Испытательная камера для имитации параметров окружающей среды

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

091 01> (SD 4 F 24 F 5 00.

®Ср,", „, .>

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .f3/

Н A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (54) (57) ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ КАМЕРА ДЛЯ

ИМИТАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ, содержащая корпус с дверью, подвешенной на раме, размещенный.в нем с.зазором резервуар, два вентилятора,первый из которых установлен в резервуаре, а второй в зазоре, а также расположенные в последнем испаритель и (89) DD 141706 (48) 30.)2.81 (21) 7771080/29-06 (22) 12.02.80 (31) WPF 24 Р/211900 (32) 30.03.79 (33) 00 (46) 07.04.88. Бюл. Ф 13 (71) ФЕБ Комбинат Луфт-унд Кэлтехник,, Дрезден (DD) (72) Лотар Готшалт, Мартин Шнейдер и Хорст Видувилт (DD) (53) 697.932.4 (088.8) нагреватель, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможЪ ностй проведения испытаний при экстремальных условиях окружающей среды, камера. снабжена U-образным стальным листом, установленным в зазоре и имеющим прилегающие к корпусу и раме края и отверстие для размещения второго вентилятора, при этом противоположная относительно установки вен-. тилятора стенка листа выполнена перфорированной, резервуар снабжен со стороны перфорированной стенки листа отклоняющим козырьком и выполнен двустенным, причем наружная стенка резервуара имеет угловую заслонку, одна из его внутренних стенок выполнена перфорированной, а противоположная имеет отверстие для установки в ней с зазором первого вентилятора, и оба вентилятора размещены на одном валу.

1386806

Изобретение относится к технике

Кондиционирования воздуха, и предназ" начено для имитации экстремальных климатических факторов, температуры и влажности с широким рабочим диапазоном и высокой точностью.

И8 патента ЧССР У 96808 (Н.кл.

36dl/56, 1960) известна испытательная камера для имитации окружающей среды, содержащая корпус с дверью, 1тодвешенной на раме, размещенный в

Нем с зазором резервуар, два вентилятора, первый из которых установлен з резервуаре, а второй в зазоре, а

:также расположенные в последнем ис, парит ель и нагреватель.

Недостатком известного устройства является то, что с помощью соответственно выбранной системы термостаг тирования высокие требования к постоянству и высоким значениям влаж:ности (около 98%) могут быть выполнены только в ограниченном диапазоне

:изменения температуры и влажности воздуха, но не могут быть достигнуты высокие скорости изменения их значений. Кроме того, воспроизводство климатических параметров, изменяющихся в широком диапазоне температур ((-100 С - +180 С)) при сохранении постоянных высоких значений влажности (включая значение влажности g "= 98% при t 80 С) и высокой скорости изменения вышеуказанных параметров, требует больших технико-экономических затрат. Это обусловлено тем, что известное устройство удовлетворяет только ограниченным требованиям в отношении постоянства температуры, не обеспечивает равномерное распределение температуры в камере и не позволяет достичь высоких значений влажности воздуха в камере.

В особенности это касается достижения высокой влажности, так как при команде регулирования "Охлаждение" постоянства температуры по времени плюс местное-распределение температуры в среднем значении +0,5 К недостижимо, и,цалее зависимая от теплообмена разность температур между средней температурой воздуха и самой низкой температурой поверхности испарителя или температурой кожуха испытательной камеры, которая во время команды на охлаждение всегда больше

1,0 К и вследствие ограниченных возможностей согласования энергии охлаж дающей способности холодильного компрессора, включая испаритель, с потребностью охлаждающей способности при соответствующей температуре иск парительной камеры в обпасти температурно-влажностного режима недостижимы стабильные наивысшие значения влажности, равные 97% и выше. Также отрицательно сказывается на скорость изменения температуры высокая теплоемкость термостатирующей жидкости, среднее значение которой меньше, чем для непосредственно термостатированных испытательных камер. Температурный диапазон ограничен ввиду наличия пределов применения термостатирующей жидкости и лежит между

-30 С и +100 С.

Цель изобретения — обеспечение возможности проведения испытаний при экстремальных условиях окружающей среды (диапазон изменения температур (-100 С - +180 C) и поддержание отно» сительной влажности воздуха до 97% и выше в диапазоне изменения температур

I (-30 С - +80 С) при местной плюс временной разности температур, равной 0,15 C).

Поставленная цель достигается тем, что испытательная камера для имитации параметров окружающей среды, содержащая корпус с дверью, подвешенной на раме, размещенный в нем с зазором ре зервуар, два вентилятора, первый из которых установлен в резервуаре, а второй в зазоре, а также расположенные в последнем испаритель и нагреватель. согласно изобретению, снабжена

U-образным стальным листом, установленным в зазоре и имеющим прилегающие к корпусу и раме края и отверстия для размещения второго вентилятора, при этом противоположная относительно установки вентилятора стенка листа выполнена перфорированной, резервуар снабжен со стороны перфорированной стенки листа. отклоняющим ксзырьком и Bblpîëíåí двустенным, причем наружная стенка резервуара имеет угловую заслонку, одна из его внутренних стенок выполнена перфорированной, а противоположная имеет отверстие для установки в ней с зазором первого вентилятора. и оба вентилятора размещены на одном валу.

На фиг.l изображена камера, продольный разрез; на фиг.2 — сечение

А А на фиг.l.! 386806

Камера содержит корпус 1 с две- . рью 3, подвешенной на раме 2, размещенный в нем с зазором резервуар 4, два вентилятора 15 и 7, первый из ко- 5 торых установлен в резервуаре 4, а второй в зазоре, а также расположенные в последнем испаритель 23 и нагреватель 24, Камера также снабжена

U-образным стальным листом 5, уста- )g новленным в зазоре и имеющим прилегающие к корпусу ) и раме 2 края и отверстие .6 для размещения второго вентилятора 7. Противоположная относительно установки вентилятора 7 )5 стенка 8 листа 5 выполнена перфорированной, резервуар 4 снабжен со стороны перфорированной стенки 8 листа

5 отклоняющим козырьком 9 и выполнен двустенным. Наружная стенка реэервуа- 20 ра 4 имеет угловую заслонку )9, одна из его внутренних стенок )7 выполнена перфорированной, а противоположная стенка 13 имеет отверстие 14 для установки в ней с зазором первого 25 вентилятора 14 для установки в ней с зазором первого вентилятора 15, и оба вентилятора 15 и 17 размещены на одном валу !6. Двустенный резервуар

4 имеет камеру 10 и прикреплен к ра- 30 ме 11.

Внутренная дверь 12 может совпадать с дверью 3 корпуса 1.

Крепление двустенного резервуара

4 может производиться с помощью укрепленных в боковых стенках резервуара 4 и в шине 27 пальцев 28 из материала с небольшой теплопроводностью, при этом шина 27 может опираться на укрепленные в корпусе 1 опорные паль- 40 цы 29.

Проходное отверстие в наружной стенке резервуара 4 для вала 16 можеть иметь диаметр больше диаметра вала 16 и образовывать кольцевой зазор 30.

Подвод сухого или влажного воздуха в резервуар 4 может осуществляться через систему 25 подачи, а отвод воздуха — через систему 26 отвода.

Угловая заслонка !9 может поворачиваться с помощью поворотного устройства 22.

Устройство работает следующим образом.

В зазоре между корпусом 1 и резер. вуаром 4 расположен U-образный направляющий стальной лист 5, образуя внешний циркуляционный контур тем, что в одной стенке разделяющего направляющего стального листа 5 имеется отверстие 6 с вентилятором 7, а противоположная стенка направляющеro стального листа 5 перфорирована.

Резервуар 4 выполнен двустенным, образуя внутренний циркуляционный контур тем, что в однои его внутренней стенке имеется отверстие 14 с вентилятором 15, а противоположная стенка 17 перфорирована.

В зазоре между корпусом ) и резер" вуаром 4 газообразная термостатирующая среда, главным образом воздух, охлаждается с помощью испарителя холодильного агента или подогревается нагревателем. Вентилятор 7 перемещает термостатирующую среду, поток которой разделяется стальным листом

5 посредством своей перфорированной стенки 8 и отклоняющего козырька 9, и равномерный расщепленный поток со всех сторон параллельно обтекает стенки резервуара 4 и внутреннюю дверь 12. Благодаря исполнению внеш-" него циркуляционного контура достигается то, что газообразная термостатирующая среда лишь после затухания колебаний процесса регулирования об текает резервуар с внутренней дверью 12, причем всесторонний энергообмен производится через стенки с также газообразной термостатирующей средой внутреннего циркуляционного контура. Вентилятор 15 перемещает термостатирующую среду во внутреннем циркуляционном контуре через отверстие 14 внутренней стенки резервуара 4 и поток среды проходит через перфорированную внутреннюю стенку !7 в межстеночное пространство резервуара 4. В межстеночном пространстве образуется направленный поток с небольшой скоростью. При подобном расположении внешнего и внутреннего циркуляционных контуров разделенные потоки термостатирующей среды движутся противотоком вдоль разделяющих их стенок резервуара 4. Благодаря такой схеме термостатирования, принятой согласно изобретению, стало возможным функциональное действие системы термостатирования согласно с требуемым принципом работы, т.е. в диапазоне температур от -100 С до +180 С последовательной схемой, состоящей из нескольких термосопротивлений и теплоемкости, отсеиваются и преобра1386806 зуются в постоянно испускаемое количество тепла действия импульсов энергии энергетических звеньев, если они представляют собой корпус 1 с рамой

2 и дверью 3, включая элементы направляющего воздуха устройства, а также резервуар 4 с его направляю щим воздух устройством под воздействием проходящей термостатирующей .,среды - воздуха, причем таким обра,зом, что в середине камеры достига ется постоянство температуры +0 1 К, "при этом посредством измененного с помощью управления заслонкой 19 на правления воздуха уменьшается термо,инертность,и достигается таким обра-! зом высокая скорость изменения тем::пературы. Вследствие полностью отрегулированного по температуре обтека- 20 ния воздухом внутренняя полость резервуара 4 полностью экранируется от возмущающих воздействий теплоприто (, ка и теплопотерь в результате разнос-! ти температур между внешней темпера- 25, турой и температурой внутренней полости резервуара 4, которая при экстремально высоком диапазоне темпера: тур может принимать высокие значения.

Так как в резервуаре 4 энергетические 30 звенья отсутствуют, а стенки представляют собой поверхности теплообмена, циркуляция воздуха в нем осуществляется с небольшой потерей давления и требует поэтому лишь неболь35 шой мощности вентилятора 15. В результате этого. внесенное вентилятором 15 количество тепла незначительно, и в сочетании с экранированной от возмущающих воздействий внутрен- 40 ней полостью резервуара 4 разность температур между средней температурой воздуха внутренней полости резервуара 4 и температурой внутренней стенки резервуара 4 настолько мала, что вблизи значения температуры, равного 110 К как частичного диапазона всего диапазона температур, достигается верхнее предельное значе" ние относительной влажности, равное

3„"Q

987.. При этом небольшое количество тепла, если оно вносится в камеру дозируемым влажным воздухом системы увлажнения, оказывает влияние на это значение относительной влажности. Од55 новременно экранирование внутреннеи полости резервуара 4 вызывает не— большое местное отклонение любой точки температуры, отнесенной к температуре в середине камеры меньше либо равное « 0 2 К в названном частичном диапазоне. Полное действие термоинерции и теплоемкости достигается тем, что резервуар 4 имеет лишь практически точечное соприкосновение с корпусом или тем, что термоинерция вследствие теплопроводности больше, чем термоинерция вследствие теплообмена через термостатирующую среду - воздух. Это также является вкладом в общий результат.

Так как общая емкость термостатирующего устройства при еще более вы соких качественных параметрах составляет как максимум около 1/3 теплоемкости устройств с термостатированием жидкостью, потребление энергии при такой же скорости изменения температуры уменьшается также до 1/3.

Оба рабочих состояния: нагрев (охлаждение), с одной стороны, и регулирование при температуре заданного значения, с другой стороны, требуют для оптимального принципа работы - в особенности при высоких скоростях изменения - эффективного термодинамического согласования. Это решено тем, что внешний и внутренний контуры циркуляции термостатирующей среды разделяются или, в зависимости от рабочего состояния, соединяются посредством вращаемой угловой заслонки 19, выполненной преимущественно с электромагнитным автоматическим управлени" ем. Когда управление отдается регулятором температуры, который при регулируемом удалении от установленного значения параметра выдает предварительный сигнал, и сразу же угловая заслонка 19 переключается на регулирование значений параметра с меньшей производительностью нагрева (охлаждения, после выполнения перехода с высокой производительности нагревания) охлаждения на низкую, угловая заслонка 19 закрывается. При более высокой скорости изменения температуры разделенный отклоняющим сталь ным листова 5 воздушный поток во внешнем циркуляционном контуре через открытую угловую заслонку 19 направляется в резервуар 4 как частичный поток и после прохождения резервуара 4 снова соединяется с частичным потоком внешнего циркуляционного контура.

Действующее в результате этого уменьшение термоинерции снижает также пе1386806

27 репад температур между корпусом 1 и резервуаром 4 при нагревании/охлаждении, и выбранное значение параметра достигается быстрее. Таким образом, достигается термодинамическое согласование с рабочим состоянием. Функционально с автоматическим переключе. нием связаны: при высокой скорости изменения - высокая производитель- 1ð ность нагревания/охлаждения с открытой угловой заслонкой 19; при регулировании устанавливаемых значений температуры - меньшая производительность нагревания/охлаждения с закрытой угловой заслонкой.

Преимуществом испытательной камеры является то, что два разделенных контура циркуляции для газообразной термостатирующей среды, главным образом воздуха, во внешнем циркуляционном контуре и внутреннем циркуляционном контуре реализуются направленно, что не было до сих пор применено, и что оба циркуляиионных контура могут быть соединены друг с другом.

Это позволяет имитировать параметры окружающей среды (температуру и влажность) в широком рабочем диапазоне и с высокой точностью. при этом достижение и сохранение этих экстремальных климатических параметров осуществляется за наикратчайшее время при экономичном расходе энергии.

1386806

Корректор О.Кундрик

Техред М. Ходанич

Редактор Г. Гербер

Заказ 1484/38 Тираж 663 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4