Патент на изобретение №2176079

(54) КАМЕРА СОЛЯНОГО ТУМАНА

(57) Реферат:

Изобретение относится к установкам, предназначенным для испытания конструкций на воздействие соляного тумана. Камера соляного тумана содержит рабочий объем, в котором размещены генератор тумана с пьезоэлементом, отражатель, трубопровод для подачи соляного раствора, параллелограмм, полусферическую прозрачную теплоизолированную крышку камеры, блок управления и сигнализации, датчик температуры, сливной трубопровод, основной контур обогрева, контур ускоренного нагрева и теплоизолирующий элемент. Отражатель закреплен на генераторе тумана с пьезоэлементом и подсоединенным к нему трубопроводом для подачи соляного раствора, сам же генератор тумана установлен на параллелограмме и под центром прозрачной полусферической теплоизолированной крышки. В дне рабочего объема камеры установлен основной контур обогрева, тогда как теплоизолирующий элемент с размещенным под ним контуром ускоренного нагрева охватывает всю поверхность рабочего объема, внутри которого установлен датчик температуры, связанный с блоком управления и сигнализации, к которому подключены основной контур обогрева, контур ускоренного нагрева и генератор тумана с пьезоэлементом, при этом ко дну рабочего объема подсоединен сливной трубопровод. Данное изобретение направлено на повышение стабильности условий испытаний за счет оптимизации воздушно-тепловых потоков в рабочем объеме камеры. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в установках для испытания конструкций на воздействие соляного тумана.

Известна камера соляного тумана, содержащая аэрозольные аппараты, регуляторы дисперсности тумана с сеткой, трубопроводы, соединяющие аэрозольные аппараты и регуляторы дисперсности тумана с емкостью для среды, регулирующую и регистрирующую аппаратуру, при этом регулятор дисперсности тумана выполнен в виде полого усеченного конуса, верхним большим основанием которого является сетка, меньшее основание посредством трубопровода соединено с емкостью для среды, а аэрозольный аппарат установлен в полости конуса с возможностью перемещения вдоль оси конуса (А.С. СССР N 757937, МКЛ³ G 01 N 17/00, 1980 г. ).

Недостатком аналога является то, что в камере образуется избыток воздуха, жидкости или газа, которые необходимо выпускать, что отрицательно сказывается на стабильности условий испытаний.

Кроме того, известна камера соляного тумана, содержащая герметичный корпус с двойными стенками, нагревательные элементы, устройство для создания соляного тумана, при этом стенки камеры выполнены составными из соединенных между собой одинаковых по размеру полых панелей, часть панелей разделена перегородками на две сообщенные между собой полости, в одной из которых установлен нагреватель (А.С. СССР N 1578596, МКИ⁵ G 01 N 17/00, 1990 г.).

Недостатками аналога является неравномерность распределения тумана по объему камеры, что отрицательно сказывается на стабильности условий испытаний.

Известен также зарубежный аналог (Патент ФРГ N 2537429, кл. G 01 N 17/00, 1977 г. ) – устройство для проведения коррозионных испытаний, испытательная камера, служащая для создания коррозирующего климата, снабженная средствами для автоматического регулирования температуры и относительной влажности воздуха, а также средствами для разбрызгивания раствора соли при помощи сжатого воздуха. Разбрызгивание раствора соли производится через распылительное сопло. В результате разбрызгивания раствор соли образует мелкодисперсный туман. При этом для подачи раствора соли распылительное сопло через всасывающий трубопровод с большим проходным поперечным сечением соединено с открытым, резервуаром, который присоединен к находящемуся вне испытательной камеры сборнику. Внутри испытательной камеры установлен нагреватель, который при помощи регулятора температуры поддерживает в рабочем объеме камеры некоторую среднюю температуру.

Недостатком аналога является образование конденсата и попадание капель на испытуемое изделие, находящееся под аэрозольным аппаратом, что отрицательно влияет на стабильность условий испытаний.

Известна также камера для испытания изделий на воздействие соляного тумана, содержащая герметичный отсек с приспособлением для закрепления испытуемого изделия и предохранительным клапаном с аэрозольным фильтром, расположенный внутри отсека аэрозольный генератор с линией подачи соляного раствора, включающей емкость для него, и линией подачи сжатого воздуха, снабженной регулятором расхода, термостатирующее устройство с термостатируемым контуром и фотометрический датчик водности, при этом регулятор расхода выполнен в виде вентиля с электроприводом, на линии подачи сжатого воздуха до регулятора расхода последовательно установлены отсечный вентиль с электроприводом, воздушный фильтр, ресивер и манометры, а между регулятором расхода и аэрозольным генератором установлен теплообменник, фотометрический датчик установлен внутри герметичного отсека и электрически соединен через усилитель, стабилизатор напряжения и регистрирующе-регулирующий прибор с электроприводом регулятора расхода, предохранительный клапан электрически соединен с электроприводом отсечного вентиля, а теплообменник входит в термостатируемый контур термостатируемого устройства, причем линия подачи соляного раствора дополнительно снабжена фильтром и выполнена замкнутой (А. С. СССР N 1109600, МКЛ³ G 01 N 21/53, 1984 г.).

Недостатком аналога также является невысокая стабильность условий испытаний.

Известна также камера для испытания изделий на воздействие соляного тумана, содержащая аэрозольный аппарат со встроенным регулятором дисперсности соляного тумана, соединенные с ним трубопроводы для подачи сжатого воздуха и соляного раствора, сливной трубопровод, испытуемое изделие, дифракционную сетку, датчик температуры и нагреватели, при этом камера выполнена в виде двух разделенных дифракционной сеткой отсеков. Испытуемое изделие размещено в одном из отсеков и установлено на дифракционной сетке. Аэрозольный аппарат, входы и выходы трубопроводов размещены в другом отсеке. Нагреватели установлены на всех стенках камеры. Датчик температуры размещен в отсеке с испытуемым изделием, а камера снабжена размещенным на одной оси с продольной осью аэрозольного аппарата диаметрально противоположно ему отражателем со сферической поверхностью, причем стенка отсека камеры с испытуемым изделием, размещенная диаметрально противоположно сетке, выполнена в виде крышки с углом 120^o при вершине (Патент РФ N 2063017, МПК⁶ G 01 N 17/00, 1996 г.).

Недостатком аналога также является невысокая стабильность условий испытаний.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой является камера соляного тумана, содержащая рабочий объем, воздуховоды, аэрозольный аппарат, всасывающий вход которого при помощи вентилятора, фильтра и коллектора соединен с рабочим объемом, при этом она снабжена связывающим вход и выход аэрозольного аппарата трубопроводом с переключающим клапаном, установленным на выходе аэрозольного аппарата (А.С. СССР N 476532, кл. G 01 N 17/00, 1975 г.).

Недостатками прототипа являются неравномерность тумана по всему рабочему объему камеры, потери тумана на стенках воздуховода, в клапане и на дифракционной решетке за счет конденсации, сложность охлаждения верха камеры, что отрицательно сказывается на стабильности испытаний.

Задача изобретения – повышение стабильности условий испытаний за счет оптимизации воздушно-тепловых потоков в рабочем объеме камеры.

Поставленная задача решается тем, что в камере соляного тумана, содержащей рабочий объем, в котором размещены генератор тумана с пьезоэлементом, в отличие от прототипа, введены отражатель, трубопровод для подачи соляного раствора, параллелограмм, полусферическая прозрачная теплоизолированная крышка камеры, блок управления и сигнализации, датчик температуры, сливной трубопровод, основной контур обогрева, контур ускоренного нагрева, теплоизолирующий элемент, при этом отражатель закреплен на генераторе тумана с пьезоэлементом и подсоединенным к нему трубопроводом для подачи соляного раствора, сам же генератор тумана установлен на параллелограмме и под центром прозрачной полусферической теплоизолированной крышки, а в дне рабочего объема камеры установлен основной контур обогрева, тогда как теплоизолирующий элемент с размещенным под ним контуром ускоренного нагрева охватывает всю поверхность рабочего объема, внутри которого установлен датчик температуры, связанный с блоком управления и сигнализации, к которому подключены основной контур обогрева, контур ускоренного нагрева и генератор тумана с пьезоэлементом, при этом ко дну рабочего объема подсоединен сливной трубопровод.

Отличие описываемого устройства от аналога определяется следующими признаками:
– генератор тумана расположен в верхней части камеры, в связи с этим отпадает необходимость в воздуховодах и вентиляторах, обеспечивается равномерность тумана по всему объему камеры;
– отделение капель от тумана производится в отражателе, что позволяет избежать потерь соляного раствора на стенках воздуховода, в клапане и на дифракционной решетке за счет конденсации;
– воздух в камере отдает тепло в окружающую атмосферу через крышку. Благодаря тому, что нагрев осуществляется по всей площади дна, а теплоотдача – по всей площади крышки, не образуется упорядоченного конвективного тороидального движения теплого воздуха, а мелкие местные вихри перемешивают воздух в рабочем объеме, способствуя равномерному распределению тумана;
– рабочий объем камеры замкнут, в нем отсутствуют какие-либо потоки воздуха кроме тепловых;
– соляной раствор в заявляемом устройстве постоянно обновляется, конденсат через сливное отверстие в дне камеры удаляется в сливной бак, либо в канализацию, что позволяет, не применяя специальных фильтров в течение всего времени испытания, использовать химически чистый соляной раствор;
– для создания и поддержания температуры, заданной условиями испытаний, применены два контура обогрева: основной контур обогрева для автоматического поддержания температуры в процессе работы и контур ускоренного нагрева для вывода камеры на рабочий режим;
– генератор тумана смонтирован на параллелограмме с возможностью удаления его из рабочего объема для облегчения загрузки и выгрузки испытуемых образцов.

Существо изобретения поясняется чертежом, на котором изображена схема камеры соляного тумана.

Камера соляного тумана содержит рабочий объем 1, в котором размещены генератор тумана 2 с пьезоэлементом 3, закрепленным на генераторе тумана 2 отражателем 4, установленным на параллелограмме 5 и под центром прозрачной полусферической теплоизолированной крышки 6. К генератору тумана 2 подсоединен трубопровод для подачи соляного раствора 7. В дне рабочего объема 1 установлен основной контур обогрева 8. Контур ускоренного нагрева 9 и поверх него теплоизолирующий элемент 10 охватывает всю поверхность рабочего объема 1, в котором расположен датчик температуры 11, связанный с блоком управления и сигнализации 12, к которому подключены основной контур обогрева 8, контур ускоренного нагрева 9 и генератор тумана 2 с пьезоэлементом 3. Ко дну рабочего объема 1 подсоединен сливной трубопровод 13.

Камера соляного тумана работает следующим образом. При открытой прозрачной полусферической теплоизолированной крышке 6 генератор тумана 2 с пьезоэлементом 3 сдвигается вверх – в сторону, для более удобной загрузки образцов. Для сохранения горизонтального положения генератора тумана 2 он установлен на параллелограмме 5, что предотвращает выливание соляного раствора из генератора тумана 2 при его перемещении. В момент включения нагрев воздуха в рабочем объеме 1 камеры осуществляется как основным контуром обогрева 8, так и контуром ускоренного нагрева 9. При достижении температуры, заданной условиями испытаний, датчик температуры 11 выдает соответствующий электрический сигнал в блок управления и сигнализации 12, который выключает как основной контур обогрева 8, так и контур ускоренного нагрева 9. При этом контур ускоренного нагрева 9 выключается из работы до следующего включения камеры, и при понижении температуры в рабочем объеме 1 включится лишь основной контур обогрева 8, который автоматически поддерживает заданную температуру в рабочем объеме. Соляной раствор через трубопровод для подачи соляного раствора 7 поступает в генератор тумана 2. Пьезоэлемент 3, находящийся в генераторе тумана 2, совершает колебания с частотой, задаваемой генератором ультразвуковой частоты в блоке питания блока управления и сигнализации 12. Распыленный при этом туман проходит через отражатель 4 и заполняет рабочий объем 1 камеры. Образовавшиеся при распылении крупные капли не пролетают через отражатель 4 и стекают обратно в генератор тумана 2. Одновременно повышается температура соляного раствора поглощающего энергию механических колебаний пьезоэлемента 3. Теплый воздух, нагретый основным контуром обогрева 8, по всей площади дна рабочего объема 1 камеры поднимается вверх, смешиваясь с опускающимся вниз туманом.

В блок управления и сигнализации 12 входят серийные измеритель-регулятор температуры, часы таймер и генератор ультразвуковой частоты.

Длительность процесса испытаний устанавливается заданием таймеру времени включения и выключения. Водность генерируемого тумана регулируется пропорционально выходному напряжению генератора ультразвуковой частоты.

Туман частично конденсируется на внутренней поверхности рабочего объема 1 камеры и стекает на дно корпуса 1 и по сливному трубопроводу 13 самотеком удаляется из рабочего объема 1 камеры.

Итак, заявляемое изобретение позволяет значительно повысить стабильность условий испытаний.

Формула изобретения

Камера соляного тумана, содержащая рабочий объем, в котором размещены генератор тумана с пьезоэлементом, отличающаяся тем, что введены отражатель, трубопровод для подачи соляного раствора, параллелограмм, полусферическая прозрачная теплоизолированная крышка камеры, блок управления и сигнализации, датчик температуры, сливной трубопровод, основной контур обогрева, контур ускоренного нагрева, теплоизолирующий элемент, при этом отражатель закреплен на генераторе тумана с пьезоэлементом и подсоединенным к нему трубопроводом для подачи соляного раствора, сам же генератор тумана установлен на параллелограмме и под центром прозрачной полусферической теплоизолированной крышки, а в дне рабочего объема камеры установлен основной контур обогрева, тогда как теплоизолирующий элемент с размещенным под ним контуром ускоренного нагрева охватывает всю поверхность рабочего объема, внутри которого установлен датчик температуры, связанный с блоком управления и сигнализации, к которому подключены основной контур обогрева, контур ускоренного нагрева и генератор тумана с пьезоэлементом, при этом ко дну рабочего объема подсоединен сливной трубопровод.

РИСУНКИ