一种低温可调的拉伸试验装置的制作方法

本实用新型涉及一种低温拉伸试验装置系统，属于材料拉伸力学性能测试领域。

背景技术：

随着加工制造业的不断发展，低温深冷加工成为近年来的热点之一。探究材料在不同低温环境下的拉伸力学性能对指导低温加工有着重要意义，而目前国内提供的低温拉伸试验装置一般结构复杂，成本较高，且需要对现有材料试验机进行改造。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于材料试验机的通用试验装置，该装置可以提供一个相对稳定的环境温度，且不会影响现有的拉伸设备正常运行，能完成不同温度（0℃—-196℃）下的拉伸试验。

为达成上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种低温可调的拉伸试验装置，其特征是，包括温度保持装置，温度控制系统，液氮供给装置和拉伸装置，所述的温度保持装置包括上保温桶（7）和下保温桶（8），上保温桶（7）由上不锈钢外壳(11)，保温材料（12），上不锈钢内壳（13）构成，下保温桶（8）由下不锈钢外壳(22)，保温材料（12），下不锈钢内壳（23）构成，上下保温桶通过螺栓（9）和螺母（10）连接；所述的温度控制系统由上温度传感器（14）、下温度传感器（20）、上仪表盘（6）、下仪表盘（5）、控制中心（4）和流量阀（3）组成，温度传感器将测得的夹头温度反馈给仪表盘得到数字信号并反馈于控制中心（4），来控制流量阀（3）供给液氮；所述的液氮供给装置包括液氮罐（1）、液氮管路（2）、液氮铜管（17）和雾化喷头（18）；所述的拉伸装置包括与拉伸机联接的上连接杆（15）、下连接杆（21）、上夹头（16）和下夹头（19）。作为本案的优选方案，保温桶由上保温桶（7）和下保温桶（8）通过螺栓（9）和螺母（10）上下密封联接组成。

作为本案的优选方案，保温桶内设有四个对称放置的液氮铜管（17），每个铜管上有三个雾化喷头（18）。

作为本案的优选方案，下保温桶（8）上设有导管通路，液氮通过管道输入保温桶内与四个液氮铜管（17）进行对接。

作为本案的优选方案，液氮管路（2）之间设有流量阀（3），可以通过控制系统控制液氮流量。

作为本案的优选方案，上保温桶（7）设有放置上温度传感器（14）的部位，下保温桶（8）设有放置温度传感器（20）的部位，可以将温度信号转变为数字信号并反馈给控制中心（4）。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用上下两桶螺纹连接，密封性好，且利于装夹，保温效果好；采用四铜管雾化液氮，具有调温均匀，快速有效的特点；设计结构简单、易于加工制作，安装、调整方便。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。

图1为本实用新型低温可调的拉伸试验装置的外部结构图；

图2为本实用新型低温可调的拉伸试验装置的断面结构示意图；

图3为本实用新型低温可调的拉伸试验装置的零件结构图；

图4为本实用新型低温可调的拉伸试验装置的控制原理图。

图中：1液氮罐、2液氮管路、3流量阀、4控制中心、5下仪表盘、6上仪表盘、7上保温桶、8下保温桶、9螺栓、10螺母、11上不锈钢外壳、12保温材料、13上不锈钢内壳、14上温度传感器、15上连接杆、16上夹头、17液氮铜管、18雾化喷头、19下夹头、20下温度传感器、21下连接杆、22下不锈钢外壳、23下不锈钢内壳。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完善地描述。

本实用新型所提供的一种低温可调的拉伸试验装置，如图1、图2和图3所示。

本试验装置特征在于：该装置包括温度保持装置，温度控制系统，液氮供给装置和拉伸装置，所述的温度保持装置包括上保温桶（7）和下保温桶（8），上保温桶（7）由不锈钢外壳(11)，保温材料（12），不锈钢内壳（13）构成，下保温桶（8）由由上锈钢外壳(22)，保温材料（12），不锈钢内壳（23）构成，上下保温桶通过螺栓（9）和螺母（10）联接；所述的温度控制系统由测温部分和控制流量部分构成，温度控制系统由上温度传感器（14）、下温度传感器（20）、上仪表盘（6）、下仪表盘（5）、控制中心（4）和流量阀（3）组成，温度传感器将测得的夹头温度反馈给仪表盘得到数字信号并反馈于控制中心（4），来控制流量阀（3）供给液氮；所述的液氮供给装置包括液氮罐（1）、液氮管路（2）、液氮铜管（17）和雾化喷头（18）组成；所述的拉伸装置包括与拉伸机联接的上拉伸杆（15）、下拉伸杆（21）和上夹头（16）、下夹头（19）构成。

温度保持装置由上保温桶（7）和下保温桶（8）通过螺栓（9）和螺母（10）连接而成，保温桶材料由不锈钢板和保温材料组成，可提供一个封闭的保温装置。上下保温桶都设有允许连接杆活动的通口，上下连接杆通入到保温桶内进行拉伸试验。下保温桶（8）上设有通口，用于液氮管路（2）与液氮铜管（17）连接，实现液氮注入到保温桶内。

液氮供给装置由液氮罐（1）、液氮管路（2）、流量阀（3）、液氮铜管（17）和雾化喷头（18）组成，液氮从液氮罐输出后，经流量阀（3）进入到保温桶内的液氮铜管（17），通过雾化片喷头（18）充斥到整个桶内，作为冷却介质降温。

拉伸装置由上连接杆（15）、下连接杆（21）、上伸夹头（16）和下夹头（19）组成，连接杆与材料试验机的夹头连接，上下夹头夹持工件，在保温桶内实现拉伸试验，上下拉伸夹头处于同一轴线上，且上下拉伸杆必须保证足够大的直径，不会对拉伸试验结果造成影响。

温度控制系统由测量温度的部分和流量控制的部分组成，上温度传感器（14）与上夹头（16）连接，下温度传感器（20）与下夹头（19）连接，温度传感器将收集的信号转变为数字信号，数字信号反馈在上仪表盘（6）和下仪表盘（5）上，信号最终反馈于控制中心。控制中心就得到的信号处理后，施加指令于液氮管路上的流量阀（3），流量阀根据指令控制液氮流量，以实现不同的温度。

请参阅图4所示，图4是本实用新型温度闭环控制原理图。本实用新型实现温度实时反馈和控制的过程，详述如下：设置给定的温度参数输入到PLC中，相应的PLC对温度参数分析处理后，输出一电信号到专用流量阀控制输出液氮流量变化。随着流量阀的流量变化，保温桶内温度随之变化，温度传感器测得温度，生成温度模拟信号，输入到A/D转换器中，A/D转换器将转换后的温度数字信号PLC，PLC接收到数字信号，进行分析处理，与给定的温度参数比较后，再输出信号到流量阀，进而控制相应的流量变化，改变保温桶内温度，以保证保温桶内温度与设定温度保持一致，形成闭环控制系统，从而实现对温度的实时反馈和控制，提高低温拉伸的精度。

最后应该说明：所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。