CN101750227B - 低温有压手套作业能力测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种低温有压手套作业能力测试装置，包括3部分：真空系统、制冷系统和测温系统；其特征在于：真空系统由真空泵和压阻真空计组成，制冷系统由有压杜瓦瓶和低温压力舱组成，测温系统由温度传感器、巡检仪和计算机组成；其中，通过真空泵抽取低温舱内空气来实现手套内外压差；通过有压杜瓦瓶中的液氮降温实现低温压力舱的低温环境；测温系统用来采集、实时监测并记录各测温点的温度值，保证测试温度达到技术要求。本发明不仅能满足常温有压测试装置的压力和可视要求，还可根据测试要求提供从常温到-100℃的低温测试环境，实现低温有压双因素环境，对手套进行低温有压条件下的作业能力测试。

Description

低温有压手套作业能力测试装置

(一)技术领域：

本发明涉及一种主要用于在低温环境下测试有内外压差手套作业能力的测试装置。 

(二)背景技术：

手套有内外压差时，会对手套的作业能力产生较大的影响，特别在低温环境下手的作业能力下降更为严重。但是国际上只有常温有压测试装置，还没有能提供低温和有压双因素作业环境的手套作业能力测试装置。本发明不仅能满足常温有压测试装置的压力和可视要求，还可根据测试要求提供从常温到-100℃的低温手套作业能力测试环境。 

(三)发明内容：

本发明的目的在于设计一种低温有压手套作业能力测试装置，利用此测试装置实现低温压力舱中不同的低温和低压环境，对手套进行低温有压环境下的作业能力测试实验，评价手套作业能力是否达到相关标准。 

本发明为一种低温有压手套作业能力测试装置，如图1所示，本装置主要分为3部分：真空系统、制冷系统和测温系统。 

真空系统由真空泵和压阻真空计组成。主要功能是通过真空泵抽取低温压力舱内空气来实现手套内外压差。 

制冷系统由有压杜瓦瓶和低温压力舱组成。主要功能是通过有压杜瓦瓶中的液氮实现低温压力舱的低温环境。 

测温系统由温度传感器、巡检仪和计算机组成。主要功能是采集、实时监测并记录测温点的温度值，保证低温压力舱内温度达到实验要求。 

如图1所示，真空系统A通过真空泵4对低温压力舱1进行抽压，通过压阻真空计5监测低温压力舱1内的压力值，实现手套的内外压差。此系统的压力控制精度可达±1kPa。 

制冷系统B是本装置实现低温度环境的核心。打开有压杜瓦瓶3的阀门，使装液氮流入低温压力舱1舱壁(由不锈钢制作成)外面，由于液氮在气化成为氮气的过程中要吸收大量热量，可以使低温压力舱1内温度达到极低的温度要求。低温压力舱1外还采用保温材料9(如石棉、棉花等)进行保温，使低温氮气的冷量保持在保温材料9内，避免过多的热损失。本系统的温度控制可通过调节有压杜瓦瓶3上的阀门开度来实现，低温压力舱内温度控制精度可达±2℃。 

测温系统C通过温度传感器8测温，温度传感器8与巡检仪6相连，可把温度信号转换为数字信号，巡检仪6输出端接计算机7，通过基于组态王软件平台开发的温度数据采集软件实时显示低温压力舱1内温度，指导阀门的开度。 

本发明为一种低温有压手套作业能力测试装置，其优点为：利用液氮对低温压力舱进行降温，并用真空泵抽压，能提供低温和有压双因素的手套作业能力测试环境，进而对手套作业能力进行评价测试实验。 

(四)附图说明：

图1.本发明低温有压手套作业能力测试装置示意图 

1.低温压力舱        2.有机玻璃舱门        3.有压杜瓦瓶 

4.真空泵            5.压阻真空计          6.巡检仪 

7.计算机            A.真空系统            B.制冷系统 

C.测温系统 

图2.低温压力舱剖面图 

8.温度传感器           9.保温材料        10.真空泵接口 

11.压阻真空计接口      12.巡检仪接口     13.低温冷空气入口 

14.低温冷空气出口 

(五)具体实施方式：

本发明为一种低温有压手套作业能力测试装置，如图1所示，该装置主要分为3部分：真空系统A、制冷系统B和测温系统C。真空系统A由真空泵4 和压阻真空计5组成，主要功能是通过真空泵4抽取低温压力舱1内空气来实现手套内外压差。将固定有手套的有机玻璃舱门2安装到低温压力舱1上，舱体与有机玻璃舱门2之间采用聚四氟乙烯密封圈密封，以保障低温压力舱1的密闭性。打开真空泵4对低温压力舱1进行抽压，观察压阻真空计5显示的压力值，达到实验要求时真空泵4停止抽压。制冷系统B由有压杜瓦瓶3和低温压力舱1组成，主要功能是通过有压杜瓦瓶3中的液氮实现低温压力舱1中的低温环境。打开有压杜瓦瓶3的阀门使液氮通过管路喷洒到低温压力舱1的外壁上，液氮气化时会从舱壁吸收大量热，而压力舱壁面又会从舱内吸收热量，从而使低温压力舱1内的温度环境达到实验低温。然后调节阀门开度，使低温压力舱1内的温度稳定在实验温度。低温压力舱1外面还采用保温材料9(如石棉、棉花等)进行保温，使低温氮气的冷量保持在保温材料9内，避免过多的热损失，如图2所示。此外，在进行手套抓握低温物体实验时，可在低温压力舱1内部安装内部中空的抓握杆，一端与低温冷空气入口13相连，另一端与低温冷空气出口14相连，可以根据实验测试要求提供所需低温冷空气，冷却抓握杆。在不进行抓握实验时低温冷空气入口13和低温冷空气出口14应封闭。测温系统C由温度传感器8、巡检仪6和计算机7组成，主要功能是采集、实时监测并记录测温点的温度值。测温点的温度信号通过温度传感器8传输给巡检仪6，将温度信号转换成数字信号，巡检仪6输出端接计算机7，通过组态王温度数据采集软件实时显示和监测并记录温度数据，可同时指导调节有压杜瓦瓶3的阀门开度，保证测试温度达到实验要求。 

本低温有压手套作业能力测试装置的实施步骤如下： 

步骤一、将固定有手套的有机玻璃舱门2安装到低温压力舱1上并确保低温压力舱1的密闭性。 

步骤二、打开有压杜瓦瓶3的阀门，使液氮通过管路喷洒到低温压力舱1的外壁上对其开始降温。同时，打开组态王温度数据采集软件实时监测温度数据，当低温压力舱1内的温度值达到实验要求时，调节有压杜瓦瓶3的阀门开度，使低温压力舱1内的温度保持稳定。 

步骤三、打开真空泵4和压阻真空计5的电源，对低温压力舱1进行抽压，观察压阻真空计5显示的压力值，达到实验要求时真空泵4停止抽压。 

步骤四、开始进行手套在低温有压条件下的作业能力实验。 

步骤五、实验完毕，关闭有压杜瓦瓶3的阀门以及压阻真空计5的电源，利用组态王温度数据采集软件记录实验中的温度数据，关闭计算机7的电源。 

Claims (2)

1.一种低温有压手套作业能力测试装置，包括3部分：真空系统、制冷系统和测温系统；所述真空系统由真空泵和压阻真空计组成，所述制冷系统由有压杜瓦瓶和低温压力舱组成，所述测温系统由温度传感器、巡检仪和计算机组成；其特征在于：

所述真空系统通过真空泵对低温压力舱进行抽压，通过压阻真空计监测低温压力舱内的压力值，实现手套的内外压差，所述压差控制精度为±1kPa；

所述制冷系统通过打开有压杜瓦瓶的阀门，使装在有压杜瓦瓶中的液氮流入低温压力舱舱壁外面，由于液氮在气化成为氮气的过程中要吸收大量热量，能够使低温压力舱内温度达到极低的温度要求，低温压力舱外还采用保温材料进行保温，使低温氮气的冷量保持在保温材料内，避免过多的热损失，所述制冷系统的温度控制通过调节有压杜瓦瓶上的阀门开度来实现，所述温度控制精度为±2℃，所述制冷系统能够根据测试要求提供从常温到-100℃的低温手套作业能力测试环境；

所述测温系统通过温度传感器测温，温度传感器与巡检仪相连，把温度信号转换为数字信号，巡检仪输出端接计算机，通过基于组态王软件平台开发的温度数据采集软件实时显示低温压力舱内温度，指导阀门的开度；

所述低温压力舱包括低温冷空气入口和低温冷空气出口，在进行手套抓握低温物体实验时，能够在低温压力舱内部安装内部中空的抓握杆，一端与低温冷空气入口相连，另一端与低温冷空气出口相连，根据实验测试要求提供所需低温冷空气，冷却抓握杆，在不进行抓握实验时低温冷空气入口和低温冷空气出口应封闭。

2.根据权利要求1所述的低温有压手套作业能力测试装置，其特征在于：低温压力舱体由不锈钢制作，固定手套的低温压力舱门采用透明有机玻璃，舱体与有机玻璃舱门之间采用聚四氟乙烯密封圈密封。

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