熱循環試驗設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種熱循環試驗設備，包括高溫槽、低溫槽和循環管路系統，所述循環管路系統包括與高溫槽相連的高溫介質管路、與低溫槽相連的低溫介質管路和用于介質回流的回流管路；高溫介質管路上設有高溫泵，高溫泵的出口與所述試件的介質入口之間設有高溫連接管，并與高溫槽之間設有高溫換熱管；低溫介質管路上設有低溫泵，低溫泵的出口與所述試件的介質入口之間設有低溫連接管，并與低溫槽之間設有低溫換熱管；回流管路包括兩條并列設置并均與試件的介質出口相連的高溫回流管路和低溫回流管路，高溫回流管路與所述高溫槽相連，低溫回流管路與低溫槽相連。該熱循環試驗設備能夠實現溫度的驟變，并能夠模擬散熱器在高寒地區的熱沖擊工況。
【專利說明】熱循環試驗設備
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于熱沖擊/熱循環試驗【技術領域】，具體涉及一種用于車用散熱器內部熱循環試驗的熱循環試驗設備。
【背景技術】
[0002]如圖1所示，為現有的一種熱循環試驗設備的結構示意圖。該熱循環試驗設備包括高溫槽1、低溫槽2，以及設置在高溫槽1、低溫槽2和試件3之間的循環管道，高溫槽I和低溫槽2內分別盛放有高低溫介質，且高溫介質和低溫介質均通過一個泵4注入到試件3內，高溫介質管和低溫介質管上分別設有用于調節流量的調節閥5，經過試件3后的高溫介質和低溫介質分別經過兩條并聯的回流管路回流至高溫槽I和低溫槽2內。
[0003]該熱循環試驗設備雖然在一定程度上能夠滿足一些試件3的熱循環試驗的要求，但還存在以下幾點不足:
[0004]1、由于高溫介質和低溫介質均用同一個泵4提供循環動力，而介質在經過泵的時候會與泵4之間發生熱交換，導致注入試件3的介質溫度上升和下降都比較緩和，溫差較小，無法對產品做劇烈的熱應變沖擊試驗，如圖2所示；
[0005]2、該熱循環試驗設備無法完成0°C以下及更低溫度的熱循環、熱沖擊試驗；
[0006]由于車用散熱器包含有扣合水室、密封圈、翅片、扁管和側板等厚度和蓄熱以及熱應變均差異很大的零部件，在高寒地區，發動機處于高溫工況，若突然打開熱水閥，會對散熱器造成不均衡的熱應變沖擊，經常導致散熱器側板、翅片在熱應變沖擊工況下發生撕裂，以及導致扣合的水室發生不可恢復性裂開、扁管和主片發生不可恢復性撕裂，并最終導致產品泄漏和報廢。
[0007]因此，在散熱器質量檢測時，需要模擬高寒地區的運行工況，對其進行熱循環/熱沖擊試驗，而現有的熱循環試驗設備由于溫差變化較慢，而無法滿足使用要求。
【發明內容】
[0008]有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種熱循環試驗設備，該熱循環試驗設備能夠實現溫度的驟變，并能夠模擬散熱器在高寒地區的熱沖擊工況。
[0009]為達到上述目的，本實用新型的熱循環試驗設備，包括高溫槽、低溫槽和循環管路系統，所述循環管路系統包括與高溫槽相連的高溫介質管路、與低溫槽相連的低溫介質管路和用于介質回流的回流管路；
[0010]所述高溫介質管路上設有高溫泵，所述高溫泵的出口與所述試件的介質入口之間設有高溫連接管，并與所述高溫槽之間設有高溫換熱管；
[0011]所述低溫介質管路上設有低溫泵，所述低溫泵的出口與所述試件的介質入口之間設有低溫連接管，并與所述低溫槽之間設有低溫換熱管；
[0012]所述回流管路包括兩條并列設置并均與試件的介質出口相連的高溫回流管路和低溫回流管路，所述高溫回流管路與所述高溫槽相連，所述低溫回流管路與低溫槽相連。[0013]進一步，所述高溫泵的出口管路上還設有高溫三通閥，所述高溫連接管和高溫換熱管分別與所述高溫三通閥的兩個出口相連。
[0014]進一步，所述低溫泵的出口管路上還設有低溫三通閥，所述低溫連接管和低溫換熱管分別與所述低溫三通閥的兩個出口相連。
[0015]進一步，所述高溫泵和高溫三通閥之間設有高溫流量控制旁路，所述高溫流量控制旁路上設有高溫流量調節閥并與所述高溫槽相連。
[0016]進一步，所述低溫泵和低溫三通閥之間設有低溫流量控制旁路，所述低溫流量控制旁路上設有低溫流量調節閥并與所述低溫槽相連。
[0017]進一步，所述回流管路上還設有回流三通閥，所述回流三通閥的入口與試件的介質出口相連，所述高溫回流管路和低溫回流管路分別與所述回流三通閥的兩個出口相連。
[0018]進一步，所述高溫槽和低溫槽之間設有液位平衡管，且所述液位平衡管上設有控制閥。
[0019]本實用新型的有益效果在于:
[0020]本實用新型的熱循環試驗設備，通過設置高溫介質管路，并將高溫泵的出口分別通過高溫連接管與試件相連和通過高溫換熱管與高溫槽相連，在進行熱循環試驗之前，利用高溫槽、高溫泵和高溫換熱管組成的循環管路，使高溫泵與高溫介質管路內的介質充分換熱，并達到熱平衡；同理，通過設置低溫介質管路，并將低溫泵的出口分別通過低溫連接管與試件相連和通過低溫換熱管與低溫槽相連，在進行熱循環試驗前，利用低溫槽、低溫泵和低溫換熱管組成的循環管路，使低溫泵與低溫介質管路內的介質充分熱交換，并達到熱平衡；且在整個熱循環試驗中，均保持高溫泵和低溫泵的開啟狀態，如此，便可使高溫泵和低溫泵對介質的溫度影響盡可能小，即通入試件的介質的溫度能夠實現驟變，即能夠進行溫度瞬時變化的熱沖擊試驗，能夠模擬車用散熱器在高寒地區受到的熱沖擊工況，即滿足車用散熱器的熱循環試驗要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]為了使本實用新型的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本實用新型提供如下附圖進行說明:
[0022]圖1為現有的一種熱循環試驗設備的結構示意圖；
[0023]圖2為采用該熱循環試驗設備后通入試件的介質溫度隨時間的變化周期圖；
[0024]圖3為本實用新型熱循環試驗設備實施例的結構示意圖；
[0025]圖4為采用本實施例熱循環試驗設備后通入試件的介質溫度隨時間的變化周期圖。
【具體實施方式】
[0026]下面將結合附圖，對本實用新型的優選實施例進行詳細的描述。
[0027]如圖3所示，為本實用新型熱循環試驗設備實施例的結構示意圖。本實施例的熱循環試驗設備，包括高溫槽1、低溫槽2和循環管路系統，循環管路系統包括與高溫槽I相連的高溫介質管路10、與低溫槽2相連的低溫介質管路20和用于介質回流的回流管路30。
[0028]高溫介質管路10上設有高溫泵11，高溫泵11的出口與試件3的介質入口之間設有高溫連接管12，并與高溫槽I之間設有高溫換熱管13，通過高溫泵11，能夠將高溫槽I內的介質注入到試件3內，且在熱循環試驗過程中，當不需要向試件3注入高溫介質時，利用高溫換熱管13將經過高溫泵11的介質回流至高溫槽1，用于保持高溫泵11與高溫介質管路10內的介質之間的熱交換平衡。
[0029]低溫介質管路20上設有低溫泵21，低溫泵21的出口與試件3的介質入口之間設有低溫連接管22，并與低溫槽2之間設有低溫換熱管23，通過低溫泵21，能夠將低溫槽2內的介質注入到試件3內，且在熱循環試驗過程中，當不需要向試件3注入低溫介質時，利用低溫換熱管23將經過低溫泵21的介質回流至低溫槽2，用于保持低溫泵21與低溫介質管路20內的介質之間的熱交換平衡。
[0030]回流管路30包括兩條并列設置并均與試件3的介質出口相連的高溫回流管路31和低溫回流管路32，高溫回流管路31與高溫槽I相連，低溫回流管路32與低溫槽2相連，通過設置回流管路30，能夠將經過試件3的介質回流至高溫槽I和低溫槽2，實現介質的循環利用并保持高溫槽I和低溫槽2的液位不變，進而保證經過高溫泵11和低溫泵21的介
質流量穩定。
[0031]進一步，高溫泵11的出口管路上還設有高溫三通閥14，高溫連接管12和高溫換熱管13分別與高溫三通閥14的兩個出口相連，通過設置高溫三通閥14，能夠選擇切換高溫連接管12和高溫換熱管13的開閉，且摒棄了分別在高溫連接管12和高溫換熱管13上設置閥門的形式，高溫三通閥14能夠與高溫介質管路10內的介質實現熱交換平衡，即利用高溫三通閥14切換高溫連接管12和高溫換熱管13時，對高溫介質的溫度影響較小。
[0032]同理，低溫泵21的出口管路上還設有低溫三通閥24，低溫連接管22和低溫換熱管
23分別與低溫三通閥24的兩個出口相連，通過設置低溫三通閥24，能夠選擇切換低溫連接管22和低溫換熱管23的開閉，且摒棄了分別在低溫連接管22和低溫換熱管23上設置閥門的形式，低溫三通閥24能夠與低溫介質管路20內的介質實現熱交換平衡，即利用低溫三通閥24切換低溫連接管22和低溫換熱管23時，對低溫介質的溫度影響較小。
[0033]進一步，高溫泵11和高溫三通閥14之間設有高溫流量控制旁路15，高溫流量控制旁路15上設有高溫流量調節閥16并與高溫槽I相連，通過設置高溫流量控制旁路15，能夠使高溫泵11始終保持在優良的工況范圍內工作，即當通入試件3的介質流量較大時，減少高溫流量控制旁路15的介質流量，當通入試件3的介質流量較小時，增大高溫流量控制旁路15的介質流量,并最終實現通過高溫泵11的介質流量穩定。
[0034]同理，低溫泵21和低溫三通閥24之間設有低溫流量控制旁路25，低溫流量控制旁路25上設有低溫流量調節閥26并與低溫槽2相連，通過設置低溫流量控制旁路25，能夠使低溫泵21始終保持在優良的工況范圍內工作，即當通入試件3的介質流量較大時，減少低溫流量控制旁路25的介質流量，當通入試件3的介質流量較小時，增大低溫流量控制旁路25的介質流量，并最終實現通過低溫泵21的介質流量穩定。
[0035]進一步，本實施例的回流管路30上還設有回流三通閥33，回流三通閥33的入口與試件3的介質出口相連，高溫回流管路31和低溫回流管路32分別與回流三通閥33的兩個出口相連，通過回流三通閥33能夠選擇切換高溫回流管路31和低溫回流管路32的開閉，進而控制介質回流至高溫槽I或低溫槽2，并使高溫槽I和低溫槽2內的液面位置不變。優選的，高溫槽I和低溫槽2之間設有液位平衡管6，且液位平衡管6上設有控制閥7，通過設置液位平衡管6，能夠使高溫槽I和低溫槽2內的液位相等，即本實施例的熱循環試驗設備在長時間運行過后，仍能夠通過液位平衡管6保持高溫槽I和低溫槽2內的液位相等。
[0036]本實施例的熱循環試驗設備，通過設置高溫介質管路10，并將高溫泵11的出口分別通過高溫連接管12與試件3相連和通過高溫換熱管13與高溫槽I相連，在進行熱循環試驗之前，利用高溫槽1、高溫泵11和高溫換熱管13組成的循環管路，使高溫泵11與高溫介質管路10內的介質充分換熱，并達到熱平衡；同理，通過設置低溫介質管路20，并將低溫泵21的出口分別通過低溫連接管22與試件3相連和通過低溫換熱管23與低溫槽2相連，在進行熱循環試驗前，利用低溫槽2、低溫泵21和低溫換熱管23組成的循環管路，使低溫泵21與低溫介質管路20內的介質充分熱交換，并達到熱平衡；且在整個熱循環試驗中，均保持聞溫栗11和低溫栗21的開啟狀態，如此，便可使聞溫栗11和低溫栗21對介質的溫度影響盡可能小，即通入試件3的介質的溫度能夠實現驟變，即能夠進行溫度瞬時變化的熱沖擊試驗，能夠模擬車用散熱器在高寒地區受到的熱沖擊工況，即滿足車用散熱器的熱循環試驗要求。
[0037]下面結合上述熱循環試驗設備對熱循環試驗方法的【具體實施方式】作詳細說明。
[0038]采用本實施例熱循環試驗設備的熱循環試驗方法，包括如下步驟:
[0039]I)將高溫換熱管13和低溫換熱管23連通，并將高溫連接管12和低溫連接管22切斷，使高溫泵11、高溫換熱管13和高溫槽I之間構成連通的回路，低溫泵21、低溫換熱管23和低溫槽2之間構成連通的回路；
[0040]2)開啟高溫泵11和低溫泵21，使高溫泵11與高溫介質管路10內的介質充分熱交換，低溫泵21與低溫介質管路20內的介質充分熱交換，即高溫泵11和高溫介質管路10內的介質達到熱交換平衡狀態，低溫泵21和低溫介質管路20內的介質達到熱交換平衡狀態；
[0041]3)連通低溫連接管22、切斷低溫換熱管23、切斷高溫連接管12和連通高溫換熱管13，此時低溫連接管22、試件3、低溫回流管路32和低溫槽2組成連通的回路，高溫泵11、高溫換熱管13和高溫槽I之間構成連通的回路，使試件3與低溫連接管22內的介質熱交換，直至設定的時間，即試件3處于低溫工況下；
[0042]4)切斷低溫連接管22、連通低溫換熱管23、連通高溫連接管12和切斷高溫換熱管13，此時高溫連接管12、試件3、高溫回流管路31和高溫槽I組成連通的回路，低溫泵21、低溫換熱管23和低溫槽2之間構成連通的回路，使試件3與高溫連接管12內的介質熱交換，直至設定的時間，即試件3處于高溫工況下；
[0043]5)往復循環步驟3)和步驟4)，直至達到設定的循環周期數量，在每次切換步驟3)和步驟4)的過程中，試件3均會受到低溫-高溫或高溫-低溫的熱沖擊，進而實現對試件3的熱循環試驗；
[0044]6 )熱循環試驗完成后，關閉高溫泵11和低溫泵21。
[0045]進一步，高溫泵11和低溫泵21均在額定功率工況下工作，使得通過高溫泵11和低溫泵21的介質流量穩定，并便于調控。本實施例的高溫槽11和低溫槽21內的介質為乙二醇，能夠將低溫槽21內的溫度降至-20°C，以滿足模擬散熱器在高寒地區的工況，當然，介質還可采用其他冰點、沸點在合理區間的液態物質，其原理相當，不再累述。
[0046]該熱循環試驗方法，能夠對試件3進行溫度驟變的熱沖擊和熱循環試驗，以提高熱應變的嚴酷度，縮短試驗周期，特別的，對于散熱器的熱循環試驗而言，可以達到以臺架試驗代替整車試驗，縮短試驗周期，加快新產品的開發進度。
[0047]另外，在熱循環試驗過程中，還可通過測量循環管路系統的熱損失，來改變高溫槽I和低溫槽2內的介質溫度，以實現熱補償。
[0048]最后說明的是，以上優選實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管通過上述優選實施例已經對本實用新型進行了詳細的描述，但本領域技術人員應當理解，可以在形式上和細節上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本實用新型權利要求書所限定的范圍。
【權利要求】
1.一種熱循環試驗設備，包括高溫槽、低溫槽和循環管路系統，其特征在于:所述循環管路系統包括與高溫槽相連的高溫介質管路、與低溫槽相連的低溫介質管路和用于介質回流的回流管路； 所述高溫介質管路上設有高溫泵，所述高溫泵的出口與試件的介質入口之間設有高溫連接管，并與所述高溫槽之間設有高溫換熱管； 所述低溫介質管路上設有低溫泵，所述低溫泵的出口與所述試件的介質入口之間設有低溫連接管，并與所述低溫槽之間設有低溫換熱管； 所述回流管路包括兩條并列設置并均與試件的介質出口相連的高溫回流管路和低溫回流管路，所述高溫回流管路與所述高溫槽相連，所述低溫回流管路與低溫槽相連。
2.根據權利要求1所述的熱循環試驗設備，其特征在于:所述高溫泵的出口管路上還設有高溫三通閥，所述高溫連接管和高溫換熱管分別與所述高溫三通閥的兩個出口相連。
3.根據權利要求2所述的熱循環試驗設備，其特征在于:所述低溫泵的出口管路上還設有低溫三通閥，所述低溫連接管和低溫換熱管分別與所述低溫三通閥的兩個出口相連。
4.根據權利要求3所述的熱循環試驗設備，其特征在于:所述高溫泵和高溫三通閥之間設有高溫流量控制旁路，所述高溫流量控制旁路上設有高溫流量調節閥并與所述高溫槽相連。
5.根據權利要求4所述的熱循環試驗設備，其特征在于:所述低溫泵和低溫三通閥之間設有低溫流量控制旁路，所述低溫流量控制旁路上設有低溫流量調節閥并與所述低溫槽相連。
6.根據權利要求1-5任一項所述的熱循環試驗設備，其特征在于:所述回流管路上還設有回流三通閥，所述回流三通閥的入口與試件的介質出口相連，所述高溫回流管路和低溫回流管路分別與所述回流三通閥的兩個出口相連。
7.根據權利要求1-5任一項所述的熱循環試驗設備，其特征在于:所述高溫槽和低溫槽之間設有液位平衡管，且所述液位平衡管上設有控制閥。
【文檔編號】G01N3/60GK203376225SQ201320384749
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年6月28日 優先權日:2013年6月28日
【發明者】胡昊, 熊靜 申請人:南方英特空調有限公司