一种大型综合环境模拟试验装置

摘要

一种大型综合环境模拟实验装置，由高温舱、温压舱、空气制冷系统、真空系统、快速转换轨道车组及远距离测控系统组成；其中高温舱及温压舱采用门对门平行布置方式，两舱间设置快速转换轨道车组负责被试件在两舱间快速转换，空气制冷系统及真空系统分别负责为温压舱提供冷量及降低温压舱内压力，温压舱为内保温承压箱体结构，并包含舱内及冷板两套循环换热系统，分别用于常压和低气压下温度模拟。该装置集常压低温、常压高温、低气压(高度)、温度－高度试验及温度冲击等五项常规环境模拟试验功能于一体，且温压舱和高温舱有效试验容积高达5m×2m×2m。装置采用空气制冷方式，设备简单、能效高，尤其适用于拥有高压干燥气源场所。

主权项

1、一种大型综合环境模拟试验装置，其特征在于：该装置包括有一个高温舱(D)、一套空气制冷系统(A)、一套真空系统(B)、一套远距离测控系统(F)、一个温压舱(C)及一套快速转换轨道车组(E)；该快速转换轨道车组(E)设置在高温舱(D)与温压舱(C)的两舱间地面上，该轨道车组负责将被试件(26)在温压舱(C)及高温舱(D)两舱环境间的快速转换；温压舱(C)可同时提供高、低温及低气压环境模拟，高温舱(D)可提供常压高温环境模拟，两舱共同作用实现温度冲击环境模拟；该真空系统(B)负责温压舱(C)舱内低气压环境模拟；空气制冷系统(A)负责为温压舱(C)低温环境模拟提供冷量，并具有两套供气/回气管道，分别与温压舱(C)舱内循环系统和冷板循环系统相连，满足常压和低气压两种情况下低温环境模拟需要；两舱常压高温环境模拟均采用循环风道(602)内设置电加热器(603)和离心风机(604)，并配合孔板上送风方式实现，而温压舱内低气压高温环境模拟时，主要依靠舱内冷板换热结构(34)上硅胶电加热带(45)以辐射换热方式维持；所有测控信号线均与远距离测控系统(F)相连进而实现远距离测控功能；该温压舱(C)为箱体结构，具有一舱体(31)和一舱门(28)，该舱体(31)由大型钢材及槽钢加强筋加工制造成箱体结构，并在与舱门(28)对接端面与大法兰焊接形成圆形端口；舱门(28)则由大型钢板焊接成椭球型，并在与舱体对接端面与大法兰焊接，从而可利用舱门四周四个卡紧螺栓(41)与舱体(31)形成法兰对接方式，并依靠固定于舱体对接端面上的聚四氟乙烯密封圈(39)提高对接密封性；舱门(28)利用顶部轴承结构(30)悬挂于温压舱(C)的舱体(31)顶部导轨(40)上，可手动完成侧向快速开关过程；位于舱门(28)中心的观察窗(29)为多层抽真空玻璃结构；舱体(31)和舱门(28)均采用内保温结构(32)，以聚氨酯发泡方法形成，并在保温层舱内面铆以金属保护装饰板；该舱体(31)门口处悬挂PEF耐高低温门帘，该舱体(31)内上方设有带均匀孔板平衡腔(33)，该舱体(31)内后端设有循环风道(37)，该循环风道(37)内设有电加热器(35)、离心风机(36)，该舱体(31)内设有供试件小车(25)运行的温压舱内地板轨道(20)；该温压舱(C)内包括两套空气换热循环系统，一套为舱内循环系统，由带均匀孔板平衡腔结构(33)、循环风道(37)、离心风机(36)、电加热器(35)、舱体供气管法兰(17)及舱体回气管法兰(18)组成；其舱体供气管法兰(17)及舱体回气管法兰(18)分别以法兰连接方式与空气制冷系统(A)的舱体供气管道(09)和舱体回气管道(10)相连；该循环系统主要用于温压舱内常压高温环境模拟及常压低温环境模拟试验过程；另一套为冷板循环系统，由布置在温压舱内之顶部、底部及左、右两侧的四大块冷板换热结构(34)、冷板供气管法兰(19)和冷板回气管法兰(18)组成；其中每块冷板换热结构(34)又由1根进气汇总管(42)、20根并联支管(43)和1根回气汇总管(46)组成的管路系统与1块紫铜板(44)焊接而成，且紫铜板(44)上下方各支管间均匀粘贴有耐高低温环境的硅胶电加热带(45)，且每块冷板换热结构(34)的进气汇总管(42)和回气汇总管(46)穿过温压舱(C)舱壁后分别通过保温不锈钢波纹管(38)与空气制冷系统(A)的冷板总供气管道(11)和冷板总回气管道(08)以法兰方式连接，进而形成一个完全与舱内空气隔离的闭式循环系统，该循环系统主要用于温压舱内低气压环境下的高低温环境保持过程；该温压舱(C)舱体(31)通过舱体抽气管法兰(15)与真空系统(B)的抽气管道(14)相连，从而可以利用真空系统(B)实现舱内低气压环境模拟；该快速转换轨道车组(E)由温压舱(C)内地板轨道(20)、高温舱(D)内地板轨道(27)、高温舱(D)和温压舱(C)之间的地面轨道(21)、轨道车(22)、轨道车上方轨道(24)、调节螺栓(23)及试件小车(25)组成；在轨道车(22)下端设有四个轮子，轨道车(22)上方设有两条轨道车上方轨道(24)，该轨道车上方轨道(24)与轨道车(22)车体间以四个调节螺栓(23)进行连接，进而可调节该轨道车上方轨道(24)的垂直方向高度，保证其两端头部方形锥体可分别与温压舱(C)及高温舱(D)两舱内地板轨道(20)、(27)的头部的方形空心结构相对接；试件小车(25)上端平面供承载被试件(26)，下端设有四个轮子可在轨道车上方轨道(24)上运行，或在两舱内地板轨道(27)、(20)上快速滚动，从而连同被试件(26)一起完成两舱间快速转移过程。