高低温湿热试验箱水路问题的分析与改造方案
来源：精秀热工
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发布日期：2018-06-07
环境试验设备质量的好坏，系统工作稳定性的高低，除了跟系统器件质量有关，同时也和整个系统的设计组成有关。本文根据高低温湿热试验箱水路系统现存工作不稳定、易发生故障的问题，在深入分析了高低温湿热试验箱水路系统设计图的基础上，并结合实际情况提出了水路循环系统以及其电路控制部分的改造方法，对于改进装备提高装备在试验任务中的可靠性有一定作用。
1、高低温湿热试验箱简介
JX-QH系列高低温湿热试验箱主要用于检测小型试验设备在温度、湿度等环境条件下的适应性。温度范围为-70~+150℃，湿度范围为30%~98%，温度偏差±2℃，湿度偏差+2/-3%R.H，工作空间为1m³。
1.1系统组成
高低温湿热试验箱主要由以下六部分组成：工作室保温箱体、空气循环系统、制冷加热系统、加湿除湿系统、安全保护系统及仪表控制系统。其组成框架图如图1所示
图1 组成框架图
1.2工作原理
主要使用电工学原理，为保证制冷系统和加热系统协调正常运行，而由各种电器、线路互连所构成的电气整体。
高低温湿热试验箱的基本工作原理如图2所示。
图2 高低温湿热试验箱工作原理图
2、高低温湿热试验箱水路现存问题分析及改造方法
2.1水路现存问题分析
高低温湿热试验箱在保障密集湿热试验任务时，系统稳定性差，故障率高，在半年时间内水路系统发生了3次故障，2次因水泵故障，1次因水泵皮囊漏水故障，3次均导致了试验任务中断，严重影响了试验任务的进程。
高低温湿热试验箱现水路设计图如图3所示：M8计量泵通入220V电源后，WV2电磁阀打开，将蓄水池中的水加入到箱内水盘，当低位水杯中的水达到FQ1浮球时，WV2电磁阀关闭，同时WVl电磁阀打开，这时计量泵持续的将水泵到高位水杯，高位水杯再不断的流向低位水杯，当湿热试验结束，WV3、WV4电磁阀打开，放掉水杯和水盘内剩余的水。在这个水路循环系统中，只要设备在做湿热试验，计量泵M8就需要一直不停的工作，有时湿热试验连续要做很多天，在任务量比较大时，这就给水泵造成长期满负荷工作，并且水泵皮囊长期挤压也容易造成漏水，这就致使整个湿热水路循环系统容易发生故障，经分析该水路系统在设计时理论上没问题，但在实际使用过程中，实用性和稳定性不足就暴露出来了。
图3 高低温湿热试验箱现水路设计图
2.2水路改造方法
针对目前存在的问题，可以通过水路系统局部改造来解决，考虑增加一个高位水箱，同时更换220V供电的计量泵M8为12V供电的自吸泵M9，M8使用寿命1年多，且皮囊容易漏水，M9使用寿命4年多，内部是采用活塞式的，相比之下M9要稳定的多。水路系统首先利用自吸泵先把水吸到高位水箱，由高位水箱再向高位水杯供水，高位水杯向低位水杯供水。这样通过浮球上的传感器、电路中的中间继电器控制自吸泵的自动开关，可以使自吸泵的工作时间减半，使整个水路循环系统更加合理，能有效增强水路系统工作稳定性。改造后，水泵不会长期满负荷工作，发生故障率大大降低，提高了试验任务的稳定性和连续性。高低温湿热箱水路改造后设计图如图4所示。
图4 高低温湿热箱水路改造后设计图
2.3电路控制分析
高低温湿热试验箱水路系统现电路控制图如图5所示
图5 高低温湿热试验箱水路系统现电路控制图
KA10中间继电器开脚控制做湿热试验，闭脚表示湿热试验结束，WV3、Wv4电磁阀打开，放掉水杯和水盘内的水。从图中可以看出M8计量泵KA10中间继电器开脚串联，所以只要做湿热试验，M8就一直得工作。
2.4电路控制改造方法
改造后电路控制图如图6所示。
图6 改造后电路控制图
FQ4下浮球和KA19中间继电器开脚并联再和上浮球FQ3、KA19中间继电器线圈串联来控制上位水箱加水，当加电后FQ3、FQ4和KA19中间继电器开脚都是通路，水箱一直加水，当水位到下浮球FQ4时，FQ4浮球传感器断开，但FQ3、KA19中间继电器开脚这一路还是通的，当水位到FQ3时，FQ3浮球传感器断开，这时整个链路就断开了，上位水箱也停止了加水，KA19中间继电器的开脚因掉电也不通了，这时M9自吸泵也暂停工作了。
当水位降到FQ4以下时，此时FQ3、FQ4均连通，KA19的线圈上电，KA19中间继电器的开脚吸合，水泵向水箱继续加水，触发到FQ3上浮球时，暂停加水，水泵就是这样往复间歇工作的。这样以来整个水路循环系统的工作稳定性大大提高了，解决了在实际工作中做湿热试验时，设备故障率高，影响试验任务进程的问题。12V电源和M9自吸泵连接图如图7。
图7 自吸泵M9连接图
从图7中可以看出中间继电器KA17开脚和KA19开脚并联之后和M9串联，当通电后KA17开脚和KA19开脚都是通路，当低位水杯中的水达到FQ1浮球时，FQ1断开，KA17线圈掉电，KA17开脚断开，从而控制Wv2电磁阀关闭，KA19开脚是由FQ3、FQ4浮球传感器的通断控制的，从而利用FQ3、FQ4浮球传感器通断控制KA19中间继电器开脚，再通过KA19中间继电器开脚的通断来控制M9自吸泵的开停。
3、结束语
本文根据高低温湿热试验箱在试验任务过程中存在的水路循环系统不稳定，易发生故障的特点，认真分析了试验箱的水路循环系统以及其电路控制部分，从中找出了发生问题的原因，并结合实际情况提出了水路循环系统以及其电路控制部分的改造方法，使高低温湿热试验箱在保障试验任务中更加稳定、可靠。
