[發明專利]一種低溫環境試驗艙及其試驗方法

在審

• 申請號: 201710022307.5
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN108295911A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 高彥峰;趙瑞兵;沈益平;劉學;謝高峰;宋遠佳;陳萬華;徐善田;郭春立;唐強
• 申請（專利權）人: 北京長征天民高科技有限公司
• 主分類號: B01L1/02
• 分類號: B01L1/02;B01L7/00
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;祁建國

本發明公開了一種低溫環境試驗艙以及試驗方法，包括試驗艙殼體、試驗件安裝平臺、熱交換器、加熱裝置、測溫裝置、風機以及內風道筒。試驗件安裝平臺上設置試驗件，熱交換器和加熱裝置對實驗艙內部進行升降溫，測溫裝置測量試驗艙內溫度，風機和內風道筒使試驗艙內部形成循環風道。該方法根據測溫裝置測得的溫度、目標溫度和升降溫速率對試驗艙內溫度進行控制。本發明使試驗艙內部形成循環風系統，保證艙內部溫度均勻，測試件快速散熱，可實現能夠快速響應的升降溫過程。

技術領域

本發明涉及低溫工程技術領域，具體地說，是涉及一種低溫環境實驗艙以及試驗方法。

背景技術

隨著航空航天等技術快速發展，由于航天設備及其組件長期暴露在極端惡劣的宇宙空間環境中，為了保證航天設備在空間環境中能夠安全且可靠的運行，在離開地球之前，模擬和檢測航天設備在極端溫度環境中是否安全可靠是十分必要的。因此，近年來環境試驗技術受到了高度重視，貫穿于軍工產品設計研發和生產的全過程，其測試條件變得越來越復雜。

傳統低溫試驗設備通常包括一個高度絕熱的殼體以及設置于可以內部的熱交換器、加熱裝置和測溫裝置。將被測實驗件放置于殼體內部，通過控制超低溫制冷劑流過熱交換器降低低溫試驗設備內的環境溫度，控制加熱裝置的加熱功率提升低溫試驗設備內的環境溫度，并根據測溫裝置測得的溫度調整制冷劑的流速和加熱裝置的加熱功率，由此，使低溫試驗設備內的環境溫度達到并很定于實驗溫度。

然而，傳統的低溫試驗設備通常只能提供狹小的試驗空間，滿足小型試驗件的試驗需求，難以滿足大型試驗件在特定低溫環境下進行試驗的需求，如公告號為“CN204988323U”，公開了名稱為“一種可調超低溫環境實驗裝置”的中國專利，其主要包括同軸設置的低壓室和杜瓦瓶，通過在低壓室和杜瓦瓶中間加注制冷劑降低低壓室內溫度，還通過設置在低壓室內腔的多個加熱裝置提升低壓室內溫度，為了保證試驗溫度的快速響應，該裝置只能提供小型試驗空間供電路板卡、抽頭插座等小型儀器的試驗需要，若增大其內部試驗空間，該裝置將很難保證實驗溫度的快速響應以滿足大型試驗件的試驗需求，這是由于傳統低溫試驗設備往往通過空間內不同部位的溫度差產生氣體對流，從而在一定時間內是低溫試驗設備內溫度趨于均勻，而隨著試驗空間的增大，若僅靠溫度差產生的對流，設備內環境溫度趨于均勻所需的時間將會變長，使得實驗設備內環境溫度的快速響應變得難以實現。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種低溫環境試驗艙及其試驗方法，能夠在低溫試驗設備內試驗空間增大的同時保證設備內環境溫度的快速響應。

為了實現上述目的，本發明提出一種低溫環境試驗艙，其包括：殼體；設置于可以內部的試驗件安裝平臺，用以承載試驗件；設置于殼體內部的熱交換器，其位于試驗件安裝平臺下方，通過超低溫制冷劑制冷從而降低低溫環境試驗艙內環境溫度；設置于殼體內部底部的加熱裝置，用于提升低溫環境試驗艙內環境溫度；以及測溫裝置，用于探測低溫環境試驗艙內實時環境溫度。其特征在于，低溫環境試驗艙還包括：套設于殼體內部的內風道筒；以及設置于殼體頂部的風機，其位于內風道筒上方。內風道筒和殼體之間的空間與內風道筒的內腔形成循環風道，并通過風機的吹風加快低溫環境實驗艙內的氣流流動。

為了更好的實現上述目的，本發明還提供了一種低溫環境試驗艙，其特點在于，殼體包括直筒段、設置于直筒段上端的上封頭和設置于直筒段下端的下封頭，上封頭、下封頭與直筒段采用法蘭連接，內風道筒固定在上封頭或/和所述下封頭處。

為了更好的實現上述目的，本發明還提供了一種低溫環境試驗艙，其特點在于，風機包括支架、電機、主軸和葉片，設置有支架的電機通過主軸與葉片相連，葉片設置于殼體內部。

為了更好的實現上述目的，本發明還提供了一種低溫環境試驗艙，其特點在于，殼體包括直筒段、設置于直筒段上端的上封頭和設置于直筒段下端的下封頭，上封頭、下封頭與直筒段采用法蘭連接，支架固定于上封頭頂部，主軸和上封頭采用動密封連接。