CN103344487B - 一种用于金属材料低温拉伸试验的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于金属材料低温拉伸试验的装置，包括放置试样的箱体装置、用于冷却的液氮装置系统和控制试验温度的控温系统，箱体装置包括内层、中间保温层、外层、底座和箱盖；液氮装置系统由液氮罐、导管、导管接口、内部液氮管、气化网和排液阀组成；控温系统由温度传感器、温度控制调节系统组成。该发明装置操作简单方便，设计合理，温度均匀，测试结果准确，能够准确控制温度在0℃～（-196℃）范围内进行试验，省去了对目前的拉伸试验机进行改造的麻烦，节约了成本，安全高效。

Description

一种用于金属材料低温拉伸试验的装置

技术领域

    本发明涉及一种试验装置，具体地说是一种用于金属材料低温拉伸试验的装置。

背景技术

随着现代各行业的飞速发展，越来越多的钢材需要在低温环境中使用，如低温压力容器、桥梁、建筑材料低温螺纹钢等，因此对于这些材料的各项力学性能的准确测量也就显得至关重要，尤其是试样的屈服强度、抗拉强度、延伸率和面缩率等拉伸性能指标。而材料在低温环境下的力学性能测量尤其是拉伸试验，由于设备和相关条件的限制一直没有一个精确简便的测量方法。

液氮的温度为零下196度，对于测量零下196度的性能的试样可以在液体中直接测量，但是当待测试样的性能温度范围在0℃～（-196℃）时，很难对温度进行准确控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于金属材料低温拉伸试验的装置，该装置利用液氮进行控温，能够准确控制温度在0℃～（-196℃）范围内进行试验，操作简单方便，设计合理，测试结果准确，无需对现有的拉伸试验机进行改造，节约成本，具有安全高效的特点。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种用于金属材料低温拉伸试验的装置，其特征在于：该装置包括放置试样的箱体装置、用于冷却的液氮装置系统和控制试验温度的控温系统，所述箱体装置包括箱体和设置在箱体上端的箱盖，所述箱体包括内层和外层，以及设置在内层与外层中间的保温层；在箱盖和箱体底部设有用于加装试样的固定连接轴；液氮装置系统包括液氮罐、液氮导管、内部液氮管、气化网和排液阀，所述液氮罐通过液氮导管与内部液氮管连接，内部液氮管和气化网设置在箱体内，且固定连接轴位于气化网内侧，排液阀设置在箱体下部；所述控温系统包括温度传感器和温度控制调节系统，温度传感器连接于箱体上，且温度传感器的一端伸入到箱体内部，另一端与温度控制调节系统连接。

本发明中，内层和外层均由不锈钢制成。保温层为聚氨酯保温板。在箱体上部两侧设有把手。在箱体和箱盖之间设有用来保温的密封材料。所述箱体为圆柱体，箱盖由两个半圆形盖组成，固定连接轴设置在箱盖和箱体底部的中间位置。在箱体上设有导管接口，液氮导管通过导管接口与内部液氮管连接。

本发明中，箱体装置用来放置试样，箱体内部为主体试样室，液氮装置系统用于冷却，控温系统用来控制试验温度。所述内部液氮管用于使液氮气化，排液阀用于将实验完毕的残液排出。

本发明具有以下优点：

1、采用气雾冷却，防止液氮直接作用于试样，保证了冷却温度均匀性的要求；

2、保温性能好，温度波动小，测量结果精确；

3、可用于测量0℃～（-196℃）范围内任意温度的拉伸试验；

4、可进行各种规格的试样拉伸试验；

5、箱体移动方便，操作简单，安全高效。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中标记为：1-箱体装置、2-液氮装置系统、3-控温系统、11-—箱体、111-内层、112—中间保温层、113-—外层、12-箱盖、13-导管接口、14--把手、15--固定连接轴、21-液氮罐、22-液氮导管、23-内部液氮管、24-气化网、25-排液阀、31-温度传感器、32—温度控制调节系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明，

一种本发明所述的用于金属材料低温拉伸试验的装置，包括放置试样的箱体装置1、用于冷却的液氮装置系统2和控制试验温度的控温系统3，箱体装置1包括箱体11和设置在箱体11上端的箱盖12，在箱体和箱盖之间设有用来保温的密封材料。箱体包括内层111和外层113，以及设置在内层与外层中间的保温层112；内层和外层均由不锈钢制成。保温层为聚氨酯保温板。在箱体上部两侧设有把手14。在箱盖和箱体底部设有用于加装试样的固定连接轴15；箱体为圆柱体，箱盖由两个半圆形盖组成，固定连接轴设置在箱盖和箱体底部的中间位置。液氮装置系统2包括液氮罐21、液氮导管22、内部液氮管23、气化网24和排液阀25，液氮罐通过液氮导管与内部液氮管连接，内部液氮管和气化网设置在箱体内，且固定连接轴位于气化网内侧，排液阀设置在箱体下部；在箱体上设有导管接口13，液氮导管通过导管接口与内部液氮管连接。控温系统3包括温度传感器31和温度控制调节系统32，温度传感器连接于箱体上，且温度传感器的一端伸入到箱体内部，另一端与温度控制调节系统连接。

操作时，首先，将要进行拉伸试验的试样用连接轴固定好放置在箱体内部的主体试样室内，将液氮罐中装满液氮，通过导管和导管接口将液氮送入箱体装置中，箱体由内层、中间保温层和外层组成的主体试样室，内层和外层的材料均为不锈钢，中间保温层为聚氨酯保温板。

箱体箱盖由两个半圆形箱盖组成，方便装卸试样，中间设有一个孔洞用于安装连接轴连接试样，箱体底座设有固定连接轴，用于固定试样。在箱体和箱盖之间采用密封材料进行保温。可以很好地保持需要的温度范围。

液氮流入箱体后，通过内部液氮管气化后，经气化网使试样周围温度降低，经气化后试样附近温度均匀恒定，温度传感器会显示箱体内实际温度，通过调节液氮流量和控制试验温度系统，使得试验温度保持在需要的范围内，待温度稳定后即可开始实验。

把手固定于箱体上，方便装置移动。排液阀用于试验完毕后排放残液。

本发明利用液氮进行控温，能够准确控制温度在0℃～（-196℃）范围内进行试验，操作简单方便，测试结果准确，成本低，安全高效。

Claims (7)

1.一种用于金属材料低温拉伸试验的装置，其特征在于：该装置包括放置试样的箱体装置（1）、用于冷却的液氮装置系统（2）和控制试验温度的控温系统（3），所述箱体装置（1）包括箱体（11）和设置在箱体（11）上端的箱盖（12），所述箱体（11）包括内层（111）和外层（113），以及设置在内层（111）与外层（113）中间的保温层（112）；在箱盖（12）和箱体（11）底部设有用于加装试样的固定连接轴（15）；液氮装置系统（2）包括液氮罐（21）、液氮导管（22）、内部液氮管（23）、气化网（24）和排液阀（25），所述液氮罐（21）通过液氮导管（22）与内部液氮管（23）连接，内部液氮管（23）和气化网（24）设置在箱体（11）内，且固定连接轴（15）位于气化网（24）内侧，排液阀（25）设置在箱体（11）下部；所述控温系统（3）包括温度传感器（31）和温度控制调节系统（32），温度传感器（31）连接于箱体（11）上，且温度传感器（31）的一端伸入到箱体（11）内部，另一端与温度控制调节系统（32）连接。

2.根据权利要求1所述的用于金属材料低温拉伸试验的装置，其特征在于：保温层（112）为聚氨酯保温板。

3.根据权利要求1所述的用于金属材料低温拉伸试验的装置，其特征在于：内层（111）和外层（113）均由不锈钢制成。

4.根据权利要求1所述的用于金属材料低温拉伸试验的装置，其特征在于：在箱体（11）上部两侧设有把手（14）。

5.根据权利要求1所述的用于金属材料低温拉伸试验的装置，其特征在于：在箱体（11）和箱盖（12）之间设有用来保温的密封材料。

6.根据权利要求1所述的用于金属材料低温拉伸试验的装置，其特征在于：所述箱体（11）为圆柱体，箱盖（12）由两个半圆形盖组成，固定连接轴（15）设置在箱盖（12）和箱体（11）底部的中间位置。

7.根据权利要求1所述的用于金属材料低温拉伸试验的装置，其特征在于：在箱体（11）上设有导管接口（13），液氮导管（22）通过导管接口（13）与内部液氮管（23）连接。