一种冻融循环模拟试验箱制造技术

本实用新型专利技术公开了一种冻融循环模拟试验箱，属于低温环境模拟技术领域。该试验箱包括：试验箱体、顶部温控装置、底部温控装置和控制终端；试验箱体内部设置有试样池和反力梁；顶部温控装置包括压缩机、冷凝装置、加热装置和风扇；底部温控装置包括支架、加热管路和油温加热循环装置；压缩机、冷凝装置、加热装置、风扇和油温加热循环装置均与控制终端电连接。该试验箱通过顶部温控装置和底部温控装置的配合，尤其是在风扇的扰动下，使试验箱内冷热温差达到均衡的同时稳态向下传递，并解决了试验样品表层易风化，造成试验误差的问题；通过补水装置的设置，增加了模拟真实性，提高了试验准确性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及低温环境模拟
，特别涉及一种冻融循环模拟试验箱。
技术介绍
现有技术中，冻融循环模拟试验箱模拟低温环境时，在制冷方式上采用热气旁通技术，在模拟土体的冻结过程时，不能保证试验箱内部的温度达到均衡，影响模拟准确性；试验样品在试验过程中表面易风化，与自然状态下介质所处的外界环境有很大差异，尤其是在大比尺模拟时，造成的试验误差会更加显著。综上所述，现有技术中的冻融循环模拟试验箱，存在试验箱内部温度不均衡，影响模拟准确性，以及试验样品表层易风化，造成试验误差的问题。
技术实现思路
本技术实施例提供一种冻融循环模拟试验箱，可以解决现有技术中的冻融循环模拟试验箱，存在试验箱内部温度不均衡，影响模拟准确性，以及试验样品表层易风化，造成试验误差的问题。本技术实施例提供一种冻融循环模拟试验箱，包括：试验箱体、顶部温控装置、底部温控装置和控制终端；所述试验箱体内部设置有试样池和反力梁；所述试样池设置在所述试验箱体的底部，并且所述试样池的底板为所述试验箱体的底板；所述反力梁为“U”型结构，包括横梁和两竖杆，所述横梁的两端部分别与所述两竖杆垂直连接；所述反力梁的两端部分别垂直设置在所述试样池的两相对侧面的顶边上；所述顶部温控装置包括压缩机、冷凝装置、加热装置和风扇；所述压缩机位于所述试验箱体外部；所述冷凝装置和所述加热装置均设置在所述试验箱体的内部顶板上，且所述冷凝装置位于所述加热装置上部；所述风扇设置在所述试验箱体的内部侧壁上，且所述风扇与所述冷凝装置位于同一高度；所述底部温控装置包括支架、加热管路和油温加热循环装置；所述支架设置在所述试样池底部；所述加热管路穿设在所述支架上，所述加热管路内设置有导热油；所述油温加热循环装置设置在所述试验箱体外部，所述油温加热循环装置分别与所述加热管路的两端口连接；所述压缩机、所述冷凝装置、所述加热装置、所述风扇和所述油温加热循环装置均与所述控制终端电连接。较佳地，本技术实施例提供一种冻融循环模拟试验箱，还包括：补水装置，所述补水装置包括设置在所述试样池底部的进水口和出水口，以及水位控制装置；所述水位控制装置设置在所述试验箱体外部，所述水位控制装置包括储水箱、液位传感器和水位控制器，所述储水箱通过所述进水口与所述试样池连通，所述液位传感器位于所述箱体外部的进水管路上，所述水位控制器位于所述储水箱外部；所述液位传感器与所述水位控制器电连接；所述水位控制器与电源电连接。较佳地，所述支架上设置有透水板，所述透水板上设置有透水孔。较佳地，所述试验箱体的顶板上开设有进风口和出风口；所述试验箱体的内部顶板上设置有与所述进风口连通的进风管路，所述试验箱体的内部顶板上设置有与所述出风口连通的出风管路。较佳地，所述试验箱体的侧板上开设有箱体门和观察窗。较佳地，所述试验箱体的外顶壁和外侧壁上均设置有保温板，所述试样池的外侧壁上均设置有保温板。较佳地，所述冷凝装置采用顶排风翅管式冷凝器。较佳地，所述加热装置采用加热棒。较佳地，所述控制终端采用带有触摸显示屏的GGD配电柜。本技术实施例中，提供一种冻融循环模拟试验箱，该试验箱通过顶部温控装置和底部温控装置的配合，尤其是在风扇的扰动下，使试验箱内冷热温差达到均衡的同时稳态向下传递，减少对原有试验样品的不利干扰，增加室内模拟的准确性；并且解决了在模拟冻结融化过程中试验样品表层易风化，造成试验误差的问题，提高了试验过程中相关参数的准确性，使试验数据更加真实，能从本质上揭示试验样品的相关参数在冻融过程中的变化，为寒区工程提供可信的硬件设备，对于有恒温要求的大体积贮藏，可以在设置精度内维持内部温度达到恒定和均一。附图说明图1为本技术实施例提供的一种冻融循环模拟试验箱结构示意图。图2为本技术实施例提供的一种冻融循环模拟试验箱底部温控装置结构示意图。图3为本技术实施例提供的透水板结构示意图。附图标记说明：100-箱体，101-试样池，102-反力梁，201-支架，202-加热管路，203-油温加热循环装置，300-透水板，300-1-透水孔。具体实施方式下面结合附图，对本技术的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。图1为本技术实施例提供的一种冻融循环模拟试验箱结构示意图，图2为本技术实施例提供的一种冻融循环模拟试验箱底部温控装置结构示意图，图3为本技术实施例提供的透水板结构示意图。如图1、图2和图3所示，该试验箱包括：试验箱体100、顶部温控装置、底部温控装置和控制终端。具体地，试验箱体100内部设置有试样池101和反力梁102。需要说明的是，试验箱体100、试样池101和反力梁102之间均采用焊接连接，保证试验箱整体的稳定性和刚度。需要说明的是，试验箱体100和试样池101均由4mm钢板与方形钢管所围成的底部支撑焊接为一体，方形钢管内部均匀充填发泡剂达到保温隔热效果，在底板上等间距布设若干槽钢，每两根槽钢对立放置，与槽钢长度方向垂直焊接等肢角钢，构成底部支撑，承受上部传来的载荷和支撑透水板300，试验过程中，试样在自身的毛管作用下可通过透水板300实现自动补水，以此模拟有地下水补给的冻融模型；槽钢和方形钢管焊接成试验箱体100的基本框架，基本框架内部用4mm厚度的不锈钢侧壁面板围挡，基本框架上焊接三根反力梁102，可满足不同的加载要求，与水接触的各个部位采用防锈蚀处理。需要说明的是，试样池101设置在试验箱体100的底板上，并且试样池101的底板为试验箱体100的底板。需要说明的是，反力梁102为“U”型结构，包括横梁和两竖杆，横梁的两端部分别与两竖杆垂直连接；反力梁102的两端部分别垂直设置在试样池101的两相对侧面的顶边上。需要说明的是，为满足不同试验的加载要求，以反力梁作为对试验模型施加荷载时反力的支撑点，将试验要求的荷载由液压千斤顶和反力梁102通过加载板传至试件，试验过程中，可以依照试验方法，在试验箱内的不同位置施加不同荷载。试件就是试验试样，给试样施加力的时候，需要通过在试样顶部放置一个平板，千斤顶给反力梁施加力，通过力的相互作用传到试件上，这样可以控制施加力的大小。较佳地，试验箱体100的顶板上开设有进风口和出风口；试验箱体100的内部顶板上设置有与进风口连通的进风管路，试验箱体100的内部顶板上设置有与出风口连通的出风管路。需要说明的是，进风管路和出风管路构成新风换气系统，新风换气系统除具有更新箱体内部空气功能外，当环境温度较高时，蝶阀的开启还有助于试验室内部温度升高，因此兼有加热补偿作用，进风口和出风口安置的电动蝶阀，通过GGD配电柜控制开启和关闭。较佳地，试验箱体100的侧板上开设有箱体门和观察窗。需要说明的是，试验箱的门作为进出口的通道，最容易对试验室内环境产生干扰及引起能源浪费，所以选择一种密封性好，抗低温和保温效果良好的门将是设计的关键。为了起到良好的保温隔热性能，室门采用与围护结构相同的两侧包有铁皮的聚氨酯保温板，门内侧与试验室外壁接触处设置橡胶圈，以减少室内外热量的交换。需要说明的是，观察窗安置在门对面距离地面1.5m的位置，方便观察试验室内部环境，观察窗采用双层真空玻璃，外层玻璃采用电热膜玻璃，以避免冷凝和霜冻的形成。较本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冻融循环模拟试验箱，其特征在于，包括：试验箱体(100)、顶部温控装置、底部温控装置和控制终端；所述试验箱体(100)内部设置有试样池(101)和反力梁(102)；所述试样池(101)设置在所述试验箱体(100)的底部，并且所述试样池(101)的底板为所述试验箱体(100)的底板；所述反力梁(102)为“U”型结构，包括横梁和两竖杆，所述横梁的两端部分别与所述两竖杆垂直连接；所述反力梁(102)的两端部分别垂直设置在所述试样池(101)的两相对侧面的顶边上；所述顶部温控装置包括压缩机、冷凝装置、加热装置和风扇；所述压缩机位于所述试验箱体(100)外部；所述冷凝装置和所述加热装置均设置在所述试验箱体(100)的内部顶板上，且所述冷凝装置位于所述加热装置上部；所述风扇设置在所述试验箱体(100)的内部侧壁上，且所述风扇与所述冷凝装置位于同一高度；所述底部温控装置包括支架(201)、加热管路(202)和油温加热循环装置(203)；所述支架(201)设置在所述试样池(101)底部；所述加热管路(202)穿设在所述支架(201)上，所述加热管路(202)内设置有导热油；所述油温加热循环装置(203)设置在所述试验箱体(100)外部，所述油温加热循环装置(203)分别与所述加热管路(202)的两端口连接；所述压缩机、所述冷凝装置、所述加热装置、所述风扇和所述油温加热循环装置(203)均与所述控制终端电连接。...

【技术特征摘要】
1.一种冻融循环模拟试验箱，其特征在于，包括：试验箱体(100)、顶部温控装置、底部温控装置和控制终端；所述试验箱体(100)内部设置有试样池(101)和反力梁(102)；所述试样池(101)设置在所述试验箱体(100)的底部，并且所述试样池(101)的底板为所述试验箱体(100)的底板；所述反力梁(102)为“U”型结构，包括横梁和两竖杆，所述横梁的两端部分别与所述两竖杆垂直连接；所述反力梁(102)的两端部分别垂直设置在所述试样池(101)的两相对侧面的顶边上；所述顶部温控装置包括压缩机、冷凝装置、加热装置和风扇；所述压缩机位于所述试验箱体(100)外部；所述冷凝装置和所述加热装置均设置在所述试验箱体(100)的内部顶板上，且所述冷凝装置位于所述加热装置上部；所述风扇设置在所述试验箱体(100)的内部侧壁上，且所述风扇与所述冷凝装置位于同一高度；所述底部温控装置包括支架(201)、加热管路(202)和油温加热循环装置(203)；所述支架(201)设置在所述试样池(101)底部；所述加热管路(202)穿设在所述支架(201)上，所述加热管路(202)内设置有导热油；所述油温加热循环装置(203)设置在所述试验箱体(100)外部，所述油温加热循环装置(203)分别与所述加热管路(202)的两端口连接；所述压缩机、所述冷凝装置、所述加热装置、所述风扇和所述油温加热循环装置(203)均与所述控制终端电连接。2.如权利要求1所述的试验箱，...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪恩良，姜海强，李冬凯，刘风波，张安琪，陈雨薇，刘兴超，包天鹅，
申请(专利权)人：东北农业大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23