一种低温拉伸液体冷却环境箱的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种低温拉伸液体冷却环境箱，其应用于力学性能领域低温拉伸试验中试样降温及保温过程。
【背景技术】
[0002]在金属材料低温拉伸试验中，根据GB/T 13239-2006规定，冷却装置应能将试样冷却到-196°C?10°C，且具有保温能力，保证在试验过程中试样温度的稳定性和均匀性，试样标距两端温度差的绝对值应不超过3°C。
[0003]现有低温拉伸环境箱通过喷洒液氮(N2)冷却空气从而对试样进行冷却，冷却速度慢且均匀性差，控温精度低，无法满足标准要求。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是为了加快试样冷却速度，保证低温拉伸试验温度的稳定性与均匀性，更精确控制试样的温度，克服现有低温环境箱的不足，提供了一种低温拉伸液体冷却环境箱。
[0005]为达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案予以实现:
[0006]一种低温拉伸液体冷却环境箱，包括环境箱，该环境箱内部的周向以及底部均设置有保温层，在保温层的内壁上布置有冷却铜管，该冷却铜管的入口连接至液氮罐，该环境箱的顶部设置有可拆装的保温盖；在保温盖和环境箱底部分别设置有与拉伸试验机相连的上连接杆和下连接杆，设置在环境箱内的上螺纹夹具和下螺纹夹具的一端分别与上连接杆和下连接杆之间螺纹连接；
[0007]拉伸试验时，拉伸试样的上下两端分别与上螺纹夹具和下螺纹夹具的另一端之间螺纹连接，环境箱内填充有液体冷却介质。
[0008]本实用新型进一步的改进在于:液体冷却介质为酒精或石油醚。
[0009]本实用新型进一步的改进在于:冷却铜管的入口与液氮罐相连的管道上设置有电磁阀，且电磁阀安装在环境箱的外壁上。
[0010]本实用新型进一步的改进在于:上连接杆与保温盖之间以及下连接杆与环境箱底部之间均通过密封垫圈密封。
[0011]本实用新型进一步的改进在于:布置在保温层底部内壁上的冷却铜管管壁上均匀开设有若干孔眼。
[0012]本实用新型进一步的改进在于:保温盖上设置有电动马达，该电动马达的输出轴与设置在环境箱内的电子搅拌器相连。
[0013]本实用新型进一步的改进在于:环境箱的底部安装在支架上。
[0014]本实用新型进一步的改进在于:环境箱的底部设置有排放口。
[0015]本实用新型进一步的改进在于:环境箱内还设置有温度传感器，其与设定环境箱内部试验温度的温度控制器相连。
[0016]本实用新型进一步的改进在于:温度控制器上设置有电源开关、实时温度显示板、设定温度显示板以及温度设定键。
[0017]与现有技术相比，本实用新型具有如下的技术效果:
[0018]拉伸试验前，先将拉伸试样与下螺纹夹具连接，再通过试样装卸工具将下螺纹夹具与拉伸试验机的下连接杆连接，然后再将拉伸试样与上螺纹夹具连接，最后将上螺纹夹具与拉伸试验机的上连接杆连接。拉伸试验时，通过冷却铜管向环境箱内通入液氮，冷却铜管分为两路，一路环绕在环境箱内部的四周，另一路盘绕在环境箱内部的底部。环境箱四周的冷却铜管内液氮通过循环流动降温，环境箱内部的底部冷却铜管用于喷洒液氮至液体冷却介质(如酒精或石油醚)中，加快环境箱内降温。待试样达到规定温度后，启动拉伸试验机即可完成低温拉伸试验。
[0019]本实用新型的优点在于使用液体冷却介质进行降温，拉伸试样全部浸泡在液体冷却介质中，提高了温度稳定性与均匀性，进而克服了现有低温环境箱温度不均匀的缺陷。拉伸试在试验加载过程中始终处于低温箱内，液体冷却低温拉伸环境箱控温范围:室温?-196°C，恒温精度:±2°C，降温速度:约8°C /min。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型低温拉伸液体冷却环境箱的结构示意图。
[0021]图2为本实用新型低温拉伸液体冷却环境箱的剖面示意图。
[0022]图3为温度控制器的结构示意图。
[0023]图4为试样装卸工具的结构结构图。
[0024]其中:1为保温盖，2为冷却铜管，3为保温层，4为上螺纹夹具，5为拉伸试样，6为下螺纹夹具，7为密封垫圈，8为下连接杆，9为上连接杆，10为电子搅拌器，11为温度传感器，12为电磁阀，13为支架，14为排放口，15为电源开关，16为实时温度显示板，17为设定温度显示板，18为温度设定键，19为温度控制器。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细描述。
[0026]参见图1至图3，本实用新型一种液体冷却低温拉伸环境箱，应用于力学性能领域低温拉伸试验中试样降温及保温过程，包括环境箱，该环境箱内部的周向以及底部均设置有保温层3，在保温层3的内壁上布置有冷却铜管2，该冷却铜管2的入口连接至液氮罐，布置在保温层3底部内壁上的冷却铜管2管壁上均匀开设有若干孔眼，且冷却铜管2的入口与液氮罐相连的管道上设置有电磁阀12，且电磁阀12安装在环境箱的外壁上；该环境箱的顶部设置有可拆装的保温盖I ;在保温盖I和环境箱底部分别设置有与拉伸试验机相连的上连接杆9和下连接杆8，且上连接杆9与保温盖I之间以及下连接杆8与环境箱底部之间均通过密封垫圈7密封，设置在环境箱内的上螺纹夹具4和下螺纹夹具7的一端分别与上连接杆9和下连接杆8之间螺纹连接；
[0027]拉伸试验时，拉伸试样5的上下两端分别与上螺纹夹具4和下螺纹夹具7的另一端之间螺纹连接，环境箱内填充有液体冷却介质。其中，液体冷却介质为酒精或石油醚。
[0028]进一步地，保温盖I上设置有电动马达，该电动马达的输出轴与设置在环境箱内的电子搅拌器10相连。
[0029]进一步地，环境箱的底部安装在支架13上。环境箱的底部设置有排放口 14。
[0030]进一步地，环境箱内还设置有温度传感器11，其与设定环境箱内部试验温度的温度控制器19相连。温度控制器19上设置有电源开关15、实时温度显示板16、设定温度显示板17以及温度设定键18。
[0031]为了对本实用新型进一步了解，现结合实施例对其工作过程做一说明。
[0032]拉伸试验前，先将拉伸试样5与下螺纹夹具6连接，再通过试样装卸工具(如图4所示)将下螺纹夹具6与拉伸试验机的下连接杆8连接，然后再将拉伸试样5与上螺纹夹具4连接，最后将上螺纹夹具4与拉伸试验机的上连接杆9连接。
[0033]拉伸试验时，先通过温度控制器19设定试验温度，通过电磁阀12控制液氮的输入量，液氮通过冷却铜管2进入环境箱。冷却铜管2分为两路，一路环绕在环境箱内部的四周，另一路盘绕在环境箱内部的底部。环境箱四周的冷却铜管2内液氮通过循环流动降温，环境箱内部的底部冷却铜管2管壁上凿有若干均匀的孔眼，用于喷洒液氮至液体冷却介质(如酒精或石油醚)中，加快环境箱内降温。同时，电子搅拌器10进行搅拌，使液体冷却介质温度均匀性达到更好的效果。待试样达到规定温度后，启动拉伸试验机即可完成低温拉伸试验。
[0034]其中，拉伸试样5与上螺纹夹具4和下螺纹夹具6以及上螺纹夹具4和下螺纹夹具6与拉伸试验机上连接杆9和下连接杆8均通过螺纹连接。上螺纹夹具4和下螺纹夹具6均为一头为外螺纹，另一头为外六方，外螺纹与拉伸试验机上连接杆9和下连接杆8的内螺纹匹配，外六方与试样装卸工具下端内六方匹配。此试样装卸工具如图4所示，为中通管状扳手，下端为内六方，长度可容纳整个拉伸试样5及下螺纹夹具6，其下端可卡住下螺纹夹具6的外六方端，从而完成其与拉伸试验机下连接杆8的连接。
【主权项】
1.一种低温拉伸液体冷却环境箱，其特征在于:包括环境箱，该环境箱内部的周向以及底部均设置有保温层(3)，在保温层(3)的内壁上布置有冷却铜管(2)，该冷却铜管(2)的入口连接至液氮罐，该环境箱的顶部设置有可拆装的保温盖(I);在保温盖(I)和环境箱底部分别设置有与拉伸试验机相连的上连接杆(9)和下连接杆(8)，设置在环境箱内的上螺纹夹具(4)和下螺纹夹具(7)的一端分别与上连接杆(9)和下连接杆(8)之间螺纹连接; 拉伸试验时，拉伸试样(5)的上下两端分别与上螺纹夹具(4)和下螺纹夹具(7)的另一端之间螺纹连接，环境箱内填充有液体冷却介质。
2.根据权利要求1所述的一种低温拉伸液体冷却环境箱，其特征在于:液体冷却介质为酒精或石油醚。
3.根据权利要求1所述的一种低温拉伸液体冷却环境箱，其特征在于:冷却铜管(2)的入口与液氮罐相连的管道上设置有电磁阀(12)，且电磁阀(12)安装在环境箱的外壁上。
4.根据权利要求1所述的一种低温拉伸液体冷却环境箱，其特征在于:上连接杆(9)与保温盖(I)之间以及下连接杆(8)与环境箱底部之间均通过密封垫圈(7)密封。
5.根据权利要求1所述的一种低温拉伸液体冷却环境箱，其特征在于:布置在保温层(3)底部内壁上的冷却铜管(2)管壁上均匀开设有若干孔眼。
6.根据权利要求1所述的一种低温拉伸液体冷却环境箱，其特征在于:保温盖(I)上设置有电动马达，该电动马达的输出轴与设置在环境箱内的电子搅拌器(10)相连。
7.根据权利要求1所述的一种低温拉伸液体冷却环境箱，其特征在于:环境箱的底部安装在支架(13)上。
8.根据权利要求1所述的一种低温拉伸液体冷却环境箱，其特征在于:环境箱的底部设置有排放口(14)。
9.根据权利要求1所述的一种低温拉伸液体冷却环境箱，其特征在于:环境箱内还设置有温度传感器(11)，其与设定环境箱内部试验温度的温度控制器(19)相连。
10.根据权利要求9所述的一种低温拉伸液体冷却环境箱，其特征在于:温度控制器(19)上设置有电源开关(15)、实时温度显示板(16)、设定温度显示板(17)以及温度设定键(18)。
【专利摘要】本实用新型一种低温拉伸液体冷却环境箱，包括环境箱，该环境箱内部的周向以及底部均设置有保温层，在保温层的内壁上布置有冷却铜管，该冷却铜管的入口连接至液氮罐，该环境箱的顶部设置有可拆装的保温盖；在保温盖和环境箱底部分别设置有与拉伸试验机相连的上连接杆和下连接杆，设置在环境箱内的上螺纹夹具和下螺纹夹具的一端分别与上连接杆和下连接杆之间螺纹连接；拉伸试验时，拉伸试样的上下两端分别与上螺纹夹具和下螺纹夹具的另一端之间螺纹连接，环境箱内填充有液体冷却介质。本实用新型的优点在于使用液体冷却介质进行降温，拉伸试样全部浸泡在液体冷却介质中，提高了温度稳定性与均匀性，进而克服了现有低温环境箱温度不均匀的缺陷。
【IPC分类】G01N3-02, G01N3-18
【公开号】CN204286922
【申请号】CN201420788508
【发明人】李娜, 梁明华, 任继承, 王亚龙, 张翔, 蔺卫平
【申请人】中国石油天然气集团公司, 中国石油天然气集团公司管材研究所
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月12日