一種用於大尺寸緊固件低溫疲勞試驗的超低溫系統的製作方法

2023-05-28 05:41:46 4

一種用於大尺寸緊固件低溫疲勞試驗的超低溫系統的製作方法
【專利摘要】本發明屬於低溫試驗【技術領域】，具體涉及一種用於大尺寸緊固件低溫疲勞試驗的超低溫系統。本發明包括低溫環境箱和液氮浸泡液位控制系統，低溫環境箱用於密封和儲存液氮，液氮浸泡液位控制系統用於控制低溫環境箱內部液氮液位。本發明通過低溫環境箱和液氮浸泡液位控制系統實現了大尺寸緊固件在交變大載荷加載的疲勞試驗下超低溫的密封和溫度的恆定，為大尺寸緊固件的應用提供設計依據，進一步提高其安全性和可靠性，並且降低液氮的消耗，提高效率，節約測試成本。
【專利說明】一種用於大尺寸緊固件低溫疲勞試驗的超低溫系統
【技術領域】
[0001]本發明屬於低溫試驗【技術領域】，具體涉及一種用於大尺寸緊固件低溫疲勞試驗的超低溫系統。
【背景技術】
[0002]隨著核聚變工程的不斷發展，各種大尺寸非標緊固件作為重要連接部件被應用於核聚變裝置中。由於核聚變裝置複雜的運行條件(複雜磁場，低溫環境)，因此對緊固件的材料和結構的機械性能有著很高的要求，尤其是超低溫環境下的性能要求。
[0003]疲勞試驗是一種對部件外在缺陷、內在缺陷、顯微組織和環境條件非常敏感的性能，因此在核聚變裝置中對緊固件的超低溫疲勞試驗性能測試成為必不可少的要求。
[0004]一般對緊固件的疲勞試驗都是常規螺栓的低周疲勞，且均不能實現大尺寸非標緊固件的77K超低溫試驗。因此，亟需提供一種低溫系統用於大尺寸非標緊固件的超低溫疲勞試驗。

【發明內容】

[0005]本發明需要解決的技術問題為:現有技術中的疲勞試驗系統無法滿足超低溫環境的溫度要求；同時，無法對大尺寸非標緊固件進行有效的疲勞試驗。
[0006]本發明的技術方案如下所述:
[0007]—種用於大尺寸緊固件低溫疲勞試驗的超低溫系統，包括低溫環境箱和液氮浸泡液位控制系統，低溫環境箱用於密封和儲存液氮，液氮浸泡液位控制系統用於控制低溫環境箱內部液氮液位。
[0008]作為優選方案，所述低溫環境箱包括:殼體和電磁閥，電磁閥設置在殼體側壁上，其連接液氮罐，通過液氮浸泡液位控制系統的控制向殼體補充液氮。
[0009]所述殼體優選採用304不鏽鋼材料。
[0010]殼體通過固定板和法蘭固定於疲勞試驗機主體；所述殼體為中空腔體，上端面、下端面各設有一個通孔，夾具通過上、下通孔對殼體內部放置的大尺寸緊固件進行其交變加載疲勞試驗，殼體與夾具的連接處設有上隔熱墊、下隔熱墊；法蘭箍在下隔熱墊下部，法蘭下端面設有底部密封墊；殼體的側壁設有開關門。
[0011]所述開關門優選通過折頁加以安裝；開關門和殼體側壁相接觸的位置設置門密封墊。
[0012]所述液氮浸泡液位控制系統包括: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於低溫環境箱殼體的內部，用於監控殼體內液氮的液位和溫度:當殼體內液氮的液位處於液位設定值以下，即其溫度高於溫度設定值，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充液氮，直至殼體液氮液位和溫度達到設定值。
[0013]所述液位溫度傳感器優選採用熱電偶。
[0014]本發明的有益效果為:[0015]本發明的用於大尺寸緊固件低溫疲勞試驗的超低溫系統，通過低溫環境箱和液氮浸泡液位控制系統實現了大尺寸緊固件在交變大載荷加載的疲勞試驗下超低溫的密封和溫度的恆定。通過本發明可以保證大尺寸緊固件能夠在恆定的超低溫(77K)環境下完成疲勞試驗，為大尺寸緊固件的應用提供設計依據，進一步提高產品的安全性和可靠性，並且降低液氮的消耗，提高效率，節約試驗成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發明用於大尺寸緊固件低溫疲勞試驗的超低溫系統的低溫環境箱結構示意圖；
[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_開關門；7-法蘭；8_底部密封墊；9-門密封墊。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和實施例對本發明的用於大尺寸緊固件低溫疲勞試驗的超低溫系統進行詳細說明。
[0019]本發明的用於大尺寸緊固件低溫疲勞試驗的超低溫系統包括:低溫環境箱和液氮浸泡液位控制系統，低溫環境箱用於密封和儲存液氮，液氮浸泡液位控制系統用於控制低溫環境箱內部液氮液位。
[0020]所述低溫環境箱包括:殼體4和電磁閥3,電磁閥3設置在殼體4側壁上,用於連接液氮罐，通過液氮浸泡液位控制系統的控制向殼體4補充液氮。
[0021]所述殼體4為中空腔體，優選採用304不鏽鋼材料。
[0022]殼體4通過固定板I和法蘭7固定於疲勞試驗機主體。
[0023]殼體4上端面、下端面各設有一個通孔，夾具通過上、下通孔對殼體4內部放置的大尺寸緊固件進行交變加載疲勞試驗，殼體4與夾具的連接處設有上隔熱墊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用於保證交變加載過程中殼體4的密封和溫度恆定。
[0024]殼體4的側壁設有開關門6，用於裝取大尺寸緊固件。開關門6優選通過折頁5加以安裝。此外，開關門6和殼體4側壁相接觸的位置設有門密封墊9，進一步保證殼體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於低溫環境箱殼體4的內部,用於監控殼體4內液氮的液位和溫度:當殼體4內液氮的液位處於液位設定值以下，即其溫度高於溫度設定值，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補充液氮，直至殼體4液氮液位和溫度達到設定值。本實施例中，所述液位溫度傳感器採用熱電偶。
【權利要求】
1.一種用於大尺寸緊固件低溫疲勞試驗的超低溫系統，包括低溫環境箱和液氮浸泡液位控制系統，其特徵在於:低溫環境箱用於密封和儲存液氮，液氮浸泡液位控制系統用於控制低溫環境箱內部液氮液位。
2.根據權利要求1所述的用於大尺寸緊固件低溫疲勞試驗的超低溫系統，其特徵在於:所述低溫環境箱包括:殼體(4)和電磁閥(3)，電磁閥(3)設置在殼體(4)側壁上，用於連接液氮罐，通過液氮浸泡液位控制系統的控制向殼體(4)補充液氮。
3.根據權利要求2所述的用於大尺寸緊固件低溫疲勞試驗的超低溫系統，其特徵在於:所述殼體(4)採用304不鏽鋼材料。
4.根據權利要求2或3所述的用於大尺寸緊固件低溫疲勞試驗的超低溫系統，其特徵在於:殼體(4)通過固定板(I)和法蘭(7)固定於疲勞試驗機主體；所述殼體(4)為中空腔體，上端面、下端面各設有一個通孔，夾具通過上、下通孔對殼體(4)內部放置的大尺寸緊固件進行交變加載疲勞試驗，殼體(4)與夾具的連接處設有上隔熱墊(21)、下隔熱墊(22)；法蘭(7)箍在下隔熱墊(22)下部，法蘭(7)下端面設有底部密封墊(8);殼體(4)的側壁設有開關門(6)。
5.根據權利要求4所述的用於大尺寸緊固件低溫疲勞試驗的超低溫系統，其特徵在於:所述開關門(6)通過折頁(5)加以安裝；開關門(6)和殼體(4)側壁相接觸的位置設有門密封墊(9)。
6.根據權利要求2所述的用於大尺寸緊固件低溫疲勞試驗的超低溫系統，其特徵在於:所述液氮浸泡液位控制系統包括: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於低溫環境箱殼體(4)的內部，用於監控殼體(4)內液氮的液位和溫度:當殼體(4)內液氮的液位處於液位設定值以下，即其溫度高於溫度設定值，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)補充液氮，直至殼體(4)液氮液位和溫度達到設定值。
7.根據權利要求6所述的用於大尺寸緊固件低溫疲勞試驗的超低溫系統，其特徵在於:所述液位溫度傳感器採用熱電偶。
【文檔編號】G01N3/32GK103852390SQ201210523676
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年12月7日 優先權日:2012年12月7日
【發明者】康道安, 李鵬遠, 侯炳林, 陳輝, 孫振超, 王躍, 廖敏 申請人:核工業西南物理研究院