一種用于大尺寸緊固件低溫疲勞試驗(yàn)的超低溫系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于低溫試驗(yàn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于大尺寸緊固件低溫疲勞試驗(yàn)的超低溫系統(tǒng)。本發(fā)明包括低溫環(huán)境箱和液氮浸泡液位控制系統(tǒng)，低溫環(huán)境箱用于密封和儲(chǔ)存液氮，液氮浸泡液位控制系統(tǒng)用于控制低溫環(huán)境箱內(nèi)部液氮液位。本發(fā)明通過低溫環(huán)境箱和液氮浸泡液位控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了大尺寸緊固件在交變大載荷加載的疲勞試驗(yàn)下超低溫的密封和溫度的恒定，為大尺寸緊固件的應(yīng)用提供設(shè)計(jì)依據(jù)，進(jìn)一步提高其安全性和可靠性，并且降低液氮的消耗，提高效率，節(jié)約測(cè)試成本。
【專利說明】一種用于大尺寸緊固件低溫疲勞試驗(yàn)的超低溫系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于低溫試驗(yàn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于大尺寸緊固件低溫疲勞試驗(yàn)的超低溫系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著核聚變工程的不斷發(fā)展，各種大尺寸非標(biāo)緊固件作為重要連接部件被應(yīng)用于核聚變裝置中。由于核聚變裝置復(fù)雜的運(yùn)行條件(復(fù)雜磁場(chǎng)，低溫環(huán)境)，因此對(duì)緊固件的材料和結(jié)構(gòu)的機(jī)械性能有著很高的要求，尤其是超低溫環(huán)境下的性能要求。
[0003]疲勞試驗(yàn)是一種對(duì)部件外在缺陷、內(nèi)在缺陷、顯微組織和環(huán)境條件非常敏感的性能，因此在核聚變裝置中對(duì)緊固件的超低溫疲勞試驗(yàn)性能測(cè)試成為必不可少的要求。
[0004]一般對(duì)緊固件的疲勞試驗(yàn)都是常規(guī)螺栓的低周疲勞，且均不能實(shí)現(xiàn)大尺寸非標(biāo)緊固件的77K超低溫試驗(yàn)。因此，亟需提供一種低溫系統(tǒng)用于大尺寸非標(biāo)緊固件的超低溫疲勞試驗(yàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題為:現(xiàn)有技術(shù)中的疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)無法滿足超低溫環(huán)境的溫度要求；同時(shí)，無法對(duì)大尺寸非標(biāo)緊固件進(jìn)行有效的疲勞試驗(yàn)。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下所述:
[0007]—種用于大尺寸緊固件低溫疲勞試驗(yàn)的超低溫系統(tǒng)，包括低溫環(huán)境箱和液氮浸泡液位控制系統(tǒng)，低溫環(huán)境箱用于密封和儲(chǔ)存液氮，液氮浸泡液位控制系統(tǒng)用于控制低溫環(huán)境箱內(nèi)部液氮液位。
[0008]作為優(yōu)選方案，所述低溫環(huán)境箱包括:殼體和電磁閥，電磁閥設(shè)置在殼體側(cè)壁上，其連接液氮罐，通過液氮浸泡液位控制系統(tǒng)的控制向殼體補(bǔ)充液氮。
[0009]所述殼體優(yōu)選采用304不銹鋼材料。
[0010]殼體通過固定板和法蘭固定于疲勞試驗(yàn)機(jī)主體；所述殼體為中空腔體，上端面、下端面各設(shè)有一個(gè)通孔，夾具通過上、下通孔對(duì)殼體內(nèi)部放置的大尺寸緊固件進(jìn)行其交變加載疲勞試驗(yàn)，殼體與夾具的連接處設(shè)有上隔熱墊、下隔熱墊；法蘭箍在下隔熱墊下部，法蘭下端面設(shè)有底部密封墊；殼體的側(cè)壁設(shè)有開關(guān)門。
[0011]所述開關(guān)門優(yōu)選通過折頁加以安裝；開關(guān)門和殼體側(cè)壁相接觸的位置設(shè)置門密封墊。
[0012]所述液氮浸泡液位控制系統(tǒng)包括:電磁閥控制器和液位溫度傳感器。所述液位溫度傳感器安裝于低溫環(huán)境箱殼體的內(nèi)部，用于監(jiān)控殼體內(nèi)液氮的液位和溫度:當(dāng)殼體內(nèi)液氮的液位處于液位設(shè)定值以下，即其溫度高于溫度設(shè)定值，電磁閥控制器控制電磁閥打開，與電磁閥相連的液氮罐向殼體補(bǔ)充液氮，直至殼體液氮液位和溫度達(dá)到設(shè)定值。
[0013]所述液位溫度傳感器優(yōu)選采用熱電偶。
[0014]本發(fā)明的有益效果為:[0015]本發(fā)明的用于大尺寸緊固件低溫疲勞試驗(yàn)的超低溫系統(tǒng)，通過低溫環(huán)境箱和液氮浸泡液位控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了大尺寸緊固件在交變大載荷加載的疲勞試驗(yàn)下超低溫的密封和溫度的恒定。通過本發(fā)明可以保證大尺寸緊固件能夠在恒定的超低溫(77K)環(huán)境下完成疲勞試驗(yàn)，為大尺寸緊固件的應(yīng)用提供設(shè)計(jì)依據(jù)，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的安全性和可靠性，并且降低液氮的消耗，提高效率，節(jié)約試驗(yàn)成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明用于大尺寸緊固件低溫疲勞試驗(yàn)的超低溫系統(tǒng)的低溫環(huán)境箱結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]1-固定板；21_上隔熱墊；22_下隔熱墊；3-電磁閥；4-殼體；5-折頁；6_開關(guān)門；7-法蘭；8_底部密封墊；9-門密封墊。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的用于大尺寸緊固件低溫疲勞試驗(yàn)的超低溫系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0019]本發(fā)明的用于大尺寸緊固件低溫疲勞試驗(yàn)的超低溫系統(tǒng)包括:低溫環(huán)境箱和液氮浸泡液位控制系統(tǒng)，低溫環(huán)境箱用于密封和儲(chǔ)存液氮，液氮浸泡液位控制系統(tǒng)用于控制低溫環(huán)境箱內(nèi)部液氮液位。
[0020]所述低溫環(huán)境箱包括:殼體4和電磁閥3,電磁閥3設(shè)置在殼體4側(cè)壁上,用于連接液氮罐，通過液氮浸泡液位控制系統(tǒng)的控制向殼體4補(bǔ)充液氮。
[0021]所述殼體4為中空腔體，優(yōu)選采用304不銹鋼材料。
[0022]殼體4通過固定板I和法蘭7固定于疲勞試驗(yàn)機(jī)主體。
[0023]殼體4上端面、下端面各設(shè)有一個(gè)通孔，夾具通過上、下通孔對(duì)殼體4內(nèi)部放置的大尺寸緊固件進(jìn)行交變加載疲勞試驗(yàn)，殼體4與夾具的連接處設(shè)有上隔熱墊21、下隔熱墊22 ;所述法蘭7箍在下隔熱墊22下部，法蘭7下端面設(shè)有底部密封墊8 ;所述上隔熱墊21、下隔熱墊22和底部密封墊8用于保證交變加載過程中殼體4的密封和溫度恒定。
[0024]殼體4的側(cè)壁設(shè)有開關(guān)門6，用于裝取大尺寸緊固件。開關(guān)門6優(yōu)選通過折頁5加以安裝。此外，開關(guān)門6和殼體4側(cè)壁相接觸的位置設(shè)有門密封墊9，進(jìn)一步保證殼體4的S封效果。
[0025]所述液氮浸泡液位控制系統(tǒng)包括:電磁閥3控制器和液位溫度傳感器。所述液位溫度傳感器安裝于低溫環(huán)境箱殼體4的內(nèi)部,用于監(jiān)控殼體4內(nèi)液氮的液位和溫度:當(dāng)殼體4內(nèi)液氮的液位處于液位設(shè)定值以下，即其溫度高于溫度設(shè)定值，電磁閥3控制器控制電磁閥3打開，與電磁閥3相連的液氮罐向殼體4補(bǔ)充液氮，直至殼體4液氮液位和溫度達(dá)到設(shè)定值。本實(shí)施例中，所述液位溫度傳感器采用熱電偶。
【權(quán)利要求】
1.一種用于大尺寸緊固件低溫疲勞試驗(yàn)的超低溫系統(tǒng)，包括低溫環(huán)境箱和液氮浸泡液位控制系統(tǒng)，其特征在于:低溫環(huán)境箱用于密封和儲(chǔ)存液氮，液氮浸泡液位控制系統(tǒng)用于控制低溫環(huán)境箱內(nèi)部液氮液位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大尺寸緊固件低溫疲勞試驗(yàn)的超低溫系統(tǒng)，其特征在于:所述低溫環(huán)境箱包括:殼體(4)和電磁閥(3)，電磁閥(3)設(shè)置在殼體(4)側(cè)壁上，用于連接液氮罐，通過液氮浸泡液位控制系統(tǒng)的控制向殼體(4)補(bǔ)充液氮。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于大尺寸緊固件低溫疲勞試驗(yàn)的超低溫系統(tǒng)，其特征在于:所述殼體(4)采用304不銹鋼材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的用于大尺寸緊固件低溫疲勞試驗(yàn)的超低溫系統(tǒng)，其特征在于:殼體(4)通過固定板(I)和法蘭(7)固定于疲勞試驗(yàn)機(jī)主體；所述殼體(4)為中空腔體，上端面、下端面各設(shè)有一個(gè)通孔，夾具通過上、下通孔對(duì)殼體(4)內(nèi)部放置的大尺寸緊固件進(jìn)行交變加載疲勞試驗(yàn)，殼體(4)與夾具的連接處設(shè)有上隔熱墊(21)、下隔熱墊(22)；法蘭(7)箍在下隔熱墊(22)下部，法蘭(7)下端面設(shè)有底部密封墊(8);殼體(4)的側(cè)壁設(shè)有開關(guān)門(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于大尺寸緊固件低溫疲勞試驗(yàn)的超低溫系統(tǒng)，其特征在于:所述開關(guān)門(6)通過折頁(5)加以安裝；開關(guān)門(6)和殼體(4)側(cè)壁相接觸的位置設(shè)有門密封墊(9)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于大尺寸緊固件低溫疲勞試驗(yàn)的超低溫系統(tǒng)，其特征在于:所述液氮浸泡液位控制系統(tǒng)包括:電磁閥(3)控制器和液位溫度傳感器。所述液位溫度傳感器安裝于低溫環(huán)境箱殼體(4)的內(nèi)部，用于監(jiān)控殼體(4)內(nèi)液氮的液位和溫度:當(dāng)殼體(4)內(nèi)液氮的液位處于液位設(shè)定值以下，即其溫度高于溫度設(shè)定值，電磁閥(3)控制器控制電磁閥(3)打開，與電磁閥(3)相連的液氮罐向殼體(4)補(bǔ)充液氮，直至殼體(4)液氮液位和溫度達(dá)到設(shè)定值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于大尺寸緊固件低溫疲勞試驗(yàn)的超低溫系統(tǒng)，其特征在于:所述液位溫度傳感器采用熱電偶。
【文檔編號(hào)】G01N3/32GK103852390SQ201210523676
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月7日
【發(fā)明者】康道安, 李鵬遠(yuǎn), 侯炳林, 陳輝, 孫振超, 王躍, 廖敏 申請(qǐng)人:核工業(yè)西南物理研究院