溫控試驗箱箱體結構的製作方法

2023-07-10 01:35:01

專利名稱：溫控試驗箱箱體結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及力學環境試驗設備，具體涉及一種溫控試驗箱的箱體結構。
背景技術：
溫控試驗箱在力學環境試驗設備中亦稱溫度箱、溫控箱或綜合氣候箱等，主要用來模擬環境溫度的變化，並且與振動試驗臺配合使用，從而用來對產品進行溫度與振動綜合的力學環境試驗。這些試驗都是為了考察電子產品在運輸、儲存、使用過程中因振動及溫度變化對其產生的影響。其中，高加速壽命試驗(以下簡稱Halt)用來考察產品的設計性缺陷，而高加速應力篩選試驗(以下簡稱Hass)用來考察產品的製造性缺陷。
Halt/Hass試驗方法是由美國Hobbs工程公司的Gregg K Hobbs博士研究並於1988年在講授「篩選技術」課程時提出。從九十年代開始Halt和Hass試驗方法獲得推廣應用。與傳統的可靠性試驗不同，Halt試驗的目的是激發故障，即把產品潛在的缺陷激發成可觀察的故障。因此，它不是採用一般模擬實際使用環境進行的試驗，而是人為施加步進應力，在遠大於技術條件規定的極限應力下快速進行試驗，找出產品的工作極限甚至最終達到的損壞極限。然後，根據Halt確定的極限來制訂Hass方案,通過Hass剔除生產製造缺陷，使產品快速達到高可靠性。Halt/Hass試驗系統設備,必須包括滿足以下要求的溫度試驗和振動試驗兩項基本能力，並且能同時進行溫度和振動的組合試驗。1.振動試驗技術參數
(1)6自由度(三軸向六個自由度)的重複衝擊振動功能和準隨機振動功能；
(2)振動能量可分布帶寬10Hz 10000Hz；
(3)臺面的最大振動輸出量級不小於50Grms(臺面不加負載)。2.溫度試驗參數
溫度試驗是為了對產品進行快速的溫度變化試驗，這就要求Halt試驗設備的空氣循環系統能產生足夠大的風速，達到產品快速溫變效果以及保持溫度穩定。設備溫度試驗參數要求如下
Cl)快速溫變能力(最大溫變速率不小於60°C /min)；
(2)溫度變化範圍-100°C +200°C。3. Halt/Hass試驗時使用的溫控試驗箱與傳統可靠性試驗使用的溫控試驗箱的區別有
(1)傳統可靠性試驗中，振動源通常設在溫控試驗箱的下方，兩者之間是分體結構；而Halt/Hass試驗時振動試驗臺大多設置在溫控試驗箱的箱體內部，兩者為一體連接結構；
(2)傳統可靠性試驗的最大溫變速率彡50C/min ;而Halt/Hass試驗時溫控試驗箱內的最大溫變速率彡60 0C /min ；
(3)Halt/Hass試驗時溫控試驗箱須具有更寬的溫度範圍(_100°C +200°C)。從上述參數可以看出，Halt/Hass試驗與傳統可靠性試驗相比對溫控試驗箱箱體結構強度以及保溫隔熱性能要求更高。圖1為採用傳統溫控試驗箱技術製成的Halt/Hass試驗用的溫控試驗箱結構示意圖。從圖1中可以看出，目前Halt/Hass中使用的溫控試驗箱，主要由箱體和安裝在箱體內部的振動試驗臺8組成，其中，箱體由內膽1、外殼2和隔熱層3組成，外殼2構建出第一箱形空間，內膽I構建出第二箱形空間，內膽I位於外框架2內，內膽I由板材製成，內膽I與外殼2之間設有由保溫隔熱材料製成的隔熱層3。現有溫控試驗箱在從事Halt/Hass試驗中，由于振動試驗臺8及試驗物品均承載在箱體的內膽I上，容易出現內膽I變形和下沉，破壞箱體的隔熱層3，從而導致箱體的保溫性能下降，甚至破壞。因此針對Halt/Hass試驗對溫控試驗箱的要求，在溫控試驗箱的設計中，如何提高箱體的整體強度和剛性，同時提高箱體的保溫隔熱性能，以滿足Halt/Hass試驗等需要是本發明研究的課題。

發明內容
本發明提供一種溫控試驗箱箱體結構，其目的是要解決現有溫控試驗箱的箱體在剛性、強度以及保溫隔熱性能方面所存在的問題。為達到上述目的，本發明採用的技術方案是一種溫控試驗箱箱體結構，包括內膽以及隔熱層，內膽由板材拼接成一箱形結構，在內膽的外圍並且緊貼內膽設置一個內框架，內膽與內框架固定連接，該內框架是以杆件為龍骨構建成的一個內置式箱形骨架；在內框架的外圍並且距離內框架設置一個外框架，該外框架是以杆件為龍骨構建成的一個外置式箱形骨架，內框架與外框架之間在需要連接的每個側面上均至少通過三點進行隔熱式固定連接，所述隔熱式固定連接是以隔熱墊塊作為橋梁的剛性點連接結構，隔熱墊塊的一端與內框架固定連接，另一端與外框架固定連接，以此形成內外雙層桁架結構；所述隔熱層設在內框架與外框架之間的空間中。上述第一技術方案中的有關內容解釋如下1.上述方案中，所述內膽由板材拼接成一箱形結構中的「箱形結構」指兩種情況，第一種是內膽的前側面開放，而上、下、左、右和後側面由板材拼接而成；第二種是內膽的前側面和後側面同時開放，而上、下、左和右側面由板材拼接而成。同理，內框架和外框架對應內膽也具有兩種情況，第一種是前側面開放，第二種是前側面和後側面同時開放。當內膽、內框架和外框架的前側面開放時，溫控試驗箱的箱體配設有前門，當前側面和後側面同時開放時，箱體同時配設有前門和後門。2.上述方案中，為了使內框架方便的套裝到外框架內，所述外框架的內側面上設有導向槽，導向槽方向沿內框架與外框架套裝的方向布置，對應該導向槽的位置在內框架外側的相應位置上設有隔熱墊塊。3.上述方案中，所述隔熱墊塊與內框架或外框架之間可以直接用螺栓固定連接，也可以通過支架再用螺栓固定連接。本發明設計原理和構思是為了解決現有溫控試驗箱的箱體在剛性、強度以及保溫隔熱性能方面所存在的問題，本發明將箱體的框架分設成內、外兩個獨立的框架，內框架與外框架之間採用多點剛性連接，各剛性連接點採用高熱阻材料製成的絕熱墊塊作為橋梁同時實現固定連接和隔熱處理。內膽與內框架剛性連接，以杜絕箱體進行Halt或Hass試驗時而引起的金屬應力變形。內框架與外框架組成雙層桁架結構，增加了箱體的剛性，以適於在內膽內部安裝振動試驗臺、加熱器、加溼除溼裝置、循環風機及液氮極速製冷裝置等設備。內框架與外框架之間採用多點剛性隔熱連接以阻隔內、外框架之間的熱傳遞，降低箱體熱損耗。由於上述技術方案的運用，本發明與現有技術相比具有下列優點和效果1.本發明結構簡單，構思巧妙，尤其是將箱體分為內、外兩個獨立的框架結構，並採用隔熱墊塊以多點連接的方式將內框架與外框架構建成雙層桁架結構，從而大大提高了溫控試驗箱箱體結構的整體剛性，同時降低了溫控試驗箱箱體熱損耗，提高了保溫隔熱效果，可以滿足Halt/Hass試驗的技術要求。2.本發明溫控試驗箱箱體的內框架和外框架可以獨立加工生產，然後採用多點剛性連接方式進行最終裝配，這樣的設計降低了生產難度、方便在箱體內外夾層之間填充隔熱層。內膽框架與外箱框架加工時採用分離結構(即內膽框架、外箱框架單獨加工)，內膽框架可通過外箱框架上設計的導軌輕鬆推入外箱框架內完成裝配。本發明克服了 Halt/Hass試驗箱在進行大溫變試驗時引起的箱體結構變形，同時有效降低內、外框架之間的熱傳遞損耗；分離式的框架結構提高了 Halt/Hass試驗箱生產效率，降低人工成本。


附圖1為採用傳統溫控試驗箱技術製成的Halt/Hass試驗用的溫控試驗箱結構示意 附圖2為本發明溫控試驗箱結構示意 附圖3為本發明箱體結構實施例的立體 附圖4為本發明箱體結構中內膽實施例的立體 附圖5為本發明箱體結構中內框架與外框架裝配示意 附圖6為本發明箱體結構中採用的第一種隔熱式固定連接示意 附圖7為本發明箱體結構中採用的第二種隔熱式固定連接示意圖。以上附圖中1.內膽；2.外殼；3.隔熱層；4.內框架；5.外框架；6.內隔熱支架；7.外隔熱支架；8.隔熱墊塊；9.振動試驗臺；10.導向槽；11.上頂板；12.下底板；13.左側板；14.右側板；15.第一主龍骨；16.第二主龍骨；17.第三主龍骨；18.第一副龍骨；
19.第二副龍骨；20.風機軸承固定板；21.加溼除溼噴管固定板；22.加熱器固定板；23.液氮噴管固定板；24.振動試驗臺固定板；25.第四主龍骨；26.第五主龍骨；27.第六主龍骨；28.第三副龍骨；29.第四副龍骨；30.第五副龍骨；31.風機固定板。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述
實施例一種溫控試驗箱箱體結構
參見圖2 7所示，該箱體結構主要由內膽1、內框架4、外框架5和隔熱層3組成(見圖2)。內膽I由板材拼接成一箱形結構，該箱形結構由上頂板11、下底板12、左側板13和右側板14四片不鏽鋼板材(SUS304)通過焊接構成(見圖4)，內膽I的前側面和後側面同時開放為敞口。
在內膽I的外圍並且緊貼內膽I設置一個內框架4，內膽I採用螺釘鎖緊方式與內框架4固定連接，該內框架4是以杆件為龍骨構建成的一個內置式箱形骨架。如圖5所示，此內置式箱形骨架的主體由橫向布置的四根第一主龍骨15、縱向布置的四根第二主龍骨16和豎向布置的四根第三主龍骨17焊接構成。為了增加內框架4的剛性，在頂部和底部分別設有兩根第一副龍骨18，在兩個側部分別設有兩根第二副龍骨19。為了便於安裝其它設備(比如，振動試驗臺、加熱器、加溼除溼裝置、循環風機及液氮極速製冷裝置等設備)同時加強剛性，還設有一些輔助性加強板，比如在頂部設有風機軸承固定板20、加溼除溼噴管固定板21、加熱器固定板22、液氮噴管固定板23，在側部設有振動試驗臺固定板24等。這些固定板均與內框架4的主體焊接為一體。在內框架4的外圍並且距離內框架4設置一個外框架5，該外框架5是以杆件為龍骨構建成的一個外置式箱形骨架。如圖5所示，此外置式箱形骨架的主體由橫向布置的四根第四主龍骨25、第五主龍骨26和第六主龍骨27焊接構成。為了增加外框架5的剛性，在頂部和底部分別設有兩根第三副龍骨28，在兩個側部分別設有兩根第四副龍骨29，在底部還設有兩根第五副龍骨30。為了便於安裝風機，在頂部設有風機固定板31。內框架4與外框架5之間在需要連接的每個側面上均至少通過三點進行隔熱式固定連接。在本實施例中，由於內框架4和外框架5的前側面和後側面均為開放式敞口設計，內框架4與外框架5之間需要連接的側面為頂面、底面、左側面和右側面這四個面。所述隔熱式固定連接是以隔熱墊塊8作為橋梁的剛性點連接結構，隔熱墊塊8的一端與內框架4固定連接，另一端與外框架5固定連接，以此形成內外雙層桁架結構。隔熱式固定連接可以採用兩種形式之一，圖6所示為第一種形式，圖7所示為第二種形式。在第一種形式中，隔熱墊塊8直接固定連接在內框架4與外框架5之間(見圖6)。在第二種形式中，隔熱墊塊8的一端通過內隔熱支架6與內框架4固定連接，另一端通過外隔熱支架7與外框架5固定連接。所述隔熱層3設在內框架4與外框架5之間的空間中。為了使內框架方便的套裝到外框架內，所述外框架5的內側面上設有導向槽10，導向槽10方向沿內框架4與外框架5套裝的方向布置。在本實施例中設有四個導向槽10，這四個導向槽分布在外框架5的四個角部(見圖5)。對應該導向槽10的位置在內框架4外側的相應位置上設有隔熱墊塊8。總之，本發明箱體結構主要由內膽1、內框架4、外框架5和隔熱層3組成。內膽I以剛性連接方式固設在內框架4內部，內框架4通過導向槽10進入外框架5內部，外框架5與內框架4通過隔熱墊塊8以剛性點連接的方式裝配固定，內框架4與外框架5之間設有隔熱層3。製作時，單獨加工外框架5和內框架4，然後將內膽I與內框架4裝配後固定鎖緊，將隔熱墊塊8安裝到內框架4上，接著將裝配好的內框架4通過導向槽10推入外框架5內並鎖緊，組成雙層桁架結構。上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容並據以實施，並不能以此限制本發明的保護範圍。凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種溫控試驗箱箱體結構，包括內膽(I)以及隔熱層(3)，內膽(I)由板材拼接成一箱形結構，其特徵在於在內膽(I)的外圍並且緊貼內膽(I)設置一個內框架(4)，內膽(I)與內框架(4)固定連接，該內框架(4)是以杆件為龍骨構建成的一個內置式箱形骨架；在內框架(4)的外圍並且距離內框架(4)設置一個外框架(5)，該外框架(5)是以杆件為龍骨構建成的一個外置式箱形骨架，內框架(4)與外框架(5)之間在需要連接的每個側面上均至少通過三點進行隔熱式固定連接，所述隔熱式固定連接是以隔熱墊塊(8)作為橋梁的剛性點連接結構，隔熱墊塊(8)的一端與內框架(4)固定連接，另一端與外框架(5)固定連接，以此形成內外雙層桁架結構；所述隔熱層(3)設在內框架(4)與外框架(5)之間的空間中。
2.根據權利要求1所述的溫控試驗箱箱體結構，其特徵在於所述外框架(5)的內側面上設有導向槽(10)，導向槽(10)方向沿內框架(4)與外框架(5)套裝的方向布置，對應該導向槽(10)的位置在內框架(4)外側的相應位置上設有隔熱墊塊(8)。
3.根據權利要求1所述的溫控試驗箱箱體結構，其特徵在於所述隔熱墊塊(8)與內框架(4)或外框架(5)之間通過支架固定連接。
全文摘要
一種溫控試驗箱箱體結構，包括內膽以及隔熱層，其特徵在於將箱體的框架分設成內、外兩個獨立的框架，內框架與外框架之間採用多點剛性連接，各剛性連接點採用高熱阻材料製成的絕熱墊塊作為橋梁同時實現固定連接和隔熱處理。內膽與內框架剛性連接，以杜絕箱體進行Halt或Hass試驗時而引起的金屬應力變形。內框架與外框架組成雙層桁架結構，增加了箱體的剛性，以適於在內膽內部安裝振動試驗臺、加熱器、加溼除溼裝置、循環風機及液氮極速製冷裝置等設備。內框架與外框架之間採用多點剛性隔熱連接以阻隔內、外框架之間的熱傳遞，降低箱體熱損耗。
文檔編號B01L1/00GK103008033SQ20121056410
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月24日 優先權日2012年12月24日
發明者周國林, 黃曉光 申請人:蘇州蘇試試驗儀器股份有限公司