一种基于制冷系统的高低温试验箱的制作方法

文档序号:15142689发布日期:2018-08-10 20:04阅读:192来源:国知局

本实用新型涉及试验设备技术领域,尤其涉及一种分区制冷和加热的高低温试验箱。



背景技术:

高低温试验箱主要用于工业产品高温、低温的可靠性试验。对电子电工、汽车工业、航空航天、船舶兵器、高等院校、科研单位等相关产品的零部件及材料在高温、低温环境下,检验其各项性能指标。

在申请号为201621161439.3的专利文件中公开了一种制冷系统工况更加稳定的高低温试验装置,其设置了第一级制冷系统、冷凝蒸发器CC和第二级制冷系统,经过毛细管变成低压低温的制冷剂液体直接回到压缩机的回气端,起到冷压缩机机头的作用;从油分离器OS出来的制冷剂除了一路流进冷凝蒸发器CC外,另一路经排气压力调节阀DRV控制进膨胀容器ET,起到平衡系统压力的作用;当系统在急剧降温阶段时,过大的冷量会引起系统冷量失控,通过热交换器HEX2平衡一部分冷量,降低压缩机负载,让制冷系统运行工况更加平稳。其只设置了一个蒸发器,制冷区的温度调节范围有限,当需要很低的试验温度时,满足不了要求。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种基于制冷系统的高低温试验箱,制冷系统包括第一级制冷系统和第二级制冷系统,第一级制冷系统中设置了第一蒸发器E1,第二级制冷系统中设置了第二蒸发器E2,第一级制冷系统和第二级制冷系统可以单独控制启动和停止,当只需要较小的制冷量时,可以只开启第一制冷系统,当需要较大的制冷量时,同时开启两个制冷系统,即扩大了适应的范围,又节约了能源,同时将试验箱设置成试验区、制冷区和加热区,制冷和加热响应速度快,互不干涉和影响,避免整个试验箱忽冷忽热,能大幅降低电能的消耗,节约能源。

为解决现有技术存在的问题,本实用新型的技术方案是:一种基于制冷系统的高低温试验箱,包括机架、安装箱、试验箱和制冷系统,试验箱设置在安装箱上,制冷系统设置在安装箱内,安装箱设置在机架上。制冷系统包括第一级制冷系统和第二级制冷系统,两个制冷系统可以单独控制启动和停止,根据需要选择合适的制冷系统,即扩大了适应的范围,又节约了能源。

第一级制冷系统包括第一级压缩机MC1、翅片式冷凝器CA、冷凝风机CAF、干燥过滤器RFD1、电磁阀YV2、电磁阀YV4.2、第一蒸发器E1和板式换热器CC,第一级压缩机MC1的输出端与翅片式冷凝器CA的输入端连接,翅片式冷凝器CA的输出端与干燥过滤器RFD1的输入端连接,干燥过滤器RFD1的一个输出端与电磁阀YV4.2、毛细管CT3和第一蒸发器E1相连后与第一级压缩机MC1的输入端连接,干燥过滤器RFD1的另一个输出端经过电磁阀YV2和板式换热器CC后与第一级压缩机MC1的输入端连接,冷凝风机CAF设置在翅片式冷凝器CA的旁边;往第一级压缩机MC1中注入冷媒,第一级压缩机MC1将冷媒压缩,冷凝风机CAF给翅片式冷凝器CA降温以降低冷媒的温度,干燥过滤器RFD1吸收过滤冷媒中的水气和杂质,毛细管CT3降低冷媒的压力,冷媒通过第一蒸发器E1与制冷区的空气热交换,达到降低制冷区温度的目的,第一级制冷系统为一个单独的制冷系统,可以在制冷区只需要较小制冷量的情况下开启,节约能源的消耗,另一路从干燥过滤器RFD1出来的冷媒经过板式换热器CC后回到第一级压缩机MC1,可以在试验箱需要较大制冷量时,冷却第二级制冷系统中的冷媒。

第二级制冷系统包括第二级压缩机MC2、干燥过滤器RFD2、电磁阀YV8.1、毛细管CT8.2和第二蒸发器E2,第二级压缩机MC2的输出端与板式换热器CC相连后与干燥过滤器RFD2的输入端连接,干燥过滤器RFD2的输出端与电磁阀YV8.1、毛细管CT8.2和第二蒸发器E2相连后与第二级压缩机MC2的输入端连接。往第二级压缩机MC2中注入冷媒,第二级压缩机MC2将冷媒压缩,板式换热器CC降低冷媒的温度,干燥过滤器RFD2吸收过滤冷媒中的水气和杂质,毛细管CT8.2降低冷媒的压力,冷媒通过第二蒸发器E2与制冷区的空气热交换后回到第二级压缩机MC2,达到降低制冷区温度的目的,第二级制冷系统在需要较大的制冷量时开启,以扩大试验箱的适应范围。

进一步的,第一制冷系统中干燥过滤器RFD1的第三输出端上连有电磁阀YV3和毛细管CT3,第三输出端经过电磁阀YV3和毛细管CT3后与第一级压缩机MC1的输入端连接,翅片式冷凝器CA的输出端与干燥过滤器RFD1的输入端之间还设有储液器SRT。干燥过滤器RFD1的第三输出端输出的冷媒经过毛细管CT3后回到第一级压缩机MC1,冷却第一级压缩机MC1,防止第一级压缩机MC1过热;储液器SRT能储存冷媒,平衡第一级制冷系统的压力。

进一步的,第二制冷系统中第二级压缩机MC2的输出端和板式换热器CC之间设有油分离器OS,油分离器OS的输出端通过毛细管CT10与第二级压缩机MC2连接,油分离器OS的另一个输出端还连有膨胀容器ET,膨胀容器ET的输出端通过毛细管CT9与第二级压缩机MC2的输入端连接;干燥过滤器RFD2的第二输出端上连有电磁阀YV8.2和毛细管CT8.1,电磁阀YV8.2和毛细管CT8.1与电磁阀YV8.1和毛细管CT8.2并联连接,干燥过滤器RFD2的第三输出端通过电磁阀YV7和毛细管CT7与第二级压缩机MC2的输入端连接。油分离器OS将第二级压缩机MC2排出的高压蒸汽中的润滑油进行分离,以保证装置安全高效地运行,膨胀容器ET平衡第二级制冷系统的压力,防止压力过高;电磁阀YV8.2和毛细管CT8.1与电磁阀YV8.1和毛细管CT8.2并联连接以更好地控制冷媒的压力和量;冷媒经过电磁阀YV7和毛细管CT7后回到第二级压缩机MC2,冷却第二级压缩机MC2,防止第二级压缩机MC2过热。

进一步的,所述试验箱内设置有第一隔板和第二隔板,第一隔板和第二隔板将试验箱分成了试验区、制冷区和加热区,试验区位于试验箱的前端,制冷区和加热区位于试验箱的后端,制冷区和加热区并排设置,在第一隔板上位于制冷区一侧设有冷风入口和冷风出口,在第一隔板上位于试验区内冷风入口周围设有第一自闭合挡板,在第一隔板上位于制冷区内冷风出口周围设有第二自闭合挡板,制冷区内位于冷风入口处设有第一风扇,第一蒸发器E1和第二蒸发器E2设在制冷区内;在第一隔板上位于加热区一侧设有热风入口和热风出口,在第一隔板上位于试验区内热风出口周围设有第三自闭合挡板,在第一隔板上位于加热区内热风出口周围设有第四自闭合挡板,加热区内位于热风入口处设有第二风扇,加热区内设有加热器。设置第一隔板和第二隔板将试验箱分成试验区、制冷区和加热区,分区制冷和加热,设置冷风入口、冷风出口、第一自闭合挡板和第二自闭合挡板,能在需要制冷时,启动第一风扇,冷风将第一自闭合挡板和第二自闭合挡板打开,冷风在试验区和制冷区循环,关闭第一风扇,第一自闭合挡板和第二自闭合挡板自动关闭,制冷区可持续保持低温;当需要加热时,启动第二风扇,热风将第三自闭合挡板和第四自闭合挡板打开,热风在试验区和加热区循环,关闭第二风扇,第三自闭合挡板和第四自闭合挡板自动关闭,加热区可持续保持高温,这种设置制冷和加热响应速度快,互不干涉和影响,避免整个试验箱忽冷忽热,能大幅降低电能的消耗,节约能源。

进一步的,在试验箱上位于试验区设有测试孔,测试孔上设有隔热帘,隔热帘由两块以上的硅胶片组成。设置隔热帘能当有测试线穿过测试孔时仍能密封测试孔,防止试验箱中的冷气或热气往外泄漏,节约能源。

进一步的,在试验区内设有温度传感器。温度传感器探测试验区的温度,以自动调节温度,满足测试要求。

进一步的,在试验箱上设有箱门,箱门上设有控制面板和观察窗,观察窗包括两层透明玻璃;在箱门上设有磁铁。观察窗采用两层玻璃结构,隔热效果好;设置磁铁,简化箱门结构,方便操作。

进一步的,试验箱、第一隔板和第二隔板均为双层壁结构,两壁之间为真空层。真空层隔热效果好,防止热量散失。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图

图2为本实用新型制冷系统管路示意图

图3为图1中A-A面剖视图

图4为图1中B-B面剖视图

图5为图3中C处局部放大图

图6为图3中D处局部放大图

图7为图1中测试孔12处放大图

图8为图4中E处局部放大图

图9为图1中F处局部放大图

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明。

一种基于制冷系统的高低温试验箱,包括机架、安装箱、试验箱和制冷系统,试验箱设置在安装箱上,制冷系统设置在安装箱内,安装箱设置在机架上,制冷系统包括第一级制冷系统和第二级制冷系统。

第一级制冷系统包括第一级压缩机MC1、翅片式冷凝器CA、冷凝风机CAF、储液器SRT、干燥过滤器RFD1、电磁阀YV2、电磁阀YV3、电磁阀YV4.2、毛细管CT3、第一蒸发器E1和板式换热器CC,第一级压缩机MC1的输出端与翅片式冷凝器CA的输入端连接,翅片式冷凝器CA的输出端与干燥过滤器RFD1的输入端连接,干燥过滤器RFD1的一个输出端与电磁阀YV4.2、毛细管CT4.2和第一蒸发器E1相连后与第一级压缩机MC1的输入端连接;干燥过滤器RFD1的另一个输出端经过电磁阀YV2和板式换热器CC后与第一级压缩机MC1的输入端连接,干燥过滤器RFD1的第三输出端上连有电磁阀YV3和毛细管CT3,第三输出端经过电磁阀YV3和毛细管CT3后与第一级压缩机MC1的输入端连接,储液器SRT设置在翅片式冷凝器CA的输出端与干燥过滤器RFD1的输入端之间,冷凝风机CAF设置在翅片式冷凝器CA的旁边。

第二级制冷系统包括第二级压缩机MC2、干燥过滤器RFD2、电磁阀YV8.1、电磁阀YV8.2、电磁阀YV7、毛细管CT8.2、毛细管CT8.1、毛细管CT7、第二蒸发器E2、毛细管CT9、油分离器OS、毛细管CT10和膨胀容器ET,第二级压缩机MC2的输出端与油分离器OS的输入端连接,油分离器OS的输出端通过毛细管CT10与第二级压缩机MC2连接,油分离器OS的另一个输出端还连有膨胀容器ET,膨胀容器ET的输出端通过毛细管CT9与第二级压缩机MC2的输入端连接;油分离器OS的第三输出端通过板式换热器CC与干燥过滤器RFD2的输入端连接,干燥过滤器RFD2的输出端分成三路,第一路经过电磁阀YV8.1、毛细管CT8.2和第二蒸发器E2相连后与第二级压缩机MC2的输入端连接;第二路经过电磁阀YV8.2和毛细管CT8.1和第二蒸发器E2连接;第三路经过电磁阀YV7和毛细管CT7与第二级压缩机MC2的输入端连接。

往第一级压缩机MC1和第二级压缩机MC2中注入冷媒,根据测试产品的需要,如果仅需启用第一级制冷系统,则启动第一级压缩机MC1,冷媒在第一级压缩机MC1的作用下由低温低压气态变成高温高压气态,进入翅片式冷凝器CA,冷凝风机CAF冷却翅片式冷凝器CA,使冷媒转变成常温高压液态,冷媒进入储液器SRT,储液器SRT平衡第一级制冷系统的压力,防止压力过高,冷媒进入干燥过滤器RFD1,干燥过滤器RFD1吸收过滤冷媒中的水气和杂质,在干燥过滤器RFD1的输出端安装有视液镜SG1,通过视液镜SG1可以目视第一级制冷系统中的冷媒,可以看到第一级制冷系统内的气泡或闪蒸气体,还可确定冷媒剂量是否适当,从通过视液镜SG1输出端输出的冷媒分为三路,第一路经过电磁阀YV3和毛细管CT3降压后与第一级压缩机MC1的输入端连接,以冷却第一级压缩机MC1,确保机器正常工作;第二路经过电磁阀YV4.2、毛细管CT4.2进入第一蒸发器E1,冷媒汽化,第一蒸发器E1温度下降,与制冷区内的空气热交换,使制冷区温度降低;第三路经过电磁阀YV2和板式换热器CC后与第一级压缩机MC1的输入端连接。如果需要更大的制冷量,则启动第二级压缩机MC2,冷媒在第二级压缩机MC2的作用下由低温低压气态变成高温高压气态,进入油分离器OS,油分离器OS将第二级压缩机MC2排出的高压蒸汽中的润滑油进行分离,以保证装置安全高效地运行,油分离器OS的输出端通过毛细管CT10与第二级压缩机MC2连接,油分离器OS的另一个输出端还连有膨胀容器ET,冷媒从膨胀容器ET的输出端输出,通过毛细管CT9与第二级压缩机MC2的输入端连接;膨胀容器ET平衡第二级制冷系统的压力,防止压力过高,油分离器OS的第三输出端输出的冷媒通过板式换热器CC,被第一级制冷系统中的冷媒冷却,变成低温高压液态,冷媒进入干燥过滤器RFD2,干燥过滤器RFD2吸收过滤冷媒中的水气和杂质,干燥过滤器RFD2的输出端分成三路,第一路经过电磁阀YV8.1和毛细管CT8.2降压后进入第二蒸发器E2,冷媒汽化,第二蒸发器E2温度下降,与制冷区内的空气热交换,使制冷区温度降到更低;第二路经过电磁阀YV8.2和毛细管CT8.1与第一路的电磁阀YV8.1和毛细管CT8.2并联接入第二蒸发器E2以更好地控制冷媒的压力和量;第三路经过电磁阀YV7和毛细管CT7与第二级压缩机MC2的输入端连接,以冷却第二级压缩机MC2,确保机器正常工作。通过设置第一级制冷系统和第二级制冷系统,第一级制冷系统和第二级制冷系统可以单独控制启动和停止,当只需要较小的制冷量时,可以只开启第一制冷系统,当需要较大的制冷量时,同时开启两个制冷系统,即扩大了试验箱适应的范围,又节约了能源。

试验箱3内设置有第一隔板31和第二隔板32,第一隔板31和第二隔板32将试验箱3分成了试验区301、制冷区302和加热区303,试验区301位于试验箱3的前端,制冷区302和加热区303位于试验箱3的后端,制冷区302和加热区303并排设置。在第一隔板31上位于制冷区302一侧设有冷风入口33和冷风出口34,在第一隔板31上位于试验区301内冷风入口33周围设有第一自闭合挡板5,在第一隔板31上位于制冷区302内冷风出口34周围设有第二自闭合挡板6,制冷区302内位于冷风入口33处设有第一风扇9,制冷区内设有第一蒸发器E1和第二蒸发器E2;在第一隔板31上位于加热区303一侧设有热风入口35和热风出口36,在第一隔板31上位于试验区301内热风入口35周围设有第三自闭合挡板7,在第一隔板上31位于加热区内热风出口36周围设有第四自闭合挡板8,加热区303内位于热风入口35处设有第二风扇10,加热区303内设有加热器11。第一自闭合挡板5为百叶窗式结构,包括框架和若干扇叶,在闭合状态下各扇叶相互搭接,各扇叶两端设有转轴,转轴与框架相连,扇叶可绕转轴在框架上自由转动,闭合状态下扇叶转轴下部的重量略大于转轴上部的重量,所以在第一风扇9不启动的情况下,各扇叶在重力的作用下处于竖直状态,相互搭接,使第一自闭合挡板5闭合,阻止风通过,当风扇9启动,风力作用到扇叶上,风力克服扇叶的重力,使扇叶与竖直方向呈现夹角,第一自闭合挡板5打开,风可以通过。第二自闭合挡板6、第三自闭合挡板7和第四自闭合挡板8结构与第一自闭合挡板5的结构相同。将试验区301、制冷区302和加热区303分开设置,可以在开始试验前设置好制冷区302和加热区303的温度,提前准备好,不管试验区301需要制冷还是加热,制冷区302和加热区303都能及时响应。设置冷风入口33、冷风出口34、第一自闭合挡板5和第二自闭合挡板6,能在需要制冷时,启动第一风扇9,冷风将第一自闭合挡板5和第二自闭合挡板6打开,冷风在试验区301和制冷区302循环,关闭第一风扇9,第一自闭合挡板5和第二自闭合挡板6自动关闭,制冷区302可持续保持低温;当需要加热时,启动第二风扇10,热风将第三自闭合挡板7和第四自闭合挡板8打开,热风在试验区301和加热区303循环,关闭第二风扇10,第三自闭合挡板7和第四自闭合挡板8自动关闭,加热区303可持续保持高温。这种设置制冷和加热响应速度快,互不干涉和影响,避免整个试验箱忽冷忽热,能大幅降低电能的消耗,节约能源。

试验箱3、第一隔板31和第二隔32板均为双层壁结构,两壁之间为真空层。真空层隔热效果好,防止热量散失。

在试验箱3上位于试验区301设有测试孔12,测试孔12上设有由九片硅胶片组成的隔热帘120。当有测试线穿过测试孔12时,隔热帘能密封测试孔,防止试验箱中的冷气或热气往外泄漏,节约能源。

在试验箱3上设有箱门13,箱门13上设有控制面板14和观察窗15,观察窗15包括两层透明玻璃;在箱门13上设有磁铁(未示出);在试验区内设有温度传感器16。观察窗15采用两层玻璃结构,隔热效果好;设置磁铁,简化箱门结构,方便操作;温度传感器16探测试验区301的温度,以自动调节温度,满足测试要求。

当需要测试一种产品时,打开试验箱3上的箱门13,将产品放入试验区301,如需引测试线测试,将测试线连接到产品后从测试孔12穿出,关上箱门13。在做准备工作时,可以先通过控制面板14打开制冷和加热的系统,让制冷系统和加热系统先工作,准备好冷气和热气,以备测试所需。测试时,启动第一风扇9,冷风将第一自闭合挡板5和第二自闭合挡板6打开,冷风在试验区301和制冷区302循环,温度传感器16检测试验区301的温度达到设定的温度后,第一风扇9关闭,第一自闭合挡板5和第二自闭合挡板6在自身重力的作用下自动关闭,制冷区302可继续运行保持低温状态备用;当需要加热时,启动第二风扇10,热风将第三自闭合挡板7和第四自闭合挡板8打开,热风在试验区301和加热区303循环,温度传感器16检测试验区301的温度达到设定的温度后,第二风扇10关闭,第三自闭合挡板7和第四自闭合挡板8在自身重力的作用下自动关闭,加热区303可继续运行保持高温状态备用,交替运行直至试验结束,这种设置制冷和加热响应速度快,互不干涉和影响,避免整个试验箱忽冷忽热,能大幅降低电能的消耗,节约能源。

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