正负压高低温环境模拟试验台
技术领域
本实用新型属于环境模拟技术领域，特别涉及正负压高低温环境模拟试验台。
背景技术
伴随着环境模拟试验设备及技术的发展，在实践和解决理论问题的过程中，吸收了多门学科(热学、力学、电学、生物学、医学和光学等)和多项技术(制冷、真空、空调、自动控制、计量等)的相关理论和方法，形成了一个独立的技术理论体系——环境模拟技术。环境模拟技术是一门新的边缘科技，主要研究各种自然环境及诱发环境的人工再现技术和在环境模拟状态下的试验技术。
目前，经过研发，人们已经分别研发出对空气压力或温度领域的环境模拟设备，有压力下高温的环境模拟、真空下高温的环境模拟、压力下低温的环境模拟和真空下低温的环境模拟的不同系统设备。设备各自独立，不能对不同压力和温度的环境进行模拟，不能对工件内外部进行不同正负压环境的模拟，模拟存在局限性，多套系统需要较高的成本。而对于压力、真空、高温、低温的每个领域有各自的标准要求，这些要求之间不仅互相干扰，并且对泵、阀门、测量仪器、密封形式影响都很大，因此整合为一套系统需要解决密封问题和不同环境下测量仪器准确性的问题。
实用新型内容
本实用新型提供了正负压高低温环境模拟试验台，用以解决目前由于压力和温度环境的各自要求导致设备无法整合为一套系统而成本高且模拟环境有限的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：正负压高低温环境模拟试验台，包括腔体，所述腔体上连接有冷热循环机一和温度传感器；所述腔体上设置有腔体门和两对接口，每对接口包括腔体法兰接口和工件法兰接口，工件法兰接口穿入腔体的一端设有工件波纹管；其中一对接口分别连接有压力支管路，另一对接口分别连接有真空支管路；压力支管路上分别设置有自腔体一端的压力换热器、压力通断阀，两压力支管路汇合为压力主管路，压力主管路上设置有自压力支管路一端的压力通断阀、空压机；真空支管路上分别设置有自腔体一端的真空换热器、真空通断阀、真空传感器，两真空支管路汇合为真空主管路，所述真空主管路上设置有自真空支管路一端的真空通断阀、真空泵；所述压力通断阀和真空通断阀均为正负压通用安全阀；所述腔体采用不锈钢材料，腔体门通过法兰进行连接，腔体门上的法兰连接处设置有内外分隔的两处密封圈，内圈采用四氟垫圈、外圈采用真空密封圈；所述压力换热器和真空换热器分别连接有高低温换热器支管路，密封圈处连接有高低温腔体门支管路，高低温腔体门支管路与两高低温换热器支管路并联连接在高低温主管路上，高低温主管路连接在冷热循环机二上。
通过采用上述技术方案，冷热循环机一能够实现腔体内低温和高温的系统工作，空压机实现腔体内工件内外的压力的系统工作，真空泵实现腔体内外的真空的系统工作，因此能够实现高低温固定下工件内外不同的真空、高压的组合环境模拟，扩大了模拟的范畴，节省了分别制作不同的环境模拟的成本，实现一机多用的效果，具有显著的进步。克服了以下困难，一是腔体承受不同环境的能力，采用不锈钢材料并且设置两层密封圈，内圈密封圈承受部分密封以及隔绝温度，外圈起到真空密封，压力密封能够通过压紧实现密封，从而腔体能够满足低温、高温、真空、高压的组合环境模拟的环境模拟；二是压力调节阀、压力流量计、真空传感器、真空调节阀、各管路和阀门、真空泵、空压机会受到腔体温度影响，通过设置换热器，换热器上连接冷热循环机二对压力换热器和真空换热器的温度进行中和，传感器、阀门、管件、设备能够在常温下进行工作，实现实验需求；三是压力管路和真空管路的阀门，采用正负压通用安全阀（适用压力范围在绝压1Pa到1.0MPa之间，若超出这个压力范围，系统的密封和耐压需要重新设计），既可在压力工况下工作,也可以在真空工况下工作，从而操作压力或真空管路阀门的启闭，能够实现压力或真空的环境状态切换。
优选的，两压力支管路上的压力换热器共用一台换热器，两所述真空支管路上的真空换热器共用一台换热器。
通过采用上述技术方案，结构简单，节省资源，方便控制。
优选的，所述压力换热器与压力调节阀之间连通有压力放空管路，压力放空管路上设置有压力通断阀。
通过采用上述技术方案，压力放空管路的设置目的是在腔体需要抽真空时候，先泄压再抽真空，保护负压部分的泵阀。
优选的，所述真空换热器与真空传感器之间连通有真空补气管路，真空补气管路上设置有真空通断阀。
通过采用上述技术方案，真空补气管路的设置目的是在腔体需要充压时，先补气，再充压，保护腔体以及泵阀。另外真空补气管路上的真空调节阀可以实现负压状态下的升压速度控制。
优选的，所述压力主管路上靠近压力支管路的一端设置有压力流量计，所述压力支管路上靠近压力主管路的一端设置有压力调节阀。
通过采用上述技术方案，系统可以根据压力流量计的反馈数据对压力调节阀进行流量及压力的调整，并控制充压速度和泄压速度。
优选的，所述真空支管路靠近真空主管路的一端设置有真空调节阀。
通过采用上述技术方案，系统可以根据真空传感器的反馈数据对真空调节阀进行压力调整，并控制抽真空速度。
本实用新型的有益效果体现在：冷热循环机一能够实现腔体内低温和高温的系统工作，空压机实现腔体内工件内外的压力的系统工作，真空泵实现腔体内外的真空的系统工作，因此能够实现高低温固定下工件内外不同的真空、高压的组合环境模拟，扩大了模拟的范畴，节省了分别制作不同的环境模拟的成本，实现一机多用的效果，具有显著的进步。克服了以下困难，一是腔体承受不同环境的能力，采用不锈钢材料并且设置两层密封圈，内圈密封圈承受部分密封以及隔绝温度，外圈起到真空密封，压力密封能够通过压紧实现密封，从而腔体能够满足低温、高温、真空、高压的组合环境模拟的环境模拟；二是压力调节阀、压力流量计、真空传感器、真空调节阀、各管路和阀门、真空泵、空压机会受到腔体温度影响，通过设置换热器，换热器上连接冷热循环机二对压力换热器和真空换热器的温度进行中和，传感器、阀门、管件、设备能够在常温下进行工作，实现实验需求；三是压力管路和真空管路的阀门，采用正负压通用安全阀（适用压力范围在绝压1Pa到1.0MPa之间，若超出这个压力范围，系统的密封和耐压需要重新设计），既可在压力工况下工作,也可以在真空工况下工作，从而操作压力或真空管路阀门的启闭，能够实现压力或真空的环境状态切换。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解；本实用新型的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。
附图说明
图1是本实用新型实施例的管路连接结构示意图；
图2是本实用新型腔体连接的结构示意图。
附图标记：1、腔体；2、冷热循环机一；3、温度传感器；4、腔体门；5、腔体法兰接口；6、工件法兰接口；7、工件波纹管；8、压力支管路；9、真空支管路；10、压力换热器； 11、压力通断阀；12、压力主管路；13、空压机；14、真空换热器；15、真空通断阀；16、真空传感器；17、真空主管路；18、真空泵；19、内圈；20、外圈；21、高低温换热器支管路；22、高低温腔体门支管路；23、高低温主管路；24、冷热循环机二；25、压力放空管路；26、真空补气管路；27、压力流量计；28、压力调节阀； 29、真空调节阀。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本实用新型的技术方案，以下的实施例仅仅是示例性的，仅能用来解释和说明本实用新型的技术方案，而不能解释为对本实用新型技术方案的限制。
如图1和图2，正负压高低温环境模拟试验台，包括腔体1，腔体1上连接有冷热循环机一2和温度传感器3，连接为常规连接，不再赘述；所述腔体1上设置有腔体门4和两对接口，每对接口包括腔体法兰接口5和工件法兰接口6，工件法兰接口6穿入腔体1的一端设有工件波纹管7；其中一对接口分别连接有压力支管路8，另一对接口分别连接有真空支管路9；压力支管路8上分别设置有自腔体1一端的压力换热器10、压力通断阀11，两压力支管路8汇合为压力主管路12，压力主管路12上设置有自压力支管路8一端的压力通断阀11、空压机13；真空支管路9上分别设置有自腔体1一端的真空换热器14、真空通断阀15、真空传感器16，两真空支管路9汇合为真空主管路17，真空主管路17上设置有自真空支管路9一端的真空通断阀15、真空泵18；压力通断阀11和真空通断阀15均为正负压通用安全阀；腔体1采用不锈钢材料，腔体门4通过法兰进行连接，腔体门4上的法兰连接处设置有内外分隔的两处密封圈，内圈19采用四氟垫圈（或其他不影响真空的绝热垫圈）、外圈20采用真空密封圈；压力换热器10和真空换热器14分别连接有高低温换热器支管路21，密封圈处连接有高低温腔体门支管路22，高低温腔体门支管路22与两高低温换热器支管路21并联连接在高低温主管路23上，高低温主管路23连接在冷热循环机二24上，高低温腔体门支管路22、两高低温换热器支管路21以及高低温主管路23均为循环双管路。
冷热循环机一2能够实现腔体1内低温和高温的系统工作，空压机13实现腔体1内工件内外的压力的系统工作，真空泵18实现腔体1内外的真空的系统工作，因此能够实现高低温固定下工件内外不同的真空、高压的组合环境模拟，节省了分别制作不同的环境模拟的成本，实现一机多用的效果，具有显著的进步。克服了以下困难，一是腔体1承受不同环境的能力，采用不锈钢材料并且设置两层密封圈，内圈19密封圈承受部分密封以及隔绝温度，外圈20起到真空密封，压力密封能够通过压紧实现密封，从而腔体1能够满足低温、高温、真空、高压的组合环境模拟的环境模拟；二是压力调节阀28、压力流量计27、真空传感器16、真空调节阀28、各管路和阀门、真空泵18、空压机13会受到腔体1温度影响，通过设置换热器，换热器上连接冷热循环机二24对压力换热器10和真空换热器14的温度进行中和，传感器、阀门、管件、设备能够在常温下进行工作，实现实验需求；三是压力管路和真空管路的阀门，采用正负压通用安全阀（适用压力范围在绝压1Pa到1.0MPa之间，若超出这个压力范围，系统的密封和耐压需要重新设计），既可在压力工况下工作,也可以在真空工况下工作，从而操作压力或真空管路阀门的启闭，能够实现压力或真空的环境状态切换。
两压力支管路8上的压力换热器10共用一台换热器，两真空支管路9上的真空换热器14共用一台换热器，结构简单，节省资源，方便控制。
压力换热器10与压力调节阀28之间连通有压力放空管路25，压力放空管路25上设置有压力通断阀11，压力放空管路25的设置目的是在腔体1需要抽真空时候，先泄压再抽真空，保护负压部分的泵阀。真空换热器14与真空传感器16之间连通有真空补气管路26，真空补气管路26上设置有真空通断阀15真空补气管路26的设置目的是在腔体1需要充压时，先补气，再充压，保护腔体以及泵阀。另外真空补气管路26上的真空调节阀29可以实现负压状态下的升压速度控制。
压力主管路12上靠近压力支管路8的一端设置有压力流量计27，压力流量计27压力支管路8上靠近压力主管路12的一端设置有压力调节阀28，压力调节阀28系统可以根据压力流量计27的反馈数据对压力调节阀28进行流量及压力的调整，并控制充压速度和泄压速度。
真空支管路9靠近真空主管路17的一端设置有真空调节阀29，真空调节阀29系统可以根据真空传感器16的反馈数据对真空调节阀29进行压力调整，并控制抽真空速度。
具体使用方法如下，模拟高温环境下的正负压时，启动高低温冷热循环机一2制热，给予腔体1高温环境，启动高低温冷热循环机二24制冷，给予腔体门4、压力换热器10以及真空换热器14中和降温，工件内部需要正压则将工件连接在压力支管路8对应的波纹管上，外部通过未设置波纹管的腔体法兰接口5给予工件外而腔体1内的正压或真空环境，工件内部需要负压则将工件连接在真空支管路9对应的波纹管上，外部通过未设置波纹管的腔体法兰接口5给予工件外而腔体1内的正压或真空环境；模拟低温环境下的正负压时，启动高低温冷热循环机一2制冷，给予腔体1低温环境，启动高低温冷热循环机一24制热，给予腔体门4、压力换热器10和真空换热器14中和降温，工件内部需要正压则将工件连接在压力支管路8对应的波纹管上，外部通过未设置波纹管的腔体法兰接口5给予工件外而腔体1内的正压或真空环境，工件内部需要负压则将工件连接在真空支管路9对应的波纹管上，外部通过未设置波纹管的腔体法兰接口5给予工件外而腔体1内的正压或真空环境。
以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
