Результат интеллектуальной деятельности: КАМЕРА СОЛЯНОГО ТУМАНА

Изобретение относится к испытательной технике в области климатических исследований и может быть использовано для испытания изделий, материалов или покрытий для защиты от коррозии с целью определения их коррозионной стойкости, а также пригодности изделий к эксплуатации во влажной атмосфере или в атмосфере в присутствии солей.

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 G01N 17/00, опубл. 15.07.1990 г.).

Недостатками аналога является неравномерность распределения температуры по объему камеры, что вызывает неравномерность распределения тумана в камере и отрицательно сказывается на стабильности условий испытаний, ограниченная функциональная возможность установки, так как предназначена только для одного вида климатических испытаний, а именно, соляного тумана.

Известно также устройство (Патент ФРГ N2537429, кл. G01N 17/00, 1977 г.) 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 заданную температуру.

Недостатками аналога является образование конденсата и попадание капель на испытуемое изделие, находящееся под аэрозольным аппаратом, что отрицательно влияет на стабильность полученных результатов, образование избытка воздуха, жидкости или газа, которые необходимо удалять, что вызывает дополнительное хаотичное перемещение воздуха в камере и влияет на равномерность распределения тумана, нарушая стабильность испытательной среды.

Известна также камера соляного тумана 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 термостатирующим контуром и фотометрическим датчиком водности, при этом регулятор расхода выполнен в виде вентиля с электроприводом, на линии подачи сжатого воздуха до регулятора расхода предварительно 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 регистрирующее -регулирующий прибор с электроприводом регулятора расхода, предохранительный клапан электрически соединен электроприводом отсечного вентиля, а теплообменник входит в термостатирующий контур термостатируемого устройства, причем линия подачи соляного раствора дополнительно снабжена фильтром и выполнена замкнутой (А.С. СССР N 1109600, МКЛ3 G01N 21/53, опубл. 23.08.1984 г.).

Недостатками аналога является сложность конструкции, образование избытка воздуха или газа, которые необходимо удалять, что вызывает дополнительное хаотичное перемещение воздуха в камере и влияет на равномерность распределения тумана, нарушая стабильность испытательной среды, ограниченная функциональная возможность, так как предназначена только для одного вида климатических испытаний, а именно, соляного тумана.

Известна также камера соляного тумана для испытаний 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 раздельных 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 противоположной сетке, выполнена в виде крышки с углом 120° при вершине (Патент РФ N 2063017, МПК6 G01N 17/00, 1996 г.).

Недостатком аналога является невысокая стабильность условий испытаний, образование избытка воздуха или газа, которые необходимо удалять, что вызывает дополнительное хаотичное перемещение воздуха в камере и влияет на равномерность распределения тумана, нарушая стабильность испытательной среды, ограниченная функциональная возможность, так как предназначена только для одного вида климатических испытаний, а именно, соляного тумана.

Известна также климатическая установка для ускоренных климатических испытаний изделий на воздействие специальных сред, в том числе - соляного тумана, содержащая генератор тумана с пьезоэлементом расположенным за пределами камеры на магистрали воздуховода, связанный через обратный клапан с нагнетающим вентилятором с регулируемой скоростью вращения с одной стороны и с камерой рабочего объема с другой, на входе в которую воздуховод снабжен затвором, датчиком температуры и нагревательным элементом, встроенным в стенку воздуховода, а также коллектором с перфорацией, размещенным по периметру рабочего объема камеры, с резервуаром для рабочей среды через трубопровод с электромагнитным клапаном, снабжен сливным трубопроводом с электромагнитным клапаном, в верхней части камеры рабочего объема встроены вентилятор с регулируемой скоростью вращения и контур охлаждения, в средней - датчик влажности, сливной трубопровод камеры снабжен воздуховодом с обратным клапаном, блок управления и сигнализации - контроллером, генератор тумана содержит не менее двух пьезоэлементов (Патент на полезную модель RU 160829 U1, МПК G01N 17/00, опубл. 10.04. 2016 г.).

Недостатком аналога является сложность конструкции, образование избытка воздуха или газа в рабочем объеме, которые необходимо выпускать, а также нагнетание не очищенного воздуха в рабочий объем камеры, что отрицательно сказывается на получении стабильных и качественных результатов испытаний.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой является камера соляного тумана, содержащая рабочий объем, в котором размещены генератор тумана с пьезоэлементом, 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 (Патент РФ N2176079, МПК⁶ G01N 17/00, опубл. 20.11.2001 г.).

Недостатками прототипа являются длительное время достижения заданных параметров испытания, что отрицательно сказывается на получении стабильных и качественных результатах испытаний, узкая функциональная возможность установки.

Задача изобретения - повышение точности измерений, сокращение времени достижения заданных параметров испытательной среды и времени проведения испытания в целом, расширение функциональных возможностей использования установки за счет возможности проведения климатических испытаний в условиях повышенной относительной влажности воздуха и температуры или циклических испытаний при воздействии соляного тумана с последующей выдержкой образцов в атмосфере с повышенной относительной влажностью воздуха и температуры.

Технический результат:

- Повышение стабильности параметров испытательной среды и точности измерений.

- Сокращение времени достижения рабочих параметров испытательной среды и времени проведения испытания в целом.

Поставленная задача решается, а технический' результат достигается тем, что в камере соляного тумана, содержащей рабочий объем, в котором размещены генератор тумана с пьезоэлементом, установленном на параллелограмме, с закрепленным на нем отражателе и соединенным с трубопроводом для подачи рабочего раствора, контуры ускоренного и основного обогрева, расположенные под теплоизолирующим элементом, охватывающими весь рабочий объем, за исключением полусферической теплоизолированной крышки камеры, а ко дну рабочего объема подсоединен сливной трубопровода отличие от прототипа, камера оснащена датчиком влажности, установленным в рабочем объеме и подключенным к блоку управления камеры, на дне конической формы корпуса расположен увлажнитель, состоящий из регулируемого сливного патрубка и создаваемого им уровня раствора на дне рабочего объема соединенного со сливным трубопроводом, при этом контур ускоренного нагрева расположен в дне рабочего объема, тогда как основной контур нагрева находится на всей боковой поверхности рабочего объема.

Отличие описываемого устройства от прототипа определяется следующими признаками:

- на дне рабочего объема расположен увлажнитель, состоящий из регулируемого сливного патрубка и создаваемого им уровня раствора на дне рабочего объема, позволяющий сократить время достижения заданных параметров испытания,

- поддержание заданной температуры в рабочем объеме во время испытаний производится за счет двух контуров нагрева, расположенных в дне и боковой поверхности камеры. Нагревательный контур, расположенный в дне камеры используется для ускоренного нагрева раствора увлажнителя, передающего тепло в рабочий объем, а основной нагревательный контур, расположенный по всей боковой площади испытательной камеры, для поддержания температуры в процессе работы и создания конвективного потока испытательной среды, направленного вдоль боковой поверхности рабочего объема к верхней крышке и опускающийся по центру рабочего объема на исследуемые образцы;

- контроль влажности испытательной среды в процессе испытания производится установленным в рабочем объеме камеры датчиком влажности, позволяющим отслеживать значение влажности и через систему управления, взаимодействуя с контуром ускоренного нагрева обеспечивать заданное значение влажности во время проведения испытаний.

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

Камера соляного тумана содержит рабочий объем 1, в котором размещена чаша генератора тумана 2, с установленным на нее отражателем 3, установленная на параллелограмном механизме 4 под центром прозрачной полусферической крышкой 5. На дне рабочего объема 1 установлен контур ускоренного нагрева 6, а по всей боковой поверхности рабочего объема 1 установлен контур основного нагрева 7, покрытые теплоизолирующим элементом 8, который охватывает всю поверхность рабочего объема 1, в котором расположен датчик температуры 9 и датчик влажности 10, которые связанны через блок управления 11, с контуром ускоренного нагрева 6, контуром основного нагрева 7 и генератором ультразвуковой частоты с панелью управления 12. Ко дну рабочего объема 1 подсоединен сливной трубопровод 13, перед которым установлен регулируемый сливной патрубок 14, препятствующий полному сливу рабочего раствора 15 из рабочего объема камеры. Сливной трубопровод 13 соединен со съемным баком 16.

Камера соляного тумана работает следующим образом.

При проведении испытаний защитной способности в атмосфере соляного тумана, при открытой прозрачной полусферической крышке 5 на дно рабочего объема камеры 1, заливается рабочий раствор 15, уровень которого задается положением сливного патрубка 14, затем устанавливаются исследуемые образцы 17 и закрывается верхняя крышка. В момент включения, нагрев воздуха в рабочем объеме 1 камеры осуществляется контуром ускоренного нагрева 6 и контуром основного нагрева 7. При достижении заданной температуры, датчик температуры 9 выдает соответствующий сигнал в блок управления 11, который выключает оба контура нагрева и отображает данное действие на панели управления 12. При понижении температуры испытательной среды в рабочем объеме 1 включается контур основного нагрева 7, который автоматически поддерживает заданную температуру в рабочем объеме 1 в течение всего времени проведения испытания, исключая образование конденсата на боковой поверхности рабочего объема 1 и создавая конвективный поток испытательной среды, направленный вдоль всей боковой поверхности рабочего объема 1 к верхней крыше 5, опускающийся по центру рабочего объема 1 на исследуемые образцы 17, а стабильность параметров соляного тумана, вызванная частичной конденсацией испытательной среды на верхней крышке 5, обеспечивается дополнительным увлажнением испытательной среды, за счет включения контура ускоренного нагрева 6 и подогрева слоя рабочего раствора 15. Соляной раствор через трубопровод для подачи соляного раствора поступает в чашу генератора тумана 2. Пьезоэлемент, находящийся в чаше генератора тумана 2, совершает колебания с частотой, заданной генератором ультразвуковой частоты, состоящий в блоке управления 11. Распыленный при этом туман проходит через отражатель 3 и заполняет рабочий объем 1 камеры, вступая в конвективное движение испытательной среды вдоль всей боковой поверхности рабочего объема 1 к верхней крышке 5, опускающийся по центру рабочего объема 1 на исследуемые образцы 17. В процессе работы установки плотность тумана в рабочем объеме 1 возрастает, и образовавшиеся капли раствора оседают на дно, где регулируемым сливным патрубком 14 задается уровень рабочего раствора 15. При превышении установленного регулируемым патрубком уровня, рабочий раствор по сливному трубопроводу 13 самотеком удаляется из рабочего объема камеры 1 в съемный бак 16.

При проведении климатических испытаний в условиях повышенной относительной влажности воздуха и температуры, без конденсации, с периодической или постоянной конденсацией влаги на образцах, при открытой прозрачной полусферической крышке 5 на дно рабочего объема камеры 1, заливается рабочий раствор 15, уровень которого задается положением сливного патрубка 14, затем устанавливаются исследуемые образцы 17 и закрывается верхняя крышка. В момент включения, нагрев воздуха в рабочем объеме 1 камеры осуществляется контуром ускоренного нагрева 6 и контуром основного нагрева 7. При достижении заданной температуры, датчик температуры 9 выдает соответствующий сигнал в блок управления 11, который выключает оба контура нагрева и отображает данное действие на панели управления 12. При понижении температуры испытательной среды в рабочем объеме 1 включается контур основного нагрева 7, который автоматически поддерживает заданную температуру в рабочем объеме 1 в течение всего времени проведения испытания, исключая образование конденсата на боковой поверхности рабочего объема 1 и создавая конвективный поток испытательной среды, направленный вдоль всей боковой поверхности рабочего объема 1 к верхней крыше 5, опускающийся по центру рабочего объема 1 на исследуемые образцы 17. Влажность испытательной среды в рабочем объеме 1 контролируется датчиком влажности 10, связанным с блоком управления 11 выводящим количественное значение влажности на панель управления 12 и обеспечивающим заданное значение влажности испытательной среды за счет включения контура ускоренного нагрева 6 и подогрева слоя рабочего раствора 15.

Итак, заявляемое изобретение позволяет повысить точность измерений, сократить время достижения заданных параметров испытательной среды и время проведения испытания в целом, расширить функциональные возможности использования установки.