ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА
TESTING UNIT

Изобретение относится к испытательным установкам тепла - холода и предназначено для испытаний изделий в воздушной среде. Наиболее эффективно изобретение при проведении температурных циклических испытаний тепло - холод в воздухе.
Известны термоэлектрические установки нагрева и охлаждения для испытаний изделий в воздушной среде, например, по патенту РФ № 2129745 H01L 35/28, F25В 21/02, G01N 30/02, (опубликовано 27.04.1999 г.) или по патенту РФ № 2400723 G01M 19/00, G01N 25/00 (опубликовано 27.09.2010 г.). Известные испытательные установки содержат теплоизолированную камеру постоянного объема для размещения испытуемого изделия, в которой установлены системы охлаждения и нагревания и вентилятор, а также датчики температурных параметров воздушной среды в камере. Недостатком этих конструкций является большая продолжительность переходных периодов достижения требуемой температуры воздушной среды, при которой начинается отсчет времени испытаний изделия.
Частичное устранение этого недостатка достигнуто в конструкции испытательной камеры по патенту РФ № 2399902 G01M 19/00, G01N 25/00 (опубликовано 20.09.2010 г.), которая выбрана за прототип. Испытательная камера содержит теплоизолированный корпус с дверью для загрузки испытуемого объекта, расположенные в корпусе камеры датчики параметров испытуемого объекта, систему охлаждения и нагревания, вентилятор, а также теплоизолирующую перегородку, установленную с возможностью перемещения внутри камеры.
Испытуемый объект устанавливается в камеру через имеющуюся теплоизолированную дверь как можно ближе к системам охлаждения, нагревания и вентилятора, которые размещаются в камере по одну сторону от перемещаемой перегородки. Саму перегородку устанавливают как можно ближе к испытуемому объекту, устанавливают уплотнения между перегородкой и внутренней поверхностью камеры. Тем самым уменьшают внутренний воздушный объем, в котором необходимо достичь нужной для испытания температуры. При самом простом режиме испытаний, например, выдерживание испытуемого изделия при постоянной положительной или отрицательной температуре воздушной среды заданное время установка работает следующим образом. Включается система нагревания или охлаждения. Воздух в замкнутом объеме камеры начинает нагреваться или охлаждаться в зависимости от режима. Постепенно нагревается или охлаждается и испытуемый объект до нужной температуры, одновременно охлаждая или нагревая воздух вокруг себя. Этот процесс теплообмена несколько ускоряет вентилятор, но все равно в данной конструкции испытательной камеры переходный процесс достижения в камере воздушного объема постоянной требуемой температуры достаточно длителен. Только после того как закончится переходной процесс и температура воздушного объема достигнет требуемого значения начинается отсчет времени испытания объекта. Если же необходим более сложный процесс температурного воздействия воздушной среды на объект, например, по изменяющемуся температурному закону, то вынужденное и не запланированное нахождение объекта испытаний в воздухе с температурой, не предусмотренной графиком испытаний, еще более увеличивается. Это вносит погрешность в условия проведения испытаний.
Целью настоящего изобретения является повышение точности проведения термодинамических испытаний изделий.
Техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение воздействия на испытуемый объект воздушной среды требуемой температуры по требуемому временному графику.
Технический результат заявленного изобретения достигается тем, что в испытательной установке, содержащей камеру с узлами для установки испытуемого объекта и вентилятор, воздушные системы нагревания и охлаждения с регуляторами температуры и датчиками температурных параметров генерируемого воздуха и блок управления, системы нагревания и охлаждения размещены вне камеры в отдельных корпусах с окнами для забора атмосферного воздуха. Сама камера выполнена в виде цилиндрической оболочки, где узлы установки испытуемого объекта обеспечивают его осесимметричное расположение в камере, один торец которой открыт, а на другом установлен приточный вентилятор, обеспечивающий засасывание воздуха внутрь оболочки через открытый торец и его прохождение вдоль объекта испытания и выброс за вентилятор из камеры. Камера расположена на подвижной тележке с электроприводом, управляемым дистанционно через блок управления и обеспечивающим в процессе движения камеры ее стыковку открытым торцом с выходным окном системы нагревания. Система охлаждения оснащена гибким воздуховодом, соединенным с дистанционно управляемым посредством блока управления электроприводом, обеспечивающим совмещение или расстыковку патрубка системы охлаждения с открытым торцом камеры. При этом воздушные системы нагревания и охлаждения имеют производительность генерирования воздуха с заданной температурой равную производительности вытяжной системы камеры.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного решения позволили установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков решения, позволили выявить совокупность существенных отличительных признаков в заявляемом объекте по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, изобретение соответствует требованию «Новизна» согласно действующему законодательству.
Конструкция установки показана на фигуре. Установка включает камеру 1 с размещенным в ней на узлах установки испытуемым объектом 10 и приточный вентилятор 9. Камера расположена на подвижной тележке 5 с электроприводом 6. Система охлаждения 3 с гибким воздуховодом 7, оснащенным электроприводом 8 и система нагревания 2 расположены вне камеры в отдельных корпусах. Системы охлаждения и нагревания, электроприводы и вентилятор соединены электрической сетью с блоком управления 4.
Установка работает следующим образом. В блок управления заносится информация по условиям термических испытаний объекта на воздухе, например, воздействие на объект горячего воздуха с температурой 100°С в течение 5 минут, затем воздействие на объект холодного воздуха с температурой минус 10°С в течение 5 минут с последующей проверкой его работоспособности. В системы нагревания и охлаждения через блок управления заносится информация на генерирование воздуха требуемой температуры. Испытуемый объект размещается в камере на узлах установки осесимметрично, что обеспечивает равномерный подвод воздуха ко всей поверхности объекта испытаний. Включается привод подвижной тележки, который стыкует открытый торец камеры с выходным окном системы нагрева. Включается приточный вентилятор камеры, который прогоняет горячий воздух из нагревательной системы через испытуемый объект. Горячий воздух заданной температуры в 100°С воздействует на испытуемый объект и далее как отработанное рабочее тело выбрасывается из камеры. Через запланируемое время привод тележки с камерой отводит камеру от системы нагрева, одновременно с этим привод гибкого воздуховода системы охлаждения стыкует патрубок воздуховода с освободившимся открытым торцом камеры. В камеру поступает холодный воздух с заданной температурой минус 10°С в течение заданного времени 5 минут, воздействуя на испытуемый объект в процессе продольного движения по камере, и выбрасывается из камеры как отработанный. Равенство производительности вытяжной системы камеры с производительностью генерирования горячего или холодного воздуха систем нагревания и охлаждения обеспечивает поступление в камеру воздуха только с заданными температурными параметрами. В процессе работы посредством датчиков температуры систем нагревания и охлаждения на блоке управления постоянно контролируется температура поступаемого в камеру воздуха.
Таким образом, на объект испытаний все заданное время воздействует воздух только заданной температуры, что повышает точность проведения испытаний и сокращает время проведения.
Предприятие АО «ГосНИИмашиностроения» разработало и изготовило испытательную установку данной конструкции. Предварительные испытания показали работоспособность и эффективность работы данной установки даже при реализации сложных циклических температурных режимах воздействия на объект.
Как следует из вышеизложенного, технический результат, т.е. обеспечение воздействия на испытуемый объект воздушной среды требуемой температуры по требуемому временному графику обеспечивается только при взаимодействии всех существенных признаков заявляемой конструкции.