一种用于养护水泥胶砂试体的人工气候试验箱的制作方法

1.本实用新型涉及一种用于养护水泥胶砂试体的人工气候试验箱。


背景技术：

2.满足jc/t959
‑
2005《水泥胶砂试体养护箱》建材行业标准的技术要求和检验方法的设备是一种人工气候试验箱，其主要功能是能使箱内每一区域的人工气候符合gb/t17671
‑
1999《水泥胶砂强度检验方法(iso法)》对养护温湿度的要求，并且精度高于要求值，其可控制的温度为20
±
0.3℃、湿度为＞90％
±
2％。
3.目前市场上相关养护箱都存在以下缺陷：1、箱内温湿度不均匀；2、箱内温度过冷过热冲击较大，需要制冷制热元器件不间断的工作，这样不但会对水泥胶砂试体的物理性能产生很大的影响，同时也大大的消耗了能源；3、湿度控制不精确且雾化颗粒较大，严重存在结露滴水的现象，严重影响水泥胶砂试体后期的试验性能；4、门体机构不合理导致开关门时内外温湿度交换严重，初期试验环境实际是不合格的；5、不具备自动控制、远程操控、数据存储记忆的能力；6、设备加湿不具备自动加水功能，容易导致设备损坏或不工作，导致资源浪费并且增加了人工成本。


技术实现要素：

4.针对上述突出问题，本实用新型提供一种用于养护水泥胶砂试体的人工气候试验箱，该试验箱控制精准，而且能够提供环境稳定的人工气候，采用自动化、智能化、人性化、环保化的设计理念，不但提高了试验的准确度也节省了劳动成本。
5.为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：
6.一种用于养护水泥胶砂试体的人工气候试验箱，包括：
7.试验箱壳体；
8.控制面板，所述控制面板设置于所述试验箱壳体的上端，用于控制试验箱的运行；
9.恒温恒湿部件，所述恒温恒湿部件设置于所述试验箱壳体的下端，用于为所述试验箱提供恒温恒湿的环境；
10.试件养护部件，所述试件养护部件设置于所述控制面板和所述恒温恒湿部件之间，用于测试试件。
11.所述的人工气候试验箱，优选地，所述试件养护部件包括若干电动篦子联动门，所述电动篦子联动门为抽屉式联动门。
12.所述的人工气候试验箱，优选地，所述电动篦子联动门包括保温门体、保温门框、篦子、连接轴和电动推杆，所述保温门体与所述保温门框活动密封连接，所述保温门体通过连接耳子与所述连接轴活动连接，所述连接轴上设置有滑槽，所述篦子通过滑轨与所述连接轴上的滑槽滑动连接，所述电动推杆套设在所述连接轴远离所述保温门体的一端，用于将所述篦子推送到所述保温门体的外部。
13.所述的人工气候试验箱，优选地，所述连接轴包括连接柱销以及外径均相同的篦
子用管、连接管、柱销套管和推杆运动杆，所述篦子用管与所述连接管的第一端通过法兰螺栓固定连接，所述连接柱销的第一端通过连接管套活动连接在所述连接管的第二端的内部，所述柱销套管通过顶丝套设在所述连接柱销的外壁上，所述连接柱销的第二端与所述推杆运动杆固定连接。
14.所述的人工气候试验箱，优选地，还包括九字硅胶条和磁性密封条，所述九字硅胶条设置在所述保温门框上，用于将所述电动篦子联动门内部的温湿度环境密封防止外泄，所述磁性密封条设置在所述保温门体上，用于防止外界温湿度的入侵。
15.所述的人工气候试验箱，优选地，所述恒温恒湿部件包括换热室，所述换热室包括表冷器、电动三通球阀、液体加热器、循环水泵和冷水箱，所述表冷器的出口与所述电动三通球阀的入口连接，所述电动三通球阀的第一出口与所述冷水箱的入口连接，所述电动三通球阀的第二出口与所述循环水泵的输入端连接，所述冷水箱的出口与所述循环水泵的输入端连接，所述循环水泵的输出端与所述液体加热器的入口连接，所述液体加热器的出口与所述表冷器的入口连接。
16.所述的人工气候试验箱，优选地，所述恒温恒湿部件还包括雾化加湿室，所述雾化加湿室包括纯净水容器、加水水泵、储水箱、一号雾化箱和二号雾化箱，所述纯净水容器的出口与所述加水水泵的输入端连接，所述加水水泵的输出端与所述储水箱的入口连接，所述储水箱的出口通过进水管路分别与所述一号雾化箱和所述二号雾化箱的入口连接，所述一号雾化箱和所述二号雾化箱的出口通过气路管路与所述试件养护部件的入口连接。
17.所述的人工气候试验箱，优选地，还包括并列设置的左侧风道、右侧风道和中心风道，所述左侧风道和所述右侧风道分别设置在所述试验箱壳体的两侧壁上，所述左侧风道内设置有a向恒流风机和所述雾化加湿室，所述右侧风道内设置有b向恒流风机和所述雾化加湿室，所述中心风道的出风口设置有所述换热室。
18.所述的人工气候试验箱，优选地，所述冷水箱内设置有机械补水阀、冷水传感器和制冷管，所述表冷器与所述电动三通球阀相连接的管道上设置有管道温度传感器。
19.所述的人工气候试验箱，优选地，所述一号雾化箱和所述二号雾化箱均由雾化单元组成，所述雾化单元包括吸水棉棒、雾化片安装套、微孔雾化片和雾化片压紧母，所述微孔雾化片通过所述雾化片安装套和雾化片压紧母固定在所述吸水棉棒上，所述雾化片安装套上均匀分布有平衡孔。
20.所述的人工气候试验箱，优选地，所述储水箱上还设置有水桶非接触高液位传感器和水桶非接触低液位传感器，所述一号雾化箱和所述二号雾化箱内设置有潜水灯。
21.所述的人工气候试验箱，优选地，所述纯净水容器和所述加水水泵相连接的管道上设置有加水电动球阀，所述储水箱与所述二号雾化箱相连接的管道上设置有补水电动球阀。
22.所述的人工气候试验箱，优选地，所述一号雾化箱和所述二号雾化箱上均设置有u型溢水管。
23.本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
24.1、本实用新型装置比常规设备控制精度高，养护环境稳定可靠，无过冷过热的冲击，可提供精准湿度环境并无结露，大量的节约能源。
25.2、本实用新型装置内部合理的风道设计使其温湿度非常均匀，而且可以根据外界
环境和内部环境的变化自动调节设备参数以达到试验要求的环境，还采用了遥控及语音控制电动篦子联动门的开启与关闭，方便实验员安放试块的人性化设计。
26.3、本实用新型设备可应用于水泥企业、建工企业、检验机构、科研所及高级院校等相关行业的水泥胶砂实验室和其他产品相关环境需求的单位和个人。
附图说明
27.图1是本实用新型装置的整体结构示意图；
28.图2a是电动篦子联动门闭合时的结构示意图，图2b是电动篦子联动门开启时的结构示意图；
29.图3是电动篦子联动门中连接轴的结构示意图；
30.图4是电动篦子联动门在推拉过程中受力点和推动点的结构示意图；
31.图5是恒温恒湿部件中换热室的结构示意图；
32.图6是恒温恒湿部件中雾化加湿室的结构示意图；
33.图7是雾化加湿室中雾化单元的结构示意图；
34.图8是本实用新型装置中风道的设计结构示意图；
35.图中各标记如下：
[0036]1‑
试验箱壳体；2
‑
恒温恒湿部件，21
‑
表冷器，22
‑
电动三通球阀，23
‑
管道温度传感器，24
‑
液体加热器，25
‑
循环水泵，26
‑
机械补水阀，27
‑
冷水传感器，28
‑
制冷管，29
‑
冷水箱，210
‑
保温管道，211
‑
纯净水容器，212
‑
加水电动球阀，213
‑
加水水泵，214
‑
储水箱，215
‑
水桶非接触高液位传感器，216
‑
水桶非接触低液位传感器，217
‑
气路管路，218
‑
u型溢水管，219
‑
一号雾化箱，220
‑
雾化单元，2201
‑
吸水棉棒，2202
‑
雾化片安装套，2203
‑
微孔雾化片，2204
‑
雾化片压紧母，2205
‑
平衡孔，221
‑
防护非接触液位传感器，222
‑
玻璃视窗，223
‑
进水管路，224
‑
二号雾化箱，225
‑
潜水灯，226
‑
补水电动球阀；3
‑
试件养护部件；4
‑
控制面板，41
‑
缺水指示灯，42
‑
加水开关，43
‑
运行指示灯，44
‑
加水开关，45
‑
触摸控制屏，46
‑
usb数据接口；5
‑
遥控开关；6
‑
电动篦子联动门，61
‑
保温门体，62
‑
保温门框，63
‑
连接耳子，64
‑
滑轨，65
‑
篦子，66
‑
密封套，67
‑
连接轴，671
‑
篦子用管，672
‑
连接管，673
‑
连接管套，674连接柱销，675
‑
顶丝，676
‑
柱销套管，677
‑
推杆运动杆，68
‑
电动推杆，69
‑
可调安装座，610
‑
九字硅胶条，611
‑
磁性密封条；7
‑
滑轮；8
‑
a向恒流风机；9
‑
b向恒流风机；10
‑
左侧风道；11
‑
右侧风道；12
‑
中心风道；13
‑
防水高温温湿度探头。
具体实施方式
[0037]
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0038]
除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而
不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0039]
如图1所示，本具体实施方式涉及一种用于养护水泥胶砂试体的人工气候试验箱，包括：
[0040]
试验箱壳体1；
[0041]
控制面板4，控制面板4设置于试验箱壳体1的上端，用于控制试验箱的运行；
[0042]
恒温恒湿部件2，恒温恒湿部件2设置于试验箱壳体1的下端，用于为试验箱提供恒温恒湿的环境；
[0043]
试件养护部件3，试件养护部件3设置于控制面板4和恒温恒湿部件2之间，用于测试试件。
[0044]
本具体实施方式中，优选地，试件养护部件3包括6个电动篦子联动门6，电动篦子联动门6为抽屉式联动门，每个门内部可安放6个试模，本机共计可安放36个试模以满足生产需求。本机整体区域的人性化设计理念是保证1号门人工放试模不太高、6号门放试模不能太低。
[0045]
此外观的另一个设计目的是保证单个门开启时减小内外环境的温湿度交换，保证内部环境的稳定性。因为正常生产时每一个试模的放入和拿出均需要开一次门，目前市场上类似产品的门都是一整扇或两扇门，在开门的瞬间由于内外环境的差别，温湿度损失较大、放入试模后短期箱内环境是不标准的，并且还需要快速的制冷、加热和加湿，浪费能源。
[0046]
本实用新型设计的门体采用电动式，可通过遥控和语音以及手机远程操控。
[0047]
本实用新型的试验箱采用7寸液晶触摸屏进行操控，画面清楚直观、反应速度快人机交流方便，并且可根据外界环境和内部环境的变化自动调节设备参数达到试验要求的功能，本机还设有箱内温湿度实时监测、内部设备使用情况实时监测、数据储存记录(分有表格记录和曲线记录)和下载、远程操控与监测。
[0048]
如图2a、2b所示，电动篦子联动门6包括保温门体61、保温门框62、篦子65、连接轴67和电动推杆68，保温门体61与保温门框62活动密封连接，保温门体61通过连接耳子63与连接轴67活动连接，连接轴67上设置有滑槽，篦子65通过滑轨64与连接轴67上的滑槽滑动连接，电动推杆68套设在连接轴67远离保温门体61的一端，用于将篦子65推送到保温门体61的外部。
[0049]
本具体实施方式中，优选地，还包括九字硅胶条610和磁性密封条611，九字硅胶条610设置在保温门框62上，用于将电动篦子联动门6内部的温湿度环境密封防止外泄，磁性密封条611设置在保温门体61上，用于防止外界温湿度的入侵。
[0050]
此部分的设计原理采用的是摇杆滑块平面四连杆机构，根据机构的使用生产环境选用合理，因为该设备主体大部分是钣金结构连接误差较大并且误差不可控制，同时此部位的使用环境是湿度大于90％的高湿环境，所以不适合选用精密的连接结构。此部分的动作原理是：电动推杆68作为动力部分将运动传递给篦子65，再通过连接耳子63将保温门体61打开，其间将电动推杆68的滑移运动转化为保温门体61的转动，在打开保温门体61同时亦将篦子65推送到设备外部方便安放试模，设计初期可根据试件的空间大小选用合适型号
的电动推杆68以实现理想的运动动作(可调安装座69根据安装误差立体三轴可调)。
[0051]
密封套部分的密封采用v型组合橡胶密封圈，优点是：第一、密封圈的组合选用可以保证杆在伸缩方向的同轴度；第二、橡胶材质有一定的弹性可以减小一定的装配误差；第三、v型组合的选用可以根据压缩端面松紧调整合适的密封性。
[0052]
此部分设计的另一个优点就是双重密封，内部九字硅胶条610的密封作用可将内部的温湿度环境密封住，防止外泄，外部磁性密封条611的作用可以将外界温湿度环境密封住，防止外界温湿度的入侵，此双重防护加上主箱体的有效保温可以将内部温湿度长期稳定在需要的特定值上，有效的节约了部分能源。
[0053]
如图3所示，连接轴67包括连接柱销674以及外径均相同的篦子用管671、连接管672、柱销套管676和推杆运动杆677，篦子用管671与连接管672的第一端通过法兰螺栓固定连接，连接柱销674的第一端通过连接管套673活动连接在连接管672的第二端的内部，柱销套管676通过顶丝675套设在连接柱销674的外壁上，连接柱销674的第二端与推杆运动杆677固定连接。
[0054]
此部分的设计首先要保证杆体的整体外圆一致，方便此部分在密封部分伸缩时不受阻，并根据此杆的受力方式为伸长时为推力，收缩时是拉力，同时还要有效的将篦子65和推杆运动杆677连接在一起。具体设计如下：将篦子用管671和连接管672通过法兰螺栓固定在一起并将连接管672伸出箱体外，利用连接管套673将连接柱销674固定在连接管672内部，前提是保证连接柱销674能有效的转动，再将柱销套管676通过顶丝675固定在连接柱销674上，通过将连接柱销674和柱销套管676旋转将连接柱销674末端的螺纹旋合进推杆运动杆677并将其固定。伸缩运动时推杆运动杆677将其力传输给柱销套管676然后将力传输给篦子用管671并将其推动，收缩运动时推杆运动杆677将其力传输给连接柱销764并将篦子65拉回。
[0055]
如图5所示，恒温恒湿部件2包括换热室，换热室包括表冷器21、电动三通球阀22、液体加热器24、循环水泵25和冷水箱29，表冷器21的出口与电动三通球阀22的入口连接，电动三通球阀22的第一出口与冷水箱29的入口连接，电动三通球阀22的第二出口与循环水泵25的输入端连接，冷水箱29的出口与循环水泵25的输入端连接，循环水泵25的输出端与液体加热器24的入口连接，液体加热器24的出口与表冷器21的入口连接。
[0056]
本具体实施方式中，优选地，冷水箱29内设置有机械补水阀26、冷水传感器27和制冷管28，表冷器21与电动三通球阀22相连接的管道上设置有管道温度传感器23。
[0057]
此部分的设计是通过水换热的方式将冷量和热量传递到箱体内部，这样的好处是避免了箱内直接加热、制冷的冲击。并且此部分可根据外界环境和内部环境的变化自动调节设备参数达到快速稳定恒温的目的。其基本操作流程是：箱内温度如果高于设定值，此时根据温差大小设定参数调节冷水箱29内的冷水温度，循环水泵25循环冷水给表冷器21将冷量传递给箱内；箱内温度如果低于设定值，此时根据温差大小设定参数调节管道温度，循环热水给表冷器21将热量传递给箱内。具体步骤为：首先将机械补水阀26连接自来水将冷水箱29和管道填充满水，到位后自动停止，制冷时循环水泵25工作循环恒定温度冷水箱29的水，加热室循环水泵25工作、液体加热器24工作、电动三通球阀22工作加热保温管道内部和表冷器21内部的水，表冷器21保证表面积足够大但内部管道填充水的体积较小，以保证制冷加热快速转换。
[0058]
如图6、7所示，恒温恒湿部件2还包括雾化加湿室，雾化加湿室包括纯净水容器211、加水水泵213、储水箱214、一号雾化箱219和二号雾化箱224，纯净水容器211的出口与加水水泵213的输入端连接，加水水泵213的输出端与储水箱214的入口连接，储水箱214的出口通过进水管路223分别与一号雾化箱219和二号雾化箱224的入口连接，一号雾化箱219和二号雾化箱224的出口通过气路管路217与试件养护部件3的入口连接。
[0059]
本具体实施方式中，优选地，一号雾化箱219和二号雾化箱224均由雾化单元220组成，雾化单元220包括吸水棉棒2201、雾化片安装套2202、微孔雾化片2203和雾化片压紧母2204，微孔雾化片2203通过雾化片安装套2202和雾化片压紧母2204固定在吸水棉棒2201上，雾化片安装套2202上均匀分布有平衡孔2205。
[0060]
雾化加湿的基本操作流程：设备起初时，储水箱214没有水设备开始报警，此时将加水管路放到存有纯净水容器211内，打开设备上端的加水开关，加水电动球阀212打开，补水电动球阀226关闭，加水水泵213开始工作将纯净水容器211内的水加到储水箱214内直至加到水桶非接触高液位传感器215处，此时加水电动球阀212关闭，补水开关打开，加水水泵213停止工作，报警停止，加水流程完成补水流程开始。
[0061]
密封pc储水箱214的水开始通过重力流入一号雾化箱219和二号雾化箱224直至水位堵住储水箱214的进气端(前提水箱高度务必高于雾化箱)，因密封pc储水箱214的体积恒定不变，理论上有多少体积的水流出就有多少体积的气体进入的原理，当储水箱214进气端被堵住时其进水管路被堵住停止补水。防护非接触液位传感器的作用是当气路出现意外漏气时及时关闭补水电动阀226，停止补水从而不影响设备正常使用作为应急保护。
[0062]
两个雾化箱的联通管路串联的u型管原理使其两个雾化箱的水位保持一致，实时通过打开光照开关检查内部雾化情况。
[0063]
u型溢水管218的使用分两种情况：第一气路管路意外漏气为防止淹没雾化单元220使多余的水溢出雾化箱外，第二在正常情况下使用由于储水箱214内空气的体积有可压缩性随着空气体积的增加内部存在一定量的负压，进气管道就会存有一段水柱(负压抽进的)，由于u型溢流管218的存在，在正常使用的情况下不会导致负压引起的水柱流出箱外，进而防止储水箱214剩余的水流出箱外，同时u型溢水管218的水可以起到隔绝外界空气的作用。
[0064]
雾化单元220的设计：微孔雾化片2203的使用，第一由于吸水棉2201的作用对水位要求不严格；第二雾化颗粒精，细约在5μm左右，不但容易控制湿度的精度还不易结露，大大的节约了水资源。平衡孔2205的作用是防止雾化片工作时压力失衡影响正常工作。
[0065]
如图8所示，还包括并列设置的左侧风道10、右侧风道11和中心风道12，左侧风道10和右侧风道11分别设置在试验箱壳体1的两侧壁上，左侧风道10内设置有a向恒流风机8和雾化加湿室，右侧风道11内设置有b向恒流风机9和雾化加湿室，中心风道12的出风口设置有换热室。
[0066]
试验区域温湿度均匀的原因是风机带出的温度和湿度均匀的分散到舱体内部，通过上述风道的设计，使舱体每一点得到的温湿度是一样的。
[0067]
本实用新型的装置采用7寸液晶屏显示，plc编程自动化控制，实时数值显示和曲线显示温湿度数值并可进行数据记录保存和导出(通过usb通讯口)，还可进行温湿度值的设定，并通过高级参数数值设定及根据外界环境与箱体内部环境的变化可自动计算、修正
数值参数，从而控制设备达到用户需要的恒定试验环境。屏幕上实时显示各个部件的工作状态以及实时的试验时间，并可根据使用要求手动开启。本实用新型装置还增加了远程控制、遥控控制及人性化的语音控制功能。
[0068]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。