта испытаний (изделия) необходимость высушивания, по меньшей мере, его полости после проведения испытаний, а также высокие требования к качеству очистки горячей среды от механических примесей, солей и жира.
Задачей полезной модели было создание стенда для термоиспытаний на прочность предназначенных для последующей реализации свето и термоизлучающих устройств элементы конструкции которых или локальные участки поверхностей которых могут быть подвергнуты резкому охлаждению.
Задача решается в сенде включающем в себя сменный полый объект испытаний (изделие), установочную базу с выполненным в базе посадочным местом для объекта испытаний, блок температурного воздействия, блок обеспечения, а также блок управления. Где, блок температурного воздействия, образован блоком нагрева внутренней поверхности объекта испытаний, блоком нагрева внешней поверхности объекта испытаний, блоком охлаждения внешней поверхности объекта испытаний, блок охлаждения внешней поверхности объекта испытаний образован расположенными на некотором удалении от
внешней поверхности объекта испытания, распределенными с определённым шагом над поверхностью объекта испытания соплами охлаждения внешней поверхности объекта испытаний, блок обеспечения включает в себя танк для холодной среды, нагнетатель холодной среды, содержащий канал управления, входное устье, соединённое с танком холодной среды, и выходное устье, распределительный коллектор холодной среды, содержащий входное устье, соединённое с выходным устьем нагнетателя холодной среды, и выходные устья, соединённые с соплами охлаждения внешней поверхности объекта испытаний, блок управления содержит включающий в себя таймер длительности времени нагрева внешней поверхности объекта испытаний, таймер длительности времени охлаждения внешней поверхности объекта испытаний таймер циклов испытаний, снабжённый выходными каналами, один из выходных каналов которого соединён с каналом управления нагнетателя холодной среды, один из выходных каналов которого соединён с блоком нагрева внешней поверхности объекта испытаний.
Задача решается тем, что блок нагрева внутренней поверхности объекта испытаний (изделия) и блок нагрева внешней поверхности объекта испытаний (изделия) образованы электрическим термоизлучателем, расположенным внутри объекта испытаний (изделия), температура холодной среды, расположенной в танке холодной среды, лежит в пределах от 0 до плюс 5 град. по шкале Цельсия.
При этом, электрический термоизлучатель может быть образован или штатным, для объекта испытания (изделия), источником света, или электрическим термоизлучателем, в качестве холодной среды может быть использована водносолевая или, преимущественно, водноспиртовая смесь с температурой замерзания ниже минус 1 град. по шкале Цельсия.
Полезная модель поясняется рисунком Фиг.1, где изображена блок схема стенда для испытаний светоизлучающих устройств транспортных средств.
Полезная модель реализована в стенде включающем в себя установочную базу (не показана) с выполненным в базе посадочным местом для объекта 1 испытаний, сменный полый объект 1 испытаний (изделие), установленный в посадочном месте базы, блок температурного воздействия, блок обеспечения и блок управления.
Установочная база (не показана) выполнена в виде детали, обеспечивающей пространственное расположение объекта 1 испытаний в соответствие с предусмотренным конструкцией рабочим положением.
Объект 1 испытаний (изделие) представлен, в частности, противотуманной фарой, содержащей неподвижно соединённые корпус, отражатель, рассеиватель и установочное гнездо источника света (не показаны).
Блок температурного воздействия, образован блоком нагрева внутренней поверхности объекта испытаний, блоком нагрева внешней поверхности объекта испытаний, блоком охлаждения внешней поверхности объекта испытаний.
Блок нагрева внутренней поверхности объекта испытаний и блок нагрева внешней поверхности объекта испытаний образованы электрическим термоизлучателем 2, расположенным внутри объекта 1 испытаний. В качестве электрического термоизлучателя 2 использован расположенный в установочном гнезде (не показано) противотуманной фары (объекта испытаний 1) штатный, для испытываемой противотуманной фары, источник света или термоэлектрический нагреватель (ТЭН), теплотехнические характеристики которого сравнимы с аналогичными характеристиками штатного источника света.
Блок охлаждения внешней поверхности объекта испытаний образован расположенными на небольшом удалении от внешней поверхности рассеивателя (не показан) объекта 1 испытаний, распределёнными над поверхностью рассеивателя (не показан) объекта 1 испытаний соплами 3 охлаждения внешней поверхности объекта испытаний. При этом, сопла 3 охлаждения внешней поверхности объекта 1 испытаний образованы выходными устьями жиклеров омывателя ветрового стекла 2110-5208060 для автомобилей семейства LADA 110.
Блок обеспечения включает в себя источник электрического питания 4, танк 5 холодной среды, нагнетатель 6 холодной среды, а также распределительный коллектор 7 холодной среды, содержащий входное 8 и выходные 9 (по числу сопел 3) устья. Танк 5 холодной среды, заполнен водно спиртовой смесью с температурой от 0 до плюс 5 град. по шкале Цельсия. Нагнетатель 6 холодной среды выполнен в виде динамического насоса, содержащего канал управления 10, входное (не показано) и выходное 11 устья. Входное устье (не показано) нагнетателя 6 холодной среды расположено в полости танка 5 холодной среды.
Выходное устье 11 нагнетателя 6 холодной среды соединено с входным устьем 8 распределительного коллектора 7 холодной среды. Выходные устья 9 распределительного коллектора 7 соединены с соплами охлаждения 3 внешней поверхности объекта 1 испытаний. При этом, производительность блока охлаждения внешней поверхности объекта испытаний (изделия) и блока обеспечения, выбраны из условия максимально возможной скорости снижения температуры омываемой холодной средой части внешней поверхности объекта 1 испытаний.
Блок управления включает в себя гальванически связанный с источником электрического питания 4 таймер 12 циклов испытаний, образованный таймером длительности времени нагрева внешней поверхности объекта 1 испытаний, содержащим выходной канал 13, и таймером длительности времени охлаждения внешней поверхности объекта 1 испытаний, содержащим электронную схему управления и выходной канал 14. При этом, выходной канал 14 таймера длительности времени охлаждения внешней поверхности объекта 1 испытаний соединён с каналом 10 управления нагнетателя 6 холодной среды, выходной канал 13 таймера длительности времени нагрева внешней поверхности объекта 1 испытаний соединён с электрическим термоизлучателем 2 блоков нагрева внутренней и внешней поверхностей объекта 1 испытаний.
Полезная модель работает следующим образом:
В начальный момент времени на соединённом с электрическим термоизлучателем 2 выходном канале 13 таймера 12 циклов испытаний формируется сигнал включения электрического термоизлучателя блоков нагрева внутренней и внешней поверхностей объекта 1 испытаний. При этом, интервал времени работы электрического термоизлучателя 2 равен интервалу времени стабилизации температуры на внешней поверхности объекта 1 испытаний (изделия) при заданной условиями испытаний температуре окружающей объект 1 испытаний среды. После истечения заданного таймером циклов испытаний интервала времени работы электрического термоизлучателя на соединённом с каналом управления 10 нагнетателя 6 выходном канале 14 таймера 12 циклов испытаний формируется сигнал включения нагнетателя 6. Холодная среда из танка 5 через выходное устье 11 нагнетателя 6, входное устье 8 и выходные устья 9 распределительного коллектора 7 холодной среды поступает к соплам 3 охлаждения внешней поверхности объекта 1 испытаний и
разбрызгивается по поверхности рассеивателя (не показан) объекта 1 испытаний. При этом, интервал времени работы блока охлаждения равен времени реализации максимальных внутренних напряжений в материале и/или конструкции объекта испытаний. Учитывая, что вода обладает высокой теплоёмкостью, нагнетатель 6, распределительный коллектор 7 и сопла 3 обеспечивают постоянный подвод свежей холодной среды, сопла 3 обеспечивают струйно-аэрозольное распыление холодной среды, способствующие более высокой скорости испарения холодной (орошающей) среды с орошаемой (нагретой) поверхности объекта 1 испытаний, происходит быстрое охлаждение орошаемой части внешней поверхности объекта 1 испытаний. Объект 1 испытаний подвергается термическому стрессу, в конструкции возникают обусловленные разницей температур напряжения. После завершения заданного условиями испытаний цикла таймер 12 циклов испытаний прекращает формирование сигналов включения электрического термоизлучателя 2 и нагнетателя 6. Объект испытаний подвергают внешнему осмотру и принимают решение о возможности дальнейшего использования.
Стенд по полезной модели позволяет производить максимально приближенные к реальным условиям эксплуатации термошоковые испытания свето и термоизлучающих изделий на прочность.