一种超低温氛围加载箱的制作方法

1.本实用新型涉及超低温氛围环境中测试装置技术领域，尤其涉及一种超低温氛围加载箱。


背景技术：

2.随着我国高新技术的迅猛发展，国民经济效益和国防建设的突飞猛进，市场需求的不断变化，新试验标准的制定、宣贯和执行，新型材料的研发与生产，开发试样在超低温氛围环境中，力学、物理性能参数数据的相应试验设备是一件亟待解决的事情。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种结构紧凑、精度高、操作便捷，生产及购置成本可控的超低温氛围加载箱。
4.一种超低温氛围加载箱，包括：
5.箱体，所述箱体上设有箱门，所述箱体的内部具有中空腔体，所述中空腔体内设置有试样；
6.加载单元，设置在所述箱体的上下两侧，所述加载单元能够对所述箱体内的试样施加载荷；
7.超低温氛围单元，用于将液氦注入到所述箱体内形成低温环境；
8.加热单元，设置在所述中空腔体的内部，所述加热单元能够将所述液氦加热至设定温度；
9.引出式变形检测单元，用于将所述试样的变形量引出至所述箱体的外部进行检测。
10.在其中一个实施例中，所述加载单元包括：
11.上拉杆，竖直穿设在所述箱体的顶部，所述上拉杆的下端伸入到所述箱体内，并与所述试样的一端相连接；
12.第一真空波纹管，密封套设在所述上拉杆上，且所述第一真空波纹管的两端分别与所述箱体的顶部和所述上拉杆固定连接；
13.下拉杆，竖直穿设在所述箱体的底部，所述下拉杆的上端伸入到所述箱体内，并与所述试样的另一端相连接；
14.第二真空波纹管，密封套设在所述下拉杆上，且所述第二真空波纹管的两端分别与所述箱体的底部和所述下拉杆固定连接；
15.其中，所述上拉杆和所述下拉杆相互同轴，所述上拉杆和所述下拉杆分别与外部的施力源相连接。
16.在其中一个实施例中，所述试样通过插销连接在上拉杆和下拉杆上。
17.在其中一个实施例中，所述超低温氛围单元包括：
18.排气管，安装在所述箱体上，所述排气管与所述中空腔体相连通，且所述排气管上
设有第一流量调节电磁阀；
19.进气管，安装在所述箱体上，所述进气管与所述中空腔体相连通，且所述进气管经第二流量调节电磁阀与自增压液氦罐相连接。
20.在其中一个实施例中，所述引出式变形检测单元包括：
21.第一螺纹座，安装在所述上拉杆的下部；
22.第一引出杆，一端与所述第一螺纹座相连接，所述第一引出杆的另一端经u形槽穿出至所述箱体的外部，所述u形槽开设在所述箱体的背侧；
23.第二螺纹座，安装在所述下拉杆的上部；
24.第二引出杆，一端与所述第二螺纹座相连接，所述第二引出杆的另一端经u形槽穿出至所述箱体的外部；
25.第一夹座，安装在所述第一引出杆上位于所述箱体外部的一端；
26.第二夹座，安装在所述第二引出杆上位于所述箱体外部的一端，所述第二夹座上安装有变形传感器，所述变形传感器与所述第一夹座的位置相对应。
27.在其中一个实施例中，所述加热单元包括：
28.镍镉金铁合金热电偶，安装在所述中空腔体的背部中心位置处；
29.加热元件，设置在中空腔体的四角处。
30.在其中一个实施例中，所述箱体相对侧的侧壁上分别设有圆形超薄通光膜片和矩形超薄通光膜片。
31.上述超低温氛围加载箱，通过加载单元接入外部的施力源，在超低温氛围环境中，试样在拉伸、压缩状态下，引出式变形检测单元测量试样变形的力学性能，特定探测器经超薄通光膜片探测试样在拉伸、压缩状态下的某一位置的微观物理性能，据此超低温方式试验可积累相关试验数据和经验，从而使本实用新型具有结构紧凑、精度高、操作便捷，生产及购置成本可控等优点。
附图说明
32.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1是本实用新型的超低温氛围加载箱的结构示意图；
34.图2是本实用新型的超低温氛围加载箱的内部结构示意图；
35.图3是本实用新型的超低温氛围加载箱的剖视图；
36.图4是本实用新型的超低温氛围加载箱的右视图；
37.图5是本实用新型的超低温氛围加载箱的左视图。
具体实施方式
38.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的
公开内容的理解更加透彻全面。
39.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
40.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
41.参阅图1-5所示，本实用新型一实施例提供一种超低温氛围加载箱，包括：箱体2、加载单元、超低温氛围单元、加热单元和引出式变形检测单元。
42.所述箱体2上设有箱门1，所述箱体2的内部具有中空腔体25，所述中空腔体25内设置有试样14；加载单元设置在所述箱体2的上下两侧，所述加载单元能够对所述箱体2内的试样14施加载荷；超低温氛围单元用于将液氦注入到所述箱体2内形成低温环境；加热单元设置在所述中空腔体25的内部，所述加热单元能够将所述液氦加热至设定温度；引出式变形检测单元用于检测所述试样14的变形量引出至箱体2的外部进行检测。
43.上述超低温氛围加载箱，通过加载单元接入外部的施力源，在超低温氛围环境中，试样14在拉伸、压缩状态下，引出式变形检测单元测量试样14变形的力学性能，特定探测器经超薄通光膜片探测试样14在拉伸、压缩状态下的某一位置的微观物理性能，据此超低温方式试验可积累相关试验数据和经验，从而使本实用新型具有结构紧凑、精度高、操作便捷，生产及购置成本可控等优点。
44.在本实用新型一实施例中，所述加载单元包括：上拉杆4、第一真空波纹管3、下拉杆10和第二真空波纹管9。
45.上拉杆4竖直穿设在所述箱体2的顶部，所述上拉杆4的下端伸入到所述箱体2内，并与所述试样14的一端相连接；
46.第一真空波纹管3密封套设在所述上拉杆4上，且所述第一真空波纹管3的两端分别与所述箱体2的顶部和所述上拉杆4固定连接；
47.下拉杆10竖直穿设在所述箱体2的底部，所述下拉杆10的上端伸入到所述箱体2内，并与所述试样14的另一端相连接；
48.第二真空波纹管9密封套设在所述下拉杆10上，且所述第二真空波纹管9的两端分别与所述箱体2的底部和所述下拉杆10固定连接；
49.其中，所述上拉杆4和所述下拉杆10相互同轴，所述上拉杆4和所述下拉杆10分别与外部的施力源相连接。本实施例中，第一真空波纹管3和第二真空波纹管9起到了密封的作用，避免了液氦的外泄。而上拉杆4和所述下拉杆10的同轴设置，可以对试样14施加同一直线上的载荷，从而可以减小剪切力的产生，避免对实验结果造成影响。
50.在本实用新型一实施例中，为了便于试样14的安装和拆卸，所述试样14通过插销15连接在上拉杆4和下拉杆10上。
51.在本实用新型一实施例中，所述超低温氛围单元包括：排气管16和进气管18。
52.排气管16安装在所述箱体2上，所述排气管16与所述中空腔体25相连通，且所述排
气管16上设有第一流量调节电磁阀17；第一流量调节电磁阀17可以调节排气管16的排气量。
53.进气管18安装在所述箱体2上，所述进气管18与所述中空腔体25相连通，且所述进气管18经第二流量调节电磁阀19与自增压液氦罐20相连接，第二流量调节电磁阀19可以调节自增压液氦罐20的液氦进入进气管18的量。
54.在本实用新型一实施例中，所述引出式变形检测单元包括：第一螺纹座5、第一引出杆6、第二螺纹座8、第二引出杆11、第一夹座7和第二夹座12。
55.第一螺纹座5安装在所述上拉杆4的下部；
56.第一引出杆6的一端与所述第一螺纹座5相连接，所述第一引出杆6的另一端经u形槽26穿出至所述箱体2的外部，所述u形槽26开设在所述箱体2的背侧；
57.第二螺纹座8安装在所述下拉杆10的上部；
58.第二引出杆11的一端与所述第二螺纹座8相连接，所述第二引出杆11的另一端经u形槽26穿出至所述箱体2的外部；
59.第一夹座7安装在所述第一引出杆6上位于所述箱体2外部的一端；
60.第二夹座12安装在所述第二引出杆11上位于所述箱体2外部的一端，所述第二夹座12上安装有变形传感器13，所述变形传感器13与所述第一夹座7的位置相对应。
61.本实施例中，通过将变形传感器13设置在箱体2的外部，其避免了液氦低温的影响。同时，通过变形传感器13检测所述第一夹座7的相对位置，即可推算出试样14的变形量，其测量简单方便，准确性高。
62.在本实用新型一实施例中，所述加热单元包括：镍镉金铁合金热电偶23和加热元件24。
63.镍镉金铁合金热电偶23安装在所述中空腔体25的背部中心位置处；如此，可以检测中空腔体25内的温度；加热元件24设置在中空腔体25的四角处，如此，可以对中空腔体25进行均匀加热，使试样14的环境温度达到设定范围。
64.在本实用新型一实施例中，所述箱体2相对侧的侧壁上分别设有圆形超薄通光膜片21和矩形超薄通光膜片22。如此，特定探测器可以经圆形超薄通光膜片21和矩形超薄通光膜片22探测试样14在拉伸、压缩状态下的某一位置的微观物理性能。
65.本实用新型的工作原理是：
66.将上拉杆4和下拉杆10接入外部的施力源，安装好试样14，自增压液氦罐20将液氦经第二流量调节电磁阀19进入到箱体2的中空腔体25中，打开第一流量调节电磁阀17，虽然排气管16与大气接触，因液氦温度超低，想要短时间达到设定温度高于液氦温度，必须开启加热元件24将液氦加热，同时，调节第二流量调节电磁阀19和第一流量调节电磁阀17进入及排出箱体2的氦气量，镍镉金铁合金热电偶23检测箱体2内的温度，控制加热元件24加热达到设定温度目标，最后，采用引出方式使用变形传感器13来测量试样14的变形。
67.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
68.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思
的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。