專利名稱：可模擬自然環(huán)境氣候條件的大型實驗裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種大型實驗裝置，尤其是涉及一種可模擬自然環(huán)境氣候條件的大型 實驗裝置，屬于一種大型的環(huán)境氣候?qū)嶒炑b置，可模擬高海拔、低溫、濃霧、雨天自然環(huán)境氣 候條件，主要用于進行環(huán)境氣候模擬試驗，也可以用于其它需要得到各種模擬自然環(huán)境的 場所。
背景技術：
環(huán)境氣候模擬裝置主要用于進行環(huán)境氣候模擬試驗，傳統(tǒng)的環(huán)境氣候試驗罐體的 體積通常較小，這些環(huán)境氣候試驗罐體在設計中均采用鋼結(jié)構(gòu)形式，而對于具有較大空間 要求的環(huán)境氣候?qū)嶒炇揖托枰笮偷沫h(huán)境氣候試驗罐體，若這些大型的環(huán)境氣候試驗罐體 也采用鋼結(jié)構(gòu)形式，就導致設備的制造難度較大，生產(chǎn)成本非常高，安全性和密閉性較差， 維護和維修的成本也較高，從而阻礙了大型的環(huán)境氣候模擬實驗裝置的發(fā)展。現(xiàn)有的環(huán)境 模擬實驗裝置，不具備霧天、雨天的低溫、高海拔環(huán)境模擬條件。當然，目前也有一些大型的綜合環(huán)境模擬試驗裝置，如
公開日為2007年08月01 日，公開號為CN101008651的中國專利中，公開了一種大型綜合環(huán)境模擬試驗裝置，該大型 綜合環(huán)境模擬試驗裝置集常壓低溫、常壓高溫、低氣壓(高度)、溫度-高度試驗及溫度沖擊 等五項常規(guī)環(huán)境模擬試驗功能于一體，該溫壓艙和高溫艙有效試驗容積高達5mX aiiX an， 但是該專利所公開的內(nèi)容中沒有記載溫壓艙和高溫艙的具體結(jié)構(gòu)。綜上所述，目前還沒有一種結(jié)構(gòu)簡單，安全性和密閉性好，生產(chǎn)成本低，便于維護 和維修的可模擬自然環(huán)境氣候條件的大型實驗裝置，從而給模擬自然環(huán)境氣候條件帶來較 大的不便。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中存在的上述不足，而提供一種結(jié)構(gòu)設計合理， 安全性和密閉性好，生產(chǎn)成本低，便于維護和維修的可模擬自然環(huán)境氣候條件的大型實驗裝置。本發(fā)明解決上述問題所采用的技術方案是該可模擬自然環(huán)境氣候條件的大型實 驗裝置包括罐體、制冷系統(tǒng)、噴霧系統(tǒng)、噴水覆冰系統(tǒng)和真空系統(tǒng)，所述罐體由底部、壁面和 頂部組成，所述底部和頂部分別固定在壁面的底端和頂端；所述制冷系統(tǒng)包括制冷機、冷 媒管道、制冷送風管和冷風機，所述制冷機位于罐體外，所述制冷送風管和冷風機位于罐體 內(nèi)，該制冷送風管與冷風機相連接，所述制冷機和冷風機通過冷媒管道相連接；所述噴霧系 統(tǒng)包括高壓微霧設備、高壓霧水輸送管道和高壓噴霧噴嘴系統(tǒng)，所述高壓微霧設備位于罐 體外，所述高壓噴霧噴嘴系統(tǒng)安裝在罐體內(nèi)，該高壓噴霧噴嘴系統(tǒng)位于罐體的上部，所述高 壓微霧設備和高壓噴霧噴嘴系統(tǒng)通過高壓霧水輸送管道相連接；所述噴水覆冰系統(tǒng)包括覆 冰水制備裝置、覆冰水輸送管道和噴水覆冰噴嘴系統(tǒng)，所述覆冰水制備裝置和噴水覆冰噴 嘴系統(tǒng)分別位于罐體外和罐體內(nèi)，該覆冰水制備裝置和噴水覆冰噴嘴系統(tǒng)通過覆冰水輸送管道相連接；所述真空系統(tǒng)包括真空泵、抽真空管道和破壞真空裝置，所述真空泵通過抽真 空管道與罐體相連接，所述破壞真空裝置安裝在罐體上；其特點在于所述底部從上往下 依次由4-6mm厚的環(huán)氧砂漿耐磨面層、300-500mm厚的防水混凝土找坡層、8-12mm厚的石 灰砂漿隔離層、1. 5-2. 5mm厚的防水層、18_22mm厚的水泥砂漿找平層、140_160mm厚的擠塑 聚苯乙烯板、1. 5-2. 5mm厚的底部隔汽層和450_550mm厚的鋼筋混凝土底板組成，所述石灰 砂漿隔離層中石灰和砂漿的重量比為1:4，所述水泥砂漿找平層中水泥和砂漿的重量比為 1:3，所述擠塑聚苯乙烯板的抗壓強度> 0. 4Mpa，該擠塑聚苯乙烯板的地坪荷載> 14t/m2 ； 所述壁面和頂部由內(nèi)而外均依次由90-110mm厚的鋼板幕墻面層、165-185mm厚的硬質(zhì)聚氨 酯保溫層、1. 5-2. 5mm厚的內(nèi)隔汽層、450_550mm厚的鋼筋混凝土層、5_7mm厚的外隔汽層和 5-7mm厚的外墻涂料層組成；所述壁面的高度在15_35m之間。本發(fā)明所述底部為圓形結(jié)構(gòu)，該底部的半徑在5-15m之間，所述頂部為球冠形結(jié) 構(gòu)，所述壁面為圓筒狀結(jié)構(gòu)。本發(fā)明所述鋼筋混凝土底板和鋼筋混凝土層中均摻有重量比為8%_12%的減水膨 脹劑和lKg/m3的聚丙烯纖維。本發(fā)明所述外墻涂料層采用有機硅改性丙烯酸外墻涂料。本發(fā)明所述底部從上往下依次由5mm厚的環(huán)氧砂漿耐磨面層、400mm厚的防水混 凝土找坡層、IOmm厚的石灰砂漿隔離層、2mm厚的防水層、20mm厚的水泥砂漿找平層、150mm 厚的擠塑聚苯乙烯板、2mm厚的底部隔汽層和500mm厚的鋼筋混凝土底板組成。本發(fā)明所述壁面和頂部由內(nèi)而外均依次由IOOmm厚的鋼板幕墻面層、175mm厚的 硬質(zhì)聚氨酯保溫層、2mm厚的內(nèi)隔汽層、500mm厚的鋼筋混凝土層、6mm厚的外隔汽層和6mm 厚的外墻涂料層組成。本發(fā)明中IOOmm厚的鋼板幕墻面層包括龍骨厚度。本發(fā)明所述防水層和底部隔汽層均為聚合物水泥防水涂料材質(zhì)。本發(fā)明所述內(nèi)隔汽層和外隔汽層均為聚合物水泥防水涂料材質(zhì)。本發(fā)明所述罐體噴水覆冰的溫度達-19°C，人工污穢試驗起霧的濕度達90%，真空 試驗時的氣壓為0. 05MP。本發(fā)明所述罐體的壁面的下部設置有一扇保溫密封門。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點和效果可模擬低溫、高海拔、霧天、雨天、 覆冰復雜自然環(huán)境氣候條件，結(jié)構(gòu)設計合理，布局科學，罐體的主體部分主要采用鋼筋混凝 土結(jié)構(gòu)，不僅可以保證罐體的安全性和密封性，而且較為經(jīng)濟、便于維護，該罐體壁面的結(jié) 構(gòu)形式及內(nèi)外表面所采用的多項構(gòu)造措施成功的滿足了各項環(huán)境氣候模擬試驗的要求，擴 大了適用面。本發(fā)明的罐體耐_19°C的低溫，防水和耐水性能強，保溫隔熱性能好，耐反復凍融 性能好；耐90%相對濕度，防銹蝕，使用壽命長；耐氣壓0. 05MP真空壓力。自潔能力強，具有 防開裂功能。本發(fā)明罐體中的外墻涂料層采用有機硅改性丙烯酸外墻涂料，外隔汽層采用聚合 物水泥砂漿防水涂料，使得罐體具有更好的防水、耐候、自潔能力，還具有外表裝飾及防開 裂的功能。硬質(zhì)聚氨酯保溫層采用聚氨酯為保溫材料，擠塑聚苯乙烯板采用擠塑板為保溫 材料，硬質(zhì)聚氨酯保溫層和擠塑聚苯乙烯板的內(nèi)保溫隔熱防冷橋構(gòu)造滿足了保溫隔熱、防 冷橋、防真空壓力的要求。鋼板幕墻面層滿足了保溫隔熱、防水淋、防高濕度、防真空壓力的要求。本發(fā)明采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的罐體、制冷系統(tǒng)、噴霧系統(tǒng)、噴水覆冰系統(tǒng)和真空系 統(tǒng)解決了大型實驗罐體的各種設計技術和制造、維修經(jīng)濟性問題，獲得復雜自然環(huán)境氣候 條件。
圖1是本發(fā)明實施例中可模擬自然環(huán)境氣候條件的大型實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明實施例中罐體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明實施例中罐體橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖2中A處放大后的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖并通過實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，以下實施例是對本發(fā) 明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實施例。實施例
參見圖1至圖4，本實施例中的可模擬自然環(huán)境氣候條件的大型實驗裝置包括罐體1、 制冷系統(tǒng)、噴霧系統(tǒng)、噴水覆冰系統(tǒng)和真空系統(tǒng)，其中，罐體1由底部3、壁面4和頂部5組 成，底部3和頂部5分別固定在壁面4的底端和頂端，在壁面4的下部設置有一扇保溫密封 門2，本實施例中的底部3為圓形結(jié)構(gòu)，該底部3的半徑為10. 6m，頂部5為球冠形結(jié)構(gòu)，壁 面4為圓筒狀結(jié)構(gòu)，該壁面4的高度為25m。本發(fā)明中底部3的半徑通常在5_15m之間，壁 面4的高度通常在15-35m之間。本實施例中的制冷系統(tǒng)包括制冷機15、冷媒管道14、制冷送風管13和冷風機12， 其中，制冷機位于罐體1外，制冷送風管13和冷風機12位于罐體1內(nèi)，該制冷送風管13與 冷風機12相連接，制冷機15和冷風機12通過冷媒管道14相連接。制冷機15的冷量通過 冷媒管道14輸送到制冷送風管13中，經(jīng)熱交換從冷風機12通過布置在罐體1側(cè)壁上的制 冷送風管13輸送到送風口，從而實現(xiàn)對罐體1進行溫度調(diào)節(jié)的目的。本實施例中的噴霧系統(tǒng)包括高壓微霧設備16、高壓霧水輸送管道17和高壓噴霧 噴嘴系統(tǒng)22，其中，高壓微霧設備16位于罐體1外，高壓噴霧噴嘴系統(tǒng)22安裝在罐體1內(nèi)， 該高壓噴霧噴嘴系統(tǒng)22位于罐體1的上部，高壓微霧設備16和高壓噴霧噴嘴系統(tǒng)22通過 高壓霧水輸送管道17相連接。高壓微霧設備16制備的高壓水通過高壓霧水輸送管道17輸 送到布置在罐體1上方的高壓噴霧噴嘴系統(tǒng)22中，高壓水最后從高壓噴霧噴嘴系統(tǒng)22上 的噴嘴微孔中噴出，從而使罐體1內(nèi)的試驗空間充滿需要的霧氣。本實施例中的噴水覆冰系統(tǒng)包括覆冰水制備裝置18、覆冰水輸送管道19和噴水 覆冰噴嘴系統(tǒng)23，覆冰水制備裝置18和噴水覆冰噴嘴系統(tǒng)23分別位于罐體1外和罐體1 內(nèi)，該覆冰水制備裝置18和噴水覆冰噴嘴系統(tǒng)23通過覆冰水輸送管道19相連接。覆冰水 制備裝置18制備而成的低溫水通過覆冰水輸送管道19輸送到罐體1側(cè)壁上的噴水覆冰噴 嘴系統(tǒng)23中，低溫水最后從噴水覆冰噴嘴系統(tǒng)23上的噴嘴小孔中噴出，形成一定大小粒徑 的水霧噴射到試驗物品上，與制冷系統(tǒng)配合達到噴水覆冰試驗的目的。本實施例中的真空系統(tǒng)包括真空泵20、抽真空管道21和破壞真空裝置M，真空泵20通過抽真空管道21與罐體1相連接，破壞真空裝置M安裝在罐體1上。真空系統(tǒng)可以 模擬不同地區(qū)，大氣壓力不同的試驗條件，真空泵20通過抽真空管道21連接罐體1抽取空 氣，調(diào)節(jié)罐體1內(nèi)的壓力，當試驗完成后由破壞真空裝置M向罐體1內(nèi)充氣，使罐體1恢復 當?shù)卮髿鈮毫?。本實施例中的底?從上往下依次由5mm厚的環(huán)氧砂漿耐磨面層31、400mm厚的 防水混凝土找坡層32、IOmm厚的石灰砂漿隔離層33、2mm厚的防水層34、20mm厚的水泥砂 漿找平層35、150mm厚的擠塑聚苯乙烯板36、2mm厚的底部隔汽層37和500mm厚的鋼筋混 凝土底板38組成。當然，本發(fā)明中的底部3從上往下可以依次由4-6mm厚的環(huán)氧砂漿耐磨 面層31、300-500mm厚的防水混凝土找坡層32、8_12mm厚的石灰砂漿隔離層33、1. 5-2. 5mm 厚的防水層34、18-22mm厚的水泥砂漿找平層35、140_160mm厚的擠塑聚苯乙烯板36、 1. 5-2. 5mm厚的底部隔汽層37和450_550mm厚的鋼筋混凝土底板38組成。本實施例的石灰砂漿隔離層33中石灰和砂漿的重量比為1:4，水泥砂漿找平層35 中水泥和砂漿的重量比為1:3，擠塑聚苯乙烯板36的抗壓強度> 0. 4Mpa，該擠塑聚苯乙烯 板36的地坪荷載> 14t/m2。本實施例的鋼筋混凝土底板38和鋼筋混凝土層44中均摻有 重量比為8%-12%的減水膨脹劑和lKg/m3的聚丙烯纖維，以降低水化熱，提高抗裂性能；防 水層34和底部隔汽層37均為聚合物水泥防水涂料材質(zhì)。減水膨脹劑和聚丙烯纖維對本領 域的技術人員來說為公知常識，此處不再詳述。本實施例中壁面4和頂部5由內(nèi)而外均依次由IOOmm厚的鋼板幕墻面層41、175mm 厚的硬質(zhì)聚氨酯保溫層42、2mm厚的內(nèi)隔汽層43、500mm厚的鋼筋混凝土層44、6mm厚的外 隔汽層45和6mm厚的外墻涂料層46組成。當然，本發(fā)明中壁面4和頂部5由內(nèi)而外均可 以依次由90-110mm厚的鋼板幕墻面層41、165-185mm厚的硬質(zhì)聚氨酯保溫層42、1. 5-2. 5mm 厚的內(nèi)隔汽層43、450-550mm厚的鋼筋混凝土層44、5_7mm厚的外隔汽層45和5_7mm厚的 外墻涂料層46組成。本發(fā)明中所說的鋼板幕墻面層41的厚度包括龍骨厚度，這對本領域 的技術人員來說為公知常識，此處不再對龍骨進行詳述。本實施例中的外墻涂料層46采用有機硅改性丙烯酸外墻涂料，內(nèi)隔汽層43和外 隔汽層45均為聚合物水泥防水涂料材質(zhì)。本實施例中罐體1的噴水覆冰溫度達_19°C，人工污穢試驗起霧的濕度達90%，真 空試驗時的氣壓達0. 05MP。本實施例中摻有重量比為8%_12%的減水膨脹劑和lKg/m3的聚丙烯纖維的鋼筋混 凝土底板38和鋼筋混凝土層44的強度、抗裂、抗?jié)B、低收縮性能均非常好，具體參數(shù)見表1。表1.混凝土材料性能
權(quán)利要求
1.一種可模擬自然環(huán)境氣候條件的大型實驗裝置，包括罐體、制冷系統(tǒng)、噴霧系統(tǒng)、噴 水覆冰系統(tǒng)和真空系統(tǒng)，所述罐體由底部、壁面和頂部組成，所述底部和頂部分別固定在壁 面的底端和頂端；所述制冷系統(tǒng)包括制冷機、冷媒管道、制冷送風管和冷風機，所述制冷機 位于罐體外，所述制冷送風管和冷風機位于罐體內(nèi)，該制冷送風管與冷風機相連接，所述制 冷機和冷風機通過冷媒管道相連接；所述噴霧系統(tǒng)包括高壓微霧設備、高壓霧水輸送管道 和高壓噴霧噴嘴系統(tǒng)，所述高壓微霧設備位于罐體外，所述高壓噴霧噴嘴系統(tǒng)安裝在罐體 內(nèi)，該高壓噴霧噴嘴系統(tǒng)位于罐體的上部，所述高壓微霧設備和高壓噴霧噴嘴系統(tǒng)通過高 壓霧水輸送管道相連接；所述噴水覆冰系統(tǒng)包括覆冰水制備裝置、覆冰水輸送管道和噴水 覆冰噴嘴系統(tǒng)，所述覆冰水制備裝置和噴水覆冰噴嘴系統(tǒng)分別位于罐體外和罐體內(nèi)，該覆 冰水制備裝置和噴水覆冰噴嘴系統(tǒng)通過覆冰水輸送管道相連接；所述真空系統(tǒng)包括真空 泵、抽真空管道和破壞真空裝置，所述真空泵通過抽真空管道與罐體相連接，所述破壞真空 裝置安裝在罐體上；其特征在于所述底部從上往下依次由4-6mm厚的環(huán)氧砂漿耐磨面層、 300-500mm厚的防水混凝土找坡層、8_12mm厚的石灰砂漿隔離層、1. 5-2. 5mm厚的防水層、 18-22mm厚的水泥砂漿找平層、140-160mm厚的擠塑聚苯乙烯板、1. 5-2. 5mm厚的底部隔汽 層和450-550mm厚的鋼筋混凝土底板組成，所述石灰砂漿隔離層中石灰和砂漿的重量比 為1:4，所述水泥砂漿找平層中水泥和砂漿的重量比為1:3，所述擠塑聚苯乙烯板的抗壓強 度> 0. 4Mpa，該擠塑聚苯乙烯板的地坪荷載> 14t/m2 ；所述壁面和頂部由內(nèi)而外均依次由 90-110mm厚的鋼板幕墻面層、165-185mm厚的硬質(zhì)聚氨酯保溫層、1.5-2. 5mm厚的內(nèi)隔汽 層、450-550mm厚的鋼筋混凝土層、5-7mm厚的外隔汽層和5_7mm厚的外墻涂料層組成；所述 壁面的高度在15-35m之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可模擬自然環(huán)境氣候條件的大型實驗裝置，其特征在于所 述底部為圓形結(jié)構(gòu)，該底部的半徑在5-15m之間，所述頂部為球冠形結(jié)構(gòu)，所述壁面為圓筒 狀結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可模擬自然環(huán)境氣候條件的大型實驗裝置，其特征在于所 述鋼筋混凝土底板和鋼筋混凝土層中均摻有重量比為8%-12%的減水膨脹劑和lKg/m3的聚 丙烯纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可模擬自然環(huán)境氣候條件的大型實驗裝置，其特征在于所 述外墻涂料層采用有機硅改性丙烯酸外墻涂料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的可模擬自然環(huán)境氣候條件的大型實驗裝置，其 特征在于所述底部從上往下依次由5mm厚的環(huán)氧砂漿耐磨面層、400mm厚的防水混凝土找 坡層、IOmm厚的石灰砂漿隔離層、2mm厚的防水層、20mm厚的水泥砂漿找平層、150mm厚的擠 塑聚苯乙烯板、2mm厚的底部隔汽層和500mm厚的鋼筋混凝土底板組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的可模擬自然環(huán)境氣候條件的大型實驗裝置，其 特征在于所述壁面和頂部由內(nèi)而外均依次由IOOmm厚的鋼板幕墻面層、175mm厚的硬質(zhì)聚 氨酯保溫層、2mm厚的內(nèi)隔汽層、500mm厚的鋼筋混凝土層、6mm厚的外隔汽層和6mm厚的外 墻涂料層組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的可模擬自然環(huán)境氣候條件的大型實驗裝置，其 特征在于所述防水層和底部隔汽層均為聚合物水泥防水涂料材質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的可模擬自然環(huán)境氣候條件的大型實驗裝置，其特征在于所述內(nèi)隔汽層和外隔汽層均為聚合物水泥防水涂料材質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的可模擬自然環(huán)境氣候條件的大型實驗裝置，其 特征在于所述罐體噴水覆冰的溫度達_19°C，人工污穢試驗起霧的濕度達90%，真空試驗 時的氣壓為0. 05MP。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的可模擬自然環(huán)境氣候條件的大型實驗裝置，其 特征在于所述罐體的壁面的下部設置有一扇保溫密封門。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可模擬自然環(huán)境氣候條件的大型實驗裝置，目前還沒有結(jié)構(gòu)簡單，安全性和密閉性好的該類裝置。本發(fā)明包括罐體，其特征是罐體的底部從上往下依次由4-6mm厚環(huán)氧砂漿耐磨面層、300-500mm厚防水混凝土找坡層、8-12mm厚石灰砂漿隔離層、1.5-2.5mm厚防水層、18-22mm厚水泥砂漿找平層、140-160mm厚擠塑聚苯乙烯板、1.5-2.5mm厚底部隔汽層和450-550mm厚鋼筋混凝土底板組成，罐體的壁面和頂部由內(nèi)而外依次由鋼板幕墻面層、硬質(zhì)聚氨酯保溫層、內(nèi)隔汽層、鋼筋混凝土層、外隔汽層和外墻涂料層組成。本發(fā)明設計合理，安全性和密閉性好，生產(chǎn)成本低，便于維護維修。
文檔編號G09B23/40GK102129805SQ201010611109
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者江友鈿, 胡建林, 趙新, 陸鋒, 雷洪 申請人:中國聯(lián)合工程公司