CN210965154U - 一种液氮高低温试验箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液氮高低温试验箱，涉及低温控制设备技术领域，解决了传统的高低温试验箱无法实现超低温冷却的技术问题，本实用新型包括箱体、控制***、制冷***、制热***和温度监控***，箱体包括外箱体以及设置在外箱体内的内箱体，外箱体与内箱体之间设置有保温层，内箱体内设置有式样室，制冷***包括设置在式样室内的喷嘴以及自增压液氮罐，自增压液氮罐的出口与喷嘴通过管道接通，制热***包括高温室，高温室内风机以及设置有多个加热器，风机的进风口与高温室接通，风机的出风口与式样室接通，高温室上开设有冷空气入口；本高低温试验箱的冷却温度是传统试验箱无法达到的，同时工作高效且操作安全。

Description

一种液氮高低温试验箱

技术领域

本实用新型涉及低温控制设备技术领域，更具体的是涉及一种液氮高低温试验箱，应用于冷冻设备技术领域。

背景技术

高低温试验箱：适用于工业产品高温、低温的可靠性试验。对电子电工、汽车摩托、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(交变)循环变化的情况下，检验其各项性能指标。

高低温试验箱结构大体上可以分为6部分，它们分别是试验箱体、控制***、制冷***、制热***、温度监控***和空气循环***。1、试验箱体：试验箱体是用于存放试样样品的容器，并将样品在保温箱体进行冷却保温或者加热保温；2、控制***：控制***不容置疑的成为了高低温试验箱的核心，控制***决定了试验箱的升温速率、精度、是否有程序控制等重要指标。现在高低温试验箱的控制器大都采用PID控制，也有少部分采用PID与模糊控制相组合的控制方式。3、制冷***：要想试验箱内处在低温状态，制冷***必不可少。制冷***是高低温试验箱的关键部分之一，试验箱的制冷方式通常可分为机械制冷和液氮辅助制冷两种。机械制冷是采用蒸汽压缩式制冷，它们主要由压缩机、冷凝器、节流机构和蒸发器组成，由于我们试验的温度低温要达到-55℃，单级制冷难以满足满足要求，因此综合试验箱的制冷方式一般采用复叠式制冷。液氮制冷主要是利用液氮由液态变成气态时吸收大量热量的原理来实现快速降温的。实际应用过程中，液氮制冷通常作为压缩机机械制冷补充来使用，如在快速变温试验箱采用液氮喷雾作为补充，来实现快速降温的效果。4、制热***：相对制冷***而言，高低温试验箱的加热***比较简单。它主要有大功率电阻丝组成，由于试验箱要求的升温速率较大，因此试验箱的加热***功率都比较大，而且在试验箱的底板也设有加热器。5、温度监控***：要想达到预定的温度，少不了温度监控***。高低湿试验箱的温度监控主要依靠温度传感器，通过传感器感应箱内温度传达实时信号给控制***，从而达到预定温度。温度传感器应用较多的是PT100和热电偶。5、空气循环***：空气循环***一般有离心式风扇和驱动其运转的电机构成，它提供了试验箱内空气的循环。

传统保温箱体的是利用压缩机进行制冷，由于压缩机制冷消耗能量比较大，同时压缩机制冷的温度有限，如果需要用高更低温度的制冷环境，则压缩机是无法实现的，比如将样品冷却到-190℃或者-190℃以下，则传统空气压缩机是无法实现的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：为了解决传统的高低温试验箱无法实现超低温冷却的技术问题，本实用新型提供一种液氮高低温试验箱。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种液氮高低温试验箱，包括箱体、控制***、制冷***、制热***和温度监控***，箱体包括外箱体以及设置在外箱体内的内箱体，外箱体与内箱体之间设置有保温层，内箱体内设置有用于存放式样的式样室，所述制冷***包括设置在式样室内的喷嘴以及设置在箱体外的自增压液氮罐，自增压液氮罐的出口与喷嘴通过管道接通，制热***包括高温室，高温室内设置有风机以及多个加热器，风机的进风口与高温室接通，风机的出风口与式样室接通，高温室上开设有冷空气入口，高温室与式样室通过冷空气入口接通。

工作原理：当需要将箱体内的式样进行低温冷却的时候，打开自增压液氮罐的出口管道上的阀门，将自增压液氮罐内的液氮从喷嘴喷到式样室内，利用液氮将式样冷却，而当需要对式样进行加热的时候，将高温室内的加热器开启，通过风机将高温室内的热空气循环至式样室，将式样室内的式样加热，从而完成了式样的高低温试验。通过利用液氮对式样进行冷却，可以将式样的冷却温度降低至-190℃及以下，因此本实新型所提出的高低温试验箱的冷却温度是传统试验箱无法达到的。

进一步地，式样室内设置有式样台以及设置在式样台下端的支撑架，支撑架一端与式样台固定连接，支撑架的另一端与内箱体固定连接。

进一步地，所述式样台为不锈钢钢板，式样台上设置有多个通孔。

进一步地，箱体上设置有排气口以及出口，排气口以及出口上均设置有阀门，排气口与出口均与式样室通过管道接通。

进一步地，箱体上设置有密封盖以及启盖机构，密封盖的一端与箱体铰接，启盖机构包括气缸，气缸的缸筒与外箱体铰接，气缸的活塞杆与密封盖铰接，气缸的活塞杆与密封盖的铰接点设置在密封盖与箱体相铰接的一端。通过设置启盖机构，让密封盖能够在气缸的作用下能够自动开启和关闭，避免了人工开启的时候，箱体内残存的冷空气或者热空气将操作人员冻伤或者烫伤，设置启盖机构之后可实现自动开启或者关闭密封盖，提高本试验箱的安全操作性能。

进一步地，风机上设置有离心叶轮，离心叶轮的入口与风机的出风口接通，离心叶轮的出口与式样室接通，离心叶轮与高温室固定连接。离心叶轮又叫离心风轮是指轴向进风，径向出风，利用离心力做功，使空气提高压力的风轮，通过离心叶轮能够将高温室内热空气与箱体内的冷空气进行热交换，由于离心叶轮具有增压作用，能够提高热交换的效率，提高了本试验箱的工作效率。

进一步地，保温层为气凝胶绝热毯。

本实用新型的有益效果如下：

1、当需要将箱体内的式样进行低温冷却的时候，打开自增压液氮罐的出口管道上的阀门，将自增压液氮罐内的液氮从喷嘴喷到式样室内，利用液氮将式样冷却，而当需要对式样进行加热的时候，将高温室内的加热器开启，通过风机将高温室内的热空气循环至式样室，将式样室内的式样加热，从而完成了式样的高低温试验。通过利用液氮对式样进行冷却，可以将式样的冷却温度降低至-190℃及以下，因此本实新型所提出的高低温试验箱的冷却温度是传统试验箱无法达到的。

2、通过设置启盖机构，让密封盖能够在气缸的作用下能够自动开启和关闭，避免了人工开启的时候，箱体内残存的冷空气或者热空气将操作人员冻伤或者烫伤，设置启盖机构之后可实现自动开启或者关闭密封盖，提高本试验箱的安全操作性能。

3、离心叶轮又叫离心风轮是指轴向进风，径向出风，利用离心力做功，使空气提高压力的风轮，通过离心叶轮能够将高温室内热空气与箱体内的冷空气进行热交换，由于离心叶轮具有增压作用，能够提高热交换的效率，提高了本试验箱的工作效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的侧视图。

附图标记：1-外箱体，2-保温层，3-内箱体，4-式样室，5-喷嘴，6-密封盖，7-离心叶轮，8-高温室，9-风机，10-加热器，11-报警器，12-操作面板，13-电控柜，14-电磁阀，15-自增压液氮罐，16-式样台，17-排气口，18-气缸，19-出口。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1

如图1到2所示，本实施例提供一种液氮高低温试验箱，包括箱体、控制***、制冷***、制热***和温度监控***，箱体包括外箱体1以及设置在外箱体1内的内箱体3，外箱体1与内箱体3之间设置有保温层2，内箱体3内设置有用于存放式样的式样室4，所述制冷***包括设置在式样室4内的喷嘴5以及设置在箱体外的自增压液氮罐15，自增压液氮罐15的出口与喷嘴5通过管道接通，制热***包括高温室8，高温室8内设置有风机9以及多个加热器10，风机9的进风口与高温室8接通，风机9的出风口与式样室4接通，高温室8上开设有冷空气入口，高温室8与式样室4通过冷空气入口接通，温度监控包括设置在式样室4内的温度传感器，让温度传感器能够实时监控式样室4内的温度，并通过控制***控制制冷***以及制热***来控制式样室4内的温度，保温层2为气凝胶绝热毯。

控制***包括电控柜13，以及设置在电控柜13上的操作面板12，自增压液氮罐15的出口与喷嘴5的连接管道上设置有电磁阀14，通过控制电磁阀14来控制液氮的供给量，从而控制式样室4内的温度，电控柜13上设置有报警器11，当式样室4内的温度超出预设标准或者设备出现故障都会通过报警器11进行报警，以提醒操作人员。

式样室4内设置有式样台16以及设置在式样台16下端的支撑架，支撑架一端与式样台16固定连接，支撑架的另一端与内箱体3固定连接。所述式样台16为不锈钢钢板，式样台16上设置有多个通孔。箱体上设置有排气口17以及出口19，排气口17以及出口19上均设置有阀门，排气口17与出口19均与式样室4通过管道接通。

实施例2

如图1到2所示，本实施例提供一种液氮高低温试验箱，包括箱体、控制***、制冷***、制热***和温度监控***，箱体包括外箱体1以及设置在外箱体1内的内箱体3，外箱体1与内箱体3之间设置有保温层2，内箱体3内设置有用于存放式样的式样室4，所述制冷***包括设置在式样室4内的喷嘴5以及设置在箱体外的自增压液氮罐15，自增压液氮罐15的出口与喷嘴5通过管道接通，制热***包括高温室8，高温室8内设置有风机9以及三组加热器10，每组加热器10数量为四，加热器10为电发热管，风机9的进风口与高温室8接通，风机9的出风口与式样室4接通，高温室8上开设有冷空气入口，高温室8与式样室4通过冷空气入口接通，温度监控包括设置在式样室4内的温度传感器，让温度传感器能够实时监控式样室4内的温度，并通过控制***控制制冷***以及制热***来控制式样室4内的温度。

箱体1上设置有密封盖6以及启盖机构，密封盖6的一端与箱体1铰接，启盖机构包括气缸18，气缸18的缸筒与外箱体1铰接，气缸18的活塞杆与密封盖6铰接，气缸18的活塞杆与密封盖6的铰接点设置在密封盖6与箱体1相铰接的一端，密封盖6也设置为双层结构，密封盖6包括外盖以及设置在外盖内的内盖，当密封盖6关闭的时候，内盖与内箱体3接触，而外盖与外箱体1接触，外盖与内盖之间也设置有保温层2。

进一步地，风机9上设置有离心叶轮7，离心叶轮7的入口与风机9的出风口接通，离心叶轮7的出口与式样室4接通，离心叶轮7外圆与高温室8焊接，风机9的壳体与高温室8通过支架连接，支架与高温室8焊接，风机9的壳体与支架通过螺栓固定连接。离心叶轮7又叫离心风轮是指轴向进风，径向出风，利用离心力取决转速及外径做功，使空气提高压力的风轮，通过离心叶轮7能够将高温室8内热空气与箱体1内的冷空气进行热交换，由于离心叶轮7具有增压作用，能够提高热交换的效率，提高了本试验箱的工作效率。

实施例3

工作原理：当需要将箱体内的式样进行低温冷却的时候，打开自增压液氮罐15的出口管道上的阀门，将自增压液氮罐15内的液氮从喷嘴5喷到式样室4内，利用液氮将式样冷却，而当需要对式样进行加热的时候，将高温室8内的加热器10开启，通过风机9将高温室8内的热空气循环至式样室4，将式样室4内的式样加热，从而完成了式样的高低温试验，通过利用液氮对式样进行冷却，可以将式样的冷却温度降低至-190℃及以下，因此本实新型所提出的高低温试验箱的冷却温度是传统试验箱无法达到的，当需要通过设置启盖机构将密封盖6开启或者关闭的时候，让密封盖6能够在气缸18的作用下能够自动开启和关闭，气缸18的活塞杆伸出则密封盖6关闭，气缸18的活塞杆缩回则密封盖6开启，避免了人工开启的时候，箱体内残存的冷空气或者热空气将操作人员冻伤或者烫伤，设置启盖机构之后可实现自动开启或者关闭密封盖6，提高本试验箱的安全操作性能。

Claims (7)

1.一种液氮高低温试验箱，包括箱体、控制***、制冷***、制热***和温度监控***，其特征在于，箱体包括外箱体(1)以及设置在外箱体(1)内的内箱体(3)，外箱体(1)与内箱体(3)之间设置有保温层(2)，内箱体(3)内设置有用于存放式样的式样室(4)，所述制冷***包括设置在式样室(4)内的喷嘴(5)以及设置在箱体外的自增压液氮罐(15)，自增压液氮罐(15)的出口与喷嘴(5)通过管道接通，制热***包括高温室(8)，高温室(8)内设置有风机(9)以及多个加热器(10)，风机(9)的进风口与高温室(8)接通，风机(9)的出风口与式样室(4)接通，高温室(8)上开设有冷空气入口，高温室(8)与式样室(4)通过冷空气入口接通。

2.根据权利要求1所述的液氮高低温试验箱，其特征在于，式样室(4)内设置有式样台(16)以及设置在式样台(16)下端的支撑架，支撑架一端与式样台(16)固定连接，支撑架的另一端与内箱体(3)固定连接。

3.根据权利要求2所述的液氮高低温试验箱，其特征在于，所述式样台(16)为不锈钢钢板，式样台(16)上设置有多个通孔。

4.根据权利要求1所述的液氮高低温试验箱，其特征在于，箱体上设置有排气口(17)以及出口(19)，排气口(17)以及出口(19)上均设置有阀门，排气口(17)与出口(19)均与式样室(4)通过管道接通。

5.根据权利要求1所述的液氮高低温试验箱，其特征在于，箱体(1)上设置有密封盖(6)以及启盖机构，密封盖(6)的一端与箱体(1)铰接，启盖机构包括气缸(18)，气缸(18)的缸筒与外箱体(1)铰接，气缸(18)的活塞杆与密封盖(6)铰接，气缸(18)的活塞杆与密封盖(6)的铰接点设置在密封盖(6)与箱体(1)相铰接的一端。

6.根据权利要求1所述的液氮高低温试验箱，其特征在于，风机(9)上设置有离心叶轮(7)，离心叶轮(7)的入口与风机(9)的出风口接通，离心叶轮(7)的出口与式样室(4)接通，离心叶轮(7)与高温室(8)固定连接。

7.根据权利要求1所述的液氮高低温试验箱，其特征在于，保温层(2)为气凝胶绝热毯。

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