專利名稱：分流式內(nèi)加濕型環(huán)境箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分流式內(nèi)加濕型環(huán)境箱。
背景技術(shù)：
約束可調(diào)式單軸溫度-應(yīng)力試驗機是一種研究混凝土早期的水化特性、應(yīng)力發(fā)展、變形模量以及徐變等特性的設(shè)備。環(huán)境箱是約束可調(diào)式單軸溫度-應(yīng)力試驗機上的一個重要裝置，是一種能夠模擬外界自然環(huán)境的裝置。由于混凝土試件的形變和開裂與外界自然環(huán)境中空氣的溫度、濕度和風速有一定的聯(lián)系。環(huán)境箱通過模擬不同的外界自然環(huán)境中空氣的溫度、濕度和風速，來定量的分析和評價各種外界自然環(huán)境對混凝土試件變形和開裂的敏感度。
目前，國內(nèi)外只有少數(shù)幾家公司和大學(xué)從事此產(chǎn)品的開發(fā)。在國外，有日本的東京大學(xué)和瑞士等相關(guān)科研機構(gòu)在開發(fā)該試驗機。在國內(nèi)，目前只有清華大學(xué)土木工程系建筑材料研究所已經(jīng)開發(fā)了該試驗機。但是，國內(nèi)外在約束可調(diào)式單軸溫度-應(yīng)力試驗機上都沒有采用環(huán)境箱，也就無法在試驗機上模擬不同的外界自然環(huán)境中空氣的溫度、濕度和風速，從而無法定量的分析和評價各種外界自然環(huán)境對混凝土試件變形和開裂的敏感度，限制了試驗機功能。
與環(huán)境箱類似的裝置是人工氣候箱。人工氣候箱是模擬外界自然環(huán)境的光照、溫度和濕度。環(huán)境箱不需要模擬外界的光照環(huán)境，卻要模擬風速。環(huán)境箱和人工氣候箱相似的地方是都有溫度和濕度調(diào)節(jié)部分，兩部分的要求也相同。在人工氣候箱上采用的溫度和濕度控制技術(shù)，在環(huán)境箱上都可采用。因此，借鑒現(xiàn)有的人工氣候箱溫度和濕度控制技術(shù)并進行改進，可顯著提高環(huán)境箱的溫度和濕度控制技術(shù)。
在溫度控制上，技術(shù)手段成熟，幾乎都是采用電加熱的方式和冷凝劑為冷媒的制冷方式。
目前采用的主要是外置噴霧加濕，采用分流混合方式實現(xiàn)加濕，雖然減輕了制冷對空氣濕度的影響，但由于從外置加濕器進入人工箱的空氣沒有通過人工氣候箱的溫度調(diào)節(jié)裝置，因此降低了空氣溫度的控制精度，另外不能實現(xiàn)水的循環(huán)利用，耗水量大增。
內(nèi)置加濕器實現(xiàn)了水的循環(huán)利用，但是由于加濕空氣在通過蒸發(fā)管時，空氣中的水份容易被蒸發(fā)器冷凝成液態(tài)的水，降低加濕效果。在中高溫區(qū)，內(nèi)置加濕器能夠工作正常，而在低溫區(qū)，當進入加濕器的空氣溫度低于0度時，會使水凝固，從而影響加濕器的正常工作和降低加濕性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種分流式內(nèi)除濕型環(huán)境箱。采用分流技術(shù)和內(nèi)置加濕原理，提高了加濕的精度，實現(xiàn)了水循環(huán)利用。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是包括內(nèi)室和加濕、蒸發(fā)、冷凝裝置，還在加濕室內(nèi)部設(shè)有內(nèi)置加溫型加濕器、對內(nèi)室空氣進行分流的管道，以及控制空氣分流的流量比例調(diào)節(jié)閥。其中內(nèi)室的左端通過進氣管道連通旁路管道和加濕室，其分流處各設(shè)有一個流量計和流量比例調(diào)節(jié)閥，加濕室又由連接管道、溫控管道、出氣管道連通內(nèi)室的右端；加濕器設(shè)有分流管、加熱器和位于加熱器上方的超聲波發(fā)生器。由控制電路調(diào)節(jié)流量比例調(diào)節(jié)閥的開度。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下主要的有益效果其一.采用了管道對空氣進行分流技術(shù)，利用流量比例調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)分流后空氣的流量，可調(diào)節(jié)加濕和不加濕的空氣比例，增強了空氣加濕的可控性和控制精度。這是因為1.調(diào)節(jié)流量比例調(diào)節(jié)閥的開度，可調(diào)節(jié)通過進氣管道的風量。由于不僅可以調(diào)節(jié)對空氣的加熱和制冷的速度，還可調(diào)節(jié)通過進氣管道的風量，多種調(diào)節(jié)途徑參與溫度調(diào)節(jié)，可提高溫度的控制精度。同時由于流量比例調(diào)節(jié)閥也可調(diào)節(jié)風速，是環(huán)境箱內(nèi)室模擬的風速更加準確。
2.調(diào)節(jié)流量比例調(diào)節(jié)閥的開度，可控制通過流量比例調(diào)節(jié)閥的空氣流量，通過旁路管道的空氣的濕度沒有改變，通過加濕室的濕度提高了，這兩股空氣在溫控管道的入口混合。調(diào)節(jié)流量比例調(diào)節(jié)閥可調(diào)節(jié)流過旁路管道和加濕室的空氣的流量，可增加或減少加濕空氣的流量，可實現(xiàn)空氣濕度的控制。由于流量比例調(diào)節(jié)閥的精度可達到很高，因此這種分流空氣的加濕方式，可實現(xiàn)高精度的加濕調(diào)節(jié)精度。
其二.采用內(nèi)置加溫型加濕器，利用加熱管對以金屬孔板波紋填料為介質(zhì)的表面直接蒸發(fā)式空氣加濕原理，加濕能力強，再配合超聲波霧化，進一步增強了加濕效果。
其三.采用加熱管保證金屬孔板波紋填料的溫度，使金屬孔板波紋填料表面的水分子保持一定的活性，消除了金屬孔板波紋填料在低溫加濕時水凝固的現(xiàn)象。
其四.將加濕室通過外部的循環(huán)水管道連通水箱和水泵，這樣，環(huán)境箱工作中的所有的水都沒有擴散到環(huán)境箱外部，可實現(xiàn)水的循環(huán)利用。避免人工添加水，方便，且節(jié)水。
總之，本發(fā)明實現(xiàn)簡單，加濕效率和濕度控制精度高，并且能夠?qū)崿F(xiàn)水循環(huán)利用。


圖1是分流式內(nèi)除濕型環(huán)境箱的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是分流式內(nèi)除濕型環(huán)境箱的電路控制方框原理圖。
具體實施例方式
本發(fā)明提供的是一種分流式內(nèi)除濕型環(huán)境箱，其創(chuàng)新點是內(nèi)室與進氣管道和出氣管道相連，流量比例調(diào)節(jié)閥將進氣管道和旁路管道連接在一起，流量比例調(diào)節(jié)閥將進氣管道和加濕室連接在一起，連接管道將加濕室和溫控管道連接在一起，風泵將溫控管道和出氣管道連接在一起。加濕室內(nèi)置加溫型加濕器。
下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步說明。
分流式內(nèi)除濕型環(huán)境箱的結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，包括內(nèi)室1和加濕、蒸發(fā)、冷凝裝置，還設(shè)有在加濕室4內(nèi)部設(shè)有內(nèi)置加溫型加濕器，對內(nèi)室空氣進行分流的管道，以及控制空氣分流的流量比例調(diào)節(jié)閥8；其中，內(nèi)室的左端通過進氣管道2連通旁路管道3和加濕室，其分流處各設(shè)有一個流量計29和流量比例調(diào)節(jié)閥，加濕室又由連接管道5、溫控管道6、出氣管道7連通內(nèi)室的右端；加濕器設(shè)有分流管11、加熱器和位于加熱器上方的超聲波發(fā)生器12。由控制電路調(diào)節(jié)流量比例調(diào)節(jié)閥的開度。
在上述內(nèi)室1、加濕室4和溫控管道6內(nèi)，可根據(jù)實際需要分布有若干個溫濕度傳感器28。在出氣管道7內(nèi)，設(shè)有溫濕度傳感器28和流量計29。
加熱器可由分流管11、金屬孔板波紋填料13、U形加熱管14和兩個超聲波發(fā)生器12組成，分流管設(shè)在加濕室4的頂部，其下方是金屬孔板波紋填料13和與金屬孔板波紋填料相接觸的溫濕度傳感器28。U形加熱管將金屬孔板波紋填料固定。
加濕室4可通過外部的循環(huán)水管道18連通水箱15和水泵16，即加濕室4的頂部入口通過管道與水泵16相連，加濕室4的底部通過管道與水箱15和水泵16相連，水泵16由電機17驅(qū)動。
蒸發(fā)管9通過管道24分別與冷凝管19和壓縮機20相連，冷凝管19和壓縮機20通過管道連接在一起。電機22驅(qū)動壓縮機20和風泵25，變頻器23控制電機22的轉(zhuǎn)速。風機21為冷凝管19散熱。
如圖2所示本發(fā)明控制電路可采用現(xiàn)有的單片機或PC機實現(xiàn)，通過電纜，其輸入通道分別與流量計29、溫濕度傳感器28相連，其輸出通道分別與流量比例調(diào)節(jié)閥8、電機17、風機21、變頻器23和27、發(fā)熱管10、U形加熱管14相連。
下面簡述一下本裝置的工作過程。
如圖1、圖2所示對控制器進行設(shè)定，要求控制器將環(huán)境箱的內(nèi)室1內(nèi)部的空氣的溫度和濕度控制在設(shè)定值附近。當溫濕度傳感器測量的溫度和濕度偏差超過了一定的范圍，控制器通過變頻器23和電機22驅(qū)動風泵25旋轉(zhuǎn)，內(nèi)室1的空氣在風泵25的抽氣作用下，進入進氣管道2。
當內(nèi)室1的溫度高于或低于設(shè)定的溫度值，控制器控制U形加熱管14對空氣進行加熱，或通過變頻器23和電機22控制壓縮機20，使蒸發(fā)管9工作，對空氣進行制冷。調(diào)節(jié)發(fā)熱管10的電流大小和壓縮機20的轉(zhuǎn)速，可調(diào)節(jié)對空氣的加熱和制冷的速度。調(diào)節(jié)流量比例調(diào)節(jié)閥8的開度，或調(diào)節(jié)電機26的轉(zhuǎn)速，可調(diào)節(jié)通過進氣管道2的風量。由于不僅可以調(diào)節(jié)對空氣的加熱和制冷的速度，還可調(diào)節(jié)通過進氣管道2的風量，多種調(diào)節(jié)途徑參與溫度調(diào)節(jié)，可提高溫度的控制精度。同時，由于流量比例調(diào)節(jié)閥8也可調(diào)節(jié)風速，是內(nèi)室1模擬的風速更加準確。
當內(nèi)室1的濕度高于設(shè)定的溫度值，控制器控制變頻器23和電機22控制壓縮機20，使蒸發(fā)管9工作，對空氣進行制冷抽濕，同時控制發(fā)熱管10對空氣進行加熱，平衡制冷抽濕對空氣溫度的改變，使空氣的濕度降低不影響溫度的調(diào)節(jié)。
當內(nèi)室1的濕度高于設(shè)定的溫度值，控制器通過電機17控制水泵16旋轉(zhuǎn)，水泵16抽取水箱15的水送到分流管11，水經(jīng)過分流管11的分流后，均勻噴到金屬孔板波紋填料13上，一部分水被金屬孔板波紋填料13吸附，多余的水滴落到加濕室4的底部，最后流入水箱15。溫濕度傳感器28檢測金屬孔板波紋填料13的表面溫度，當溫度低于一定的設(shè)定值后，啟動U形加熱管14對金屬孔板波紋填料進行加熱，使金屬孔板波紋填料維持在設(shè)定值以上。調(diào)節(jié)流量比例調(diào)節(jié)閥8的開度，可控制通過流量比例調(diào)節(jié)閥8的空氣流量，通過流量比例調(diào)節(jié)閥的空氣的濕度沒有改變，通過流量比例調(diào)節(jié)閥的空氣經(jīng)過加濕室4后濕度提高了，這兩股空氣在溫控管道6的入口混合。調(diào)節(jié)流量比例調(diào)節(jié)閥8的開度，可增加或減少加濕空氣的流量，以實現(xiàn)空氣濕度的控制。由于流量比例調(diào)節(jié)閥8的精度可達到很高，因此這種分流空氣的加濕方式，可實現(xiàn)高精度的加濕調(diào)節(jié)精度。
由于在溫控管道6內(nèi)部，對空氣降溫會降低空氣的濕度，因此在對空氣降溫的同時，必須同時對空氣進行加濕，以抵消空氣濕度的降低。
由于溫度調(diào)節(jié)和濕度調(diào)節(jié)可實現(xiàn)完全的隔離，因此溫度調(diào)節(jié)和濕度調(diào)節(jié)可進行疊加，即可同時調(diào)節(jié)空氣的溫度和濕度。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)境箱，包括內(nèi)室(1)和加濕、蒸發(fā)、冷凝裝置，其特征在于環(huán)境箱是一種分流式內(nèi)加濕型環(huán)境箱，其設(shè)有在加濕室(4)內(nèi)部的內(nèi)置加溫型加濕器，對內(nèi)室空氣進行分流的管道，以及控制空氣分流的流量比例調(diào)節(jié)閥(8)；其中，內(nèi)室的左端通過進氣管道(2)連通旁路管道(3)和加濕室，其分流處各設(shè)有一個流量計(29)和流量比例調(diào)節(jié)閥，加濕室又由連接管道(5)、溫控管道(6)、出氣管道(7)連通內(nèi)室的右端；加濕器設(shè)有分流管(11)、加熱器和位于加熱器上方的超聲波發(fā)生器(12)；由控制電路調(diào)節(jié)流量比例調(diào)節(jié)閥的開度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)境箱，其特征在于在內(nèi)室(1)、加濕室(4)和溫控管道(6)內(nèi)，分布有溫濕度傳感器(28)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)境箱，其特征在于在出氣管道(7)內(nèi)，設(shè)有溫濕度傳感器(28)和流量計(29)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)境箱，其特征在于加濕室(4)通過外部的循環(huán)水管道(18)連通水箱(15)、水泵(16)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)境箱，其特征在于控制電路采用單片機或PC機實現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明是分流式內(nèi)加濕型環(huán)境箱，其包括內(nèi)室(1)和加濕、蒸發(fā)、冷凝裝置，還設(shè)有在加濕室(4)內(nèi)部裝有內(nèi)置加溫型加濕器，對內(nèi)室空氣進行分流的管道，以及控制空氣分流的流量比例調(diào)節(jié)閥(8)；其中，內(nèi)室的左端通過進氣管道(2)連通旁路管道(3)和加濕室，其分流處各設(shè)有一個流量計(29)和流量比例調(diào)節(jié)閥，加濕室又由連接管道(5)、溫控管道(6)、出氣管道(7)連通內(nèi)室的右端；加濕器設(shè)有分流管(11)、加熱器和位于加熱器上方的超聲波發(fā)生器(12)；由控制電路調(diào)節(jié)流量比例調(diào)節(jié)閥的開度。本發(fā)明由于在加濕時，能使空氣分流，可調(diào)節(jié)加濕和不加濕的空氣量，顯著提高了環(huán)境箱內(nèi)部濕度控制精度，并且能夠?qū)崿F(xiàn)水循環(huán)利用。
文檔編號B01L1/00GK1818644SQ20061001857
公開日2006年8月16日 申請日期2006年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月16日
發(fā)明者陳靜, 胡曙光, 丁慶軍, 王發(fā)洲, 周志鋒 申請人:武漢理工大學(xué)