CN219369517U - 高分子材料老化试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及材料可靠性测试技术领域，公开了一种高分子材料老化试验装置，包括：样品箱、样品架、温控组件、供气组件及监控组件；样品箱包括箱体以及盖体，盖体与箱体可拆卸连接；样品架设于样品箱内，样品架与箱体移动连接且能够穿设于敞开口；温控组件包括加热器及温度计，加热器设于样品箱内，温度计连通至样品箱内；供气组件包括供气管路及供氧管路，供气管路的出气端及供氧管路的出气端均连通至样品箱内，供气管路及供氧管路分别串联有阀门；监控组件包括压力表及用于检测氧气浓度的氧气测定仪，压力表及氧气测定仪均设于样品箱外且均连通至样品箱内。本实用新型在满足多因素试验条件下测试环境稳定要求的同时能方便样品的拿取。

Description

高分子材料老化试验装置

技术领域

本实用新型涉及材料可靠性测试技术领域，特别是涉及一种高分子材料老化试验装置。

背景技术

高分子材料的长期热氧老化一直是困扰业界的一个难题，如何能快速在实验室评价出材料的热氧老化性能一直是研究的热点。基于高分子材料在实际条件下的老化是一个多因素耦合老化的过程，要建立有效的热氧老化行为快速评价方式，需要综合高温、高压及动态氧气浓度等多因素进行探究。

目前，现有的高分子老化试验装置还是基于原有的单因素或双因素试验装置进行简单的检测组件叠加，未考虑高温、高压等加速试验条件下老化测试环境的稳定性、以及多个样品同时测试不便于拿取等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是：设计一种复杂条件下的高分子材料快速老化试验装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种高分子材料老化试验装置，包括：

样品箱、样品架、温控组件、供气组件及监控组件；

所述样品箱包括具有一敞开口的箱体以及盖设于所述敞开口处的盖体，所述盖体与所述箱体可拆卸连接；

所述样品架设于所述样品箱内，所述样品架与所述箱体移动连接且能够穿设于所述敞开口；

所述温控组件包括加热器及温度计，所述加热器设于所述样品箱内，所述温度计连通至所述样品箱内；

所述供气组件包括供气管路及供氧管路，所述供气管路的出气端及所述供氧管路的出气端均连通至所述样品箱内，所述供气管路及所述供氧管路分别串联有阀门；

所述监控组件包括压力表及用于检测氧气浓度的氧气测定仪，所述压力表及所述氧气测定仪均设于所述样品箱外且均连通至所述样品箱内。

优选的，所述箱体的敞开口朝上，所述样品架固定于所述盖体的下端。

优选的，所述温度计、所述供气管路的出气端、所述供氧管路的出气端、所述压力表及所述氧气测定仪均通过所述盖体连通至所述箱体内。

优选的，还包括台架及升降机构，所述升降机构设于所述台架上，所述盖体与所述台架固定连接，所述箱体通过所述升降机构与所述台架上下滑动连接，当所述升降机构控制所述箱体向下滑动时，所述箱体与所述盖体分离。

优选的，所述台架的底部设有滑轮。

优选的，所述箱体、所述盖体及所述样品架的横截面均为圆形。

优选的，所述箱体通过螺栓与所述盖体可拆卸连接。

优选的，所述温度计包括温度探头，所述温度探头穿设于所述盖体且设置于所述箱体内的中部，所述加热器铺设于所述箱体的内壁上。

优选的，所述箱体的周壁上由内至外依次设有隔热层及不锈钢层。

优选的，还包括控制***，所述控制***分别与所述温度计、所述加热器、所述阀门、所述压力表以及所述氧气测定仪连接。

本实用新型实施例一种高分子材料老化试验装置与现有技术相比，其有益效果在于：

本实用新型实施例的高分子材料老化试验装置能够***控制氧气、压力等多种环境因素，从而模拟长期热氧老化或快速热氧老化，对待测样品进行加速可靠性试验，为塑料材料、高分子材料等相关产品的使用可靠性提供一种快速、稳定、有效的测试装置；本装置实现测试环境控制的可行性，能提高试验数据的准确性，通过单一环境因素或任意组合环境因素对高分子材料可靠性进行多工况模拟，使高分子材料寿命测试更符合实际使用情况，测试结果更具有参考和研究价值；同时，本申请的样品架与箱体移动连接，能够直接将样品架通过敞开口移出箱体，方便试验过程中对样品进行放置和拿取。

附图说明

图1是本实用新型实施例高分子材料老化试验装置箱体与盖体密闭连接的结构示意图；

图2是本实用新型实施例高分子材料老化试验装置箱体与盖体分离的结构示意图。

图中，1、样品箱；11、箱体；12、盖体；121、压力调节口；13、螺栓；2、温控组件；21、加热器；22、温度计；221、温度探头；3、供气组件；31、供气管路；32、供氧管路；33、阀门；4、监控组件；41、压力表；42、氧气测定仪；5、台架；51、升降机构；52、滑轮；6、样品架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，应当理解的是，本实用新型中采用术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，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。

在本实用新型的描述中，应当理解的是，本实用新型中采用术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是焊接连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

如图1所示，本实用新型实施例优选实施例的一种高分子材料老化试验装置，包括：

样品箱1、样品架6、温控组件2、供气组件3及监控组件4；

所述样品箱1包括具有一敞开口的箱体11以及盖设于所述敞开口处的盖体12，所述盖体12与所述箱体11可拆卸连接；

所述样品架6设于所述样品箱1内，所述样品架6与所述箱体11移动连接且能够穿设于所述敞开口；所述温控组件2包括加热器21及温度计22，所述加热器21设于所述样品箱1内，所述温度计22连通至所述样品箱1内；

所述供气组件3包括供气管路31及供氧管路32，所述供气管路31的出气端及所述供氧管路32的出气端均连通至所述样品箱1内，所述供气管路31及所述供氧管路32分别串联有阀门33；

所述监控组件4包括压力表41及用于检测氧气浓度的氧气测定仪42，所述压力表41及所述氧气测定仪42均设于所述样品箱1外且均连通至所述样品箱1内。

其中，样品箱1是为高分子材料样品提供快速老化试验的场所，温控组件2用于对样品箱1内的老化试验提供加热的作用，加热器21可设于样品箱1的内壁上，监控组件4用于对样品箱1内的压力及氧气浓度进行监测，供气组件3用于与监控组件4配合控制样品箱1内的压力及氧气浓度，阀门33可选用单向阀。

由于快速热氧老化试验过程需要控制样品箱1，使得样品在其中处于高温、高压及一定氧气浓度中，高温高压则会导致样品***、或变脆。通过样品架6与箱体11移动连接，可在敞开口处将样品架6直接取出，方便在试验过程中对样品架6上各个位置的样品进行放置或拿取，避免拿取放置过程中误触其他样品，导致样品发生变形等影响实验结果。

进一步地，所述箱体11的敞开口朝上，所述样品架6固定于所述盖体12的下端。当需要拿取或放置样品而打开盖体12时，可直接将样品架6连通盖体12提出，方便操作。

进一步地，所述温度计22、所述供气管路31的出气端、所述供氧管路32的出气端、所述压力表41及所述氧气测定仪42均通过所述盖体12连通至所述箱体11内。

其中，氧气测定仪42用于监测氧气浓度，该氧气测定仪42具有深入样品箱1的氧气检测探头，以汲取样品箱内的气体监测氧气浓度；具体地，氧气检测探头与氧气管路的出气端32在样品箱1内可错开设置，以确保检测得样品箱1内氧气浓度的准确性。压力表41选用精度较高的压力表41，以监测样品箱1内压力变化情况；外接设备与样品箱1仅通过盖体12连接，保证箱体11周壁结构的完整性。

如图2所示，本申请一些实施例中还包括台架5及升降机构51，所述升降机构51设于所述台架5上，所述盖体12与所述台架5固定连接，所述箱体11通过所述升降机构51与所述台架5上下滑动连接，当所述升降机构51控制所述箱体11向下滑动时，所述箱体11与所述盖体12分离，当所述升降机构51控制所述箱体11向上滑动至与盖体12抵接时，通过螺栓13使箱体11与盖体12密闭连接。

在本装置中，各控制及检测设备均通过样品箱1的外壁连接至样品箱1内进行环境控制及数据检测，各设备与样品箱1外壁的连接处在使用过程中容易因多次打开盖体12或移动箱体11等发生连接松动，造成漏气或设备损坏，影响试验结果；且本试验装置综合了多种因素来探究高分子材料快速老化机理，设计有温控组件2、供气组件3及监控组件4等多种控制及检测设备，与样品箱1外壁产生的连接处更多，在使用过程中发生漏气或设备损坏的可能性更高。

因此各检测组件包括温度计22、供气管路31、供氧管路32、压力表41、氧气测定仪42等设备仅通过盖体12连接至样品箱1内；当需要打开样品箱1拿取或放置样品时，盖体12可与台架5固定连接保持不动，升降机构51移动箱体11将其通过敞开口与盖体12及样品架分离，达到打开或封闭的效果，避免对盖体12上的各设备连接处造成移动。该移动箱体11的设计对检测设备造成的影响小，能够减少试验过程中漏气、漏温的可能性，保证盖体12与箱体11的密闭性；同时简便了打开或封闭样品箱的操作，且无需移动样品架6，能防止样品在操作过程中误触或移动发生形变等，减少对样品架6上样品的影响，提高试验结果的准确性。

进一步地，所述台架5的底部设有滑轮52，方便移动样品箱1及相关设备，避免影响控制及检测设备。

进一步地，所述箱体11、所述盖体12及所述样品架6的横截面均为圆形。样品架横截面呈圆形可以使样品进行空间上的合理摆放分布，方便围绕样品架6进行360°无死角拿取样品，减少样品置于样品架6之间的影响；箱体11与盖体12的横截面呈圆形能更好的利用其内部空间，且圆形受压力比较均匀，稳定性更高。

进一步地，所述箱体11通过螺栓13与所述盖体12可拆卸连接。通过螺栓13连接以保证样品箱1内维持一个良好的气密性。

进一步地，所述盖体12上开设有压力调节口121，所述压力调节口121上设有开关。打开开关，样品箱1内的气体可通过压力调节口121释放，以协同供气管路31、压力表41调整样品箱1内的压力，达到试验所需压力。

进一步地，所述温度计22包括温度探头221，所述温度探头221穿设于所述盖体12且设置于所述箱体11内的中部，加热器21铺设于箱体11的内壁上。较优的，温度探头221设置在离箱体11底面100mm的位置，确保其所探测得的温度的准确性。

其中，加热器21优选采用电加热圈，将其铺设在箱体11的内周壁上，以确保箱体11内各处加热温度均匀，所述温度计22可以采用热电偶测量温度，加热器21与温度计22共同作用达到控制温度的效果。

进一步地，所述箱体11的周壁上由内至外依次设有隔热层及不锈钢层，保证箱体11的气密性与保温性能。

进一步地，还包括控制***，所述控制***分别与所述温度计22、所述加热器21、所述阀门33、所述压力表41以及所述氧气测定仪42连接。控制***还能与升降机构51连接，自动控制升降机构51升降。

其中，控制***内设有数据采集模块及储存模块，能够对样品箱1内的温度、压力、氧气浓度进行数据采集，并储存样品箱1内的温度、压力、氧气浓度波动数据；控制***用于根据预设的试验程序，根据数据采集模块所采集的数据，分别控制不同环境因素对样品架6上的待测样品执行可靠性试验；另外控制***还可以设有触控显示屏，通过触控显示屏监测样品箱1内的相关数据，并直接对控制***进行控制：比如通过控制阀门控制气体进气量等。

具体的，上述多因素耦合的可靠性试验装置，其进行可靠性试验的步骤如下：

S1根据待测样品工作工况特性论证和设计实验参数，其中实验参数包括温度参数、压力参数和氧气浓度参数，可单独只包含其中一个参数，也可包含任意组合参数；

S2将待测样品放置在样品箱1内的样品架6上，调节升降机构51的高度使箱体11与盖体12重合，最后拧紧螺栓13；

S3控制***根据压力表41、氧气测定仪42及温度计22反映的数据，控制供气管路31上的阀门33、供氧管路32上的阀门33、开关及加热器21，以改变样品箱1内温度、压力及氧气浓度使其按照实验参数模拟测试环境，对样品架6上的待测样品执行可靠性试验。

综上，本实用新型实施例提供一种高分子材料老化试验装置，其能够***模拟控制氧气、压力等多种环境因素，从而模拟长期热氧老化或快速热氧老化，对待测样品进行加速可靠性试验，为塑料材料、高分子材料等相关产品的使用可靠性提供一种快速、稳定、有效的测试装置；本装置实现了测试环境控制的可行性，能提高试验数据的准确性，通过单一环境因素或任意组合环境因素对高分子材料可靠性进行多工况模拟，使高分子材料寿命测试更符合实际使用情况，测试结果更具有参考和研究价值。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种高分子材料老化试验装置，其特征在于，包括：

样品箱、样品架、温控组件、供气组件及监控组件；

所述样品箱包括具有一敞开口的箱体以及盖设于所述敞开口处的盖体，所述盖体与所述箱体可拆卸连接；

所述样品架设于所述样品箱内，所述样品架与所述箱体移动连接且能够穿设于所述敞开口；

所述温控组件包括加热器及温度计，所述加热器设于所述样品箱内，所述温度计连通至所述样品箱内；

所述供气组件包括供气管路及供氧管路，所述供气管路的出气端及所述供氧管路的出气端均连通至所述样品箱内，所述供气管路及所述供氧管路分别串联有阀门；

所述监控组件包括压力表及用于检测氧气浓度的氧气测定仪，所述压力表及所述氧气测定仪均设于所述样品箱外且均连通至所述样品箱内。

2.根据权利要求1所述的高分子材料老化试验装置，其特征在于，所述箱体的敞开口朝上，所述样品架固定于所述盖体的下端。

3.根据权利要求2所述的高分子材料老化试验装置，其特征在于，所述温度计、所述供气管路的出气端、所述供氧管路的出气端、所述压力表及所述氧气测定仪均通过所述盖体连通至所述箱体内。

4.根据权利要求3所述的高分子材料老化试验装置，其特征在于，还包括台架及升降机构，所述升降机构设于所述台架上，所述盖体与所述台架固定连接，所述箱体通过所述升降机构与所述台架上下滑动连接，当所述升降机构控制所述箱体向下滑动时，所述箱体与所述盖体分离。

5.根据权利要求4所述的高分子材料老化试验装置，其特征在于，所述台架的底部设有滑轮。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的高分子材料老化试验装置，其特征在于，所述箱体、所述盖体及所述样品架的横截面均为圆形。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的高分子材料老化试验装置，其特征在于，所述箱体通过螺栓与所述盖体可拆卸连接。

8.根据权利要求1～5中任一项所述的高分子材料老化试验装置，其特征在于，所述温度计包括温度探头，所述温度探头穿设于所述盖体且设置于所述箱体内的中部，所述加热器铺设于所述箱体的内壁上。

9.根据权利要求1～5中任一项所述的高分子材料老化试验装置，其特征在于，所述箱体的周壁上由内至外依次设有隔热层及不锈钢层。

10.根据权利要求1～5中任一项所述的高分子材料老化试验装置，其特征在于，还包括控制***，所述控制***分别与所述温度计、所述加热器、所述阀门、所述压力表以及所述氧气测定仪连接。