一种正负压试验装置的制作方法

1.本公开涉及正负压试验技术领域，尤其涉及一种正负压试验装置。


背景技术：

2.随着我国深空探测技术的快速发展，人们对地面环境模拟装置的功能性要求越来越高。环境模拟试验通常包括正压试验和负压试验，进行正压试验一般是通过压力容器来实现，进行负压试验则是通过真空容器来实现。目前进行正压试验和负压试验都分别需要在两个装置中，配备不同工况的密封容器中进行。


技术实现要素：

3.本公开提供一种正负压试验装置，以至少解决现有技术中存在的以上技术问题。
4.本公开提供一种正负压试验装置，包括装置本体、设置在所述装置本体上的正压试验组件和负压试验组件，所述装置本体内部设有空腔，所述空腔通过正压和负压的切换形成至少两种状态，所述状态包括通过所述正压试验组件对所述空腔施加正压的正压试验状态和通过所述负压试验组件对所述空腔抽真空的负压试验状态；
5.所述正压试验状态下，所述负压试验组件与所述空腔之间的通道密封；所述负压试验状态下，所述正压试验组件与所述空腔之间的通道密封。
6.在一可实施方式中，所述装置本体上开设有多个作为所述通道的接口，所述接口连通至所述空腔，所述正压试验组件和所述负压试验组件均通过与所述接口法兰连接的形式与所述装置本体相连。
7.在一可实施方式中，所述接口包括粗抽机接口、液氮进出接口、低温泵接口、负压抽气接口和负压充气接口；所述负压试验组件包括与所述粗抽机接口连通的粗抽机、与所述液氮进出接口连通的液氮装置、与所述低温泵接口连通的低温泵、与所述负压抽气接口连通的抽气泵和与所述负压充气接口连通的第一充气泵。
8.在一可实施方式中，所述负压试验组件还包括用于测量所述空腔内部压力的真空规，所述接口还包括负压测量接口，所述真空规通过正压球阀和真空阀门与负压测量接口连接，所述装置本体上还安装有用于接收所述真空规信号的显示仪表，所述显示仪表的上限值和下限值分别与所述抽气泵以及所述第一充气泵形成联锁；
9.所述真空规信号高于所述上限值时，所述抽气泵启动，所述第一充气泵停止；所述真空规信号低于所述下限值时，所述第一充气泵启动，所述抽气泵停止。
10.在一可实施方式中，所述接口还包括正压充放气接口，所述正压试验组件包括与所述正压充放气接口连通的第二充气泵。
11.在一可实施方式中，所述正压试验组件包括用于测量所述空腔内气压的正压测量仪表，所述接口还包括正压测量接口，所述正压测量仪表安装在所述正压测量接口上。
12.在一可实施方式中，所述接口均包括依次连接的接管、所述法兰和法兰外管道，所述接管的第一端连接在所述装置本体上，所述接管的第二端套设有所述法兰，所述法兰外
管道一端与所述法兰固定连接，另一端为自由端；所述法兰外管道内配装有正压球阀和真空阀门。
13.在一可实施方式中，所述法兰包括位于所述装置本体上的第一法兰和与所述第一法兰配套的第二法兰，所述第一法兰上开设有梯形密封槽，所述密封槽内安装有o型氟橡胶密封圈。
14.在一可实施方式中，所述低温泵设置有真空插板阀，所述粗抽机设置有真空挡板阀。
15.在一可实施方式中，所述装置本体包括第一本体和第二本体，所述第一本体与所述第二本体连接时形成完整的所述空腔，所述第一本体与所述第二本体通过密封装置密封连接。
16.基于上述方案，本公开具有以下有益效果：
17.(1)通过将负压试验组件和正压试验组件集成在一个装置上，在密封的空腔条件下，分别进行正压试验和负压试验，相较于现有的装置只能提供一种正压或负压试验工况，本公开无需使用两套试验工况，只需切换正压试验组件或负压试验组件，即可在同一个装置本体上进行正负压试验；
18.(2)通过设置法兰的形式，将正压试验组件与负压试验组件分别与装置本体上的接口相连，既便于拆卸，也增加了正压、负压试验下各个接口密封处理的手段；
19.(3)进行负压试验时，通过粗抽机将空腔抽至所需的真空状态，再通过启动低温泵和向罐内热沉充液氮的手段进一步控制密闭空腔中的压力，配合抽气泵和第一充气泵可将空腔内的气压保持到目标的真空状态；
20.(4)利用真空规可及时检测并收到空腔当前的气压反馈，便于通过联锁调节抽气泵和第一充气泵启停，以进一步精确控制空腔内的气压状态；
21.(5)通过设置第二充气泵，在切换至正压试验状态时，往空腔中充气，利用正压测量仪表可实时测量空腔内的气压，以使空腔保持最佳的正压试验状态；
22.(6)通过在与负压试验组件和正压试验组件法兰连接的接口上，第一法兰设置密封槽和o型氟橡胶密封圈，可有效加强每个接口在使用过程中的密封性能，加强整个空腔的密封性，提高正压试验和负压试验的准确性；
23.(7)通过设置正压球阀和真空阀门，在进行正压试验或负压试验时能够有效关闭接口，阻断对空腔的影响，达到更好的试验状态；
24.(8)插板阀为双向密封结构，无需涂装任何密封材料，插板阀的阀板在任一侧处于大气压下，另一侧处于真空时，都能保持真空密封的效果；密封装置的使用，也进一步提升整个装置进行正负压试验时的密封性能。
附图说明
25.图1所示为本公开一实施例提供装置的正视结构示意图；
26.图2所示为本公开一实施例提供装置的侧视结构示意图；
27.图3所示为本公开一实施例提供装置的俯视结构示意图。
28.图中：1.装置本体；101.第一本体；102.第二本体；2.粗抽机接口；3.液氮进出接口；4.低温泵接口；5.负压抽气接口；6.负压充气接口；7.负压测量接口；8.正压充放气接
口；9.正压测量接口；10.密封装置；11.备用口；12.紧急放气口。
具体实施方式
29.为使本公开的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而非全部实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
30.为了能够在同一个装置中完成正负压试验，如图1所示，本公开一实施例提供了一种正负压试验装置，包括装置本体1、设置在装置本体1上的正压试验组件和负压试验组件，装置本体1内部设有空腔，空腔通过正压和负压的切换形成至少两种状态，状态包括通过正压试验组件对空腔施加正压的正压试验状态和通过负压试验组件对空腔抽真空的负压试验状态；
31.正压试验状态下，负压试验组件与空腔之间的通道密封；负压试验状态下，正压试验组件与空腔之间的通道密封。
32.其中，装置本体1上开设有多个作为通道的接口，接口连通至空腔，正压试验组件和负压试验组件均通过与接口法兰连接的形式与装置本体1相连。
33.应该理解的是，本方案中正压和负压的切换，表示需要进行正压试验或负压试验的需求。且装置本体上1即便设有多个接口连通至空腔，但空腔在进行正压试验或负压试验时，由于部分接口处于密闭状态，部分接口处于与相应试验状态下试验组件工作的状态，因此空腔都处于密闭状态以提供试验环境。
34.负压试验组件用于提供对空腔抽真空、以使空腔内部形成负压试验状态的设备或条件，因此可以理解的是，负压试验组件在进行负压试验时，通过作为通道的接口，与空腔呈连通状态，在进行正压试验时，负压试验组件与空腔不连通，通道即接口呈密闭状态。正压试验组件用于提供对空腔施加正压，以使空腔内部形成正压试验状态的设备或条件；因此可以理解的是，正压试验组件在进行正压试验时，通过作为通道的接口，与空腔呈连通状态，在进行负压试验时，正压试验组件与空腔不连通，通道即接口呈密闭状态。
35.优选地，用于连接负压试验组件的接口包括粗抽机接口2、液氮进出接口3、低温泵接口4、负压抽气接口5、负压充气接口6、负压测量接口7；负压试验组件包括与粗抽机接口2连通的粗抽机、与液氮进出接口3连通的液氮装置、与低温泵接口4连通的低温泵、与负压抽气接口5连通的抽气泵、负压充气接口6连通的气源和与负压测量接口7连通的真空规，其中气源可来源于第一充气泵。
36.真空规用于检测负压试验状态下，空腔内的真空度，装置本体1上还安装有用于接收真空规信号的显示仪表，其中，显示仪表为真空计的显示仪表，真空计用于显示和控制真空规，并接收真空规的电信号转换为数值，再通过显示仪表显示出来。显示仪表的上限值和下限值分别与粗抽机或抽气泵和第一充气泵信号联锁。真空计根据真空规测量空腔内的真空度，当真空规信号高于上限时，粗抽机或抽气泵启动，以对空腔内继续抽气；与负压充气接口6连通的为直通气源时，还可通过气动阀的开关控制气源输入空腔；当真空规信号低于下限时启动第一充气泵对空腔进行充气；通过真空计的显示仪表的上下限值与抽气泵和第一充气泵联锁的配合使用，能够使得负压试验状态下的密闭空腔内部保持在需要的真空
度。
37.如图1至图3所示，接口还包括与正压试验组件连接的正压充放气接口8和正压测量接口9，正压试验组件包括与正压充放气接口8连通的第二充气泵，还包括用于测量空腔内气压的正压测量仪表，正压测量仪表安装在正压测量接口9上。
38.优选地，接口包括依次连接的接管、所述法兰和法兰外管道，接管的第一端连接在装置本体1上，接管的第二端套设有法兰，法兰外管道一端与法兰固定连接，另一端为自由端；法兰外管道内配装有正压球阀和真空阀门，正压球阀和真空阀门的安装顺序以及连接方式均根据装置本体1和试验要求确定，在此不做具体限定。
39.法兰包括靠近接管的第一法兰和与第一法兰配套的第二法兰，第二法兰可以与第一法兰配对连接固定在接口上，也可以设置在负压试验组件和正压试验组件上以便与接口连接时进行法兰配对。第一法兰上开设有梯形密封槽，密封槽内安装有密封圈，优选地，密封圈为o型氟橡胶密封圈。
40.优选地，低温泵设置有插板阀，插板阀为双向密封结构，可以有效密封与低温泵连接的接口，保持空腔内的密封状态。
41.如图1和图3所示，装置本体1包括第一本体101和第二本体102，第一本体101与第二本体102连接时形成完整的空腔，第一本体101与第二本体102通过密封装置10密封连接。本方案中，密封装置10又可称为快开式大门，快开式采用通用的快开机械形式，该密封装置10用于在进行开始或更快试验物品时，通过打开密封装置10，以将装置本体1拆卸为第一本体101和第二本体102，露出空腔，放入试验物品。
42.优选地，装置本体1上还设有备用口11和紧急放气口12，备用口11用于在进行正压试验或负压试验时，根据及时需求接通相关组件。紧急放气口12用于在空腔内的气压发生异常时，泄气使用。
43.应该理解的是，空腔内有热沉，本方案中热沉为不锈钢板式钢板或在空腔内表面涂黑漆，此处仅为举例，不对热沉做具体限定。
44.由于装置本体1上的密封装置10以及各接口的在进行正负压试验时密封性较好，可实现在同一个装置本体1中进行正负压试验的目的。
45.具体实施方式如下：
46.试验前，打开密封装置10露出空腔，放入试验物品，密闭密封装置10，使得第一本体101和第二本体102密封连接成为装置本体1。
47.进行负压试验时，关闭与正压试验组件连接的所有接口，关闭方式为关闭对应接口的真空阀门和正压球阀；并打开与负压试验组件连接的所有接口，打开方式为打开对应接口的真空阀门和正压球阀；
48.通过粗抽机抽取至空腔内的气压低于10pa，打开液氮进出接口3，通过液氮装置向空腔内热沉通入-196℃的液氮，同时启动已提前预冷完毕的低温泵，进一步降低空腔内的气压，如负压试验状态下的空腔内气压目标为小于1*10-5
pa，则将空腔内的气压降低至小于1*10-5
pa；整个过程均通过真空规及时检测并与粗抽机或抽气泵和第一充气泵联锁，由于装置本体1不可避免的存在泄露的可能，为了保证空腔内的真空度，当空腔内气压高于1*10-5
pa时，即真空规反馈的数值高于上限时启动粗抽机或抽气泵执行抽气步骤，当空腔内气压低于1*10-5
pa时，即真空规反馈的数值低于上限时启动第一充气泵执行充气步骤，如此，使
得空腔内的气压保持在1*10-5
pa左右。值得注意的是，本方案中的气压数值仅为举例，需要根据实际需求制定具体的真空度目标，如只要保证空腔内的为高真空状态。
49.进行正压试验时，关闭与负压试验组件连接的所有接口，关闭方式为关闭对应接口的真空阀门和正压球阀；并打开与正压试验组件连接的所有接口，打开方式为打开对应接口的真空阀门和正压球阀；
50.通过第二充气泵往正压充放气接口8充气，通过正压测量仪表对空腔内的气压情况进行监控，以控制第二充气泵的充气程度。
51.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
52.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
53.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。