一种用于霍普金森杆的低温实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术的实施例公开一种用于霍普金森杆的低温实验装置。包括：箱体、顶盖、保温单元、冷媒单元、试件存放单元、入射杆、透射杆、可拆卸前盖、可拆卸后盖以及底盖，保温单元容置于箱体内，试件存放单元设置在箱体内中心处，保温单元与试件存放单元之间的箱体内密封空间形成冷媒单元，在箱体顶部以及底部，分别开设有尺寸大于试件存放单元内径的通孔，在冷媒单元上方的箱体顶部，开设有冷媒添加口，在冷媒单元下方的箱体底部，开设有排水孔，在箱体的中下部对称两侧开设有通孔，通孔内设置有用于容置入射杆及透射杆的密封管，可拆卸前盖及可拆卸后盖分别用于密封箱体的中下部两侧的通孔。应用本发明专利技术，可以提升低温实验效率、降低结构复杂度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于霍普金森杆的低温实验装置
本专利技术涉及材料性能实验技术，尤其涉及一种用于霍普金森杆的低温实验装置。
技术介绍
分离式霍普金森杆(霍普金森杆)是一种研究一维应力状态下工程材料动态力学性能的冲击实验装置，广泛应用于金属材料、岩石、混凝土、陶瓷、高聚物、含能材料、泡沫材料等多种材料的动态力学性能研究以及材料结构的动态响应与破坏研究。工程材料的动态力学性能包括低温条件下工程材料的动态力学性能以及常温条件下工程材料的动态力学性能。在低温条件下进行分离式霍普金森杆冲击实验时，由于工程材料(试件)以及分离式霍普金森杆对温度敏感度高，因而，需要有效减少制冷时间，并尽可能减少实验对试件多余的扰动。但目前还没有专门针对分离式霍普金森杆冲击实验装置用的制冷系统，研究人员一般采用液氮制冷方式对试件以及分离式霍普金森杆进行制冷，并利用热电阻或热电偶测温，以便检测是否达到制冷所需的温度，使得利用该方式进行实验，需要连接液氮循环制冷系统并采用合适的温度控制方式，导致整个制冷系统需要较长的时间进行制冷及达到稳定状态，低温效率较低，制冷剂利用率不高；进一步地，液氮循环制冷系统基本上都是根据具体实验要求自行设计，其中多数采用附带液氮罐、杜瓦瓶、热电偶、导液(气)管、制冷盒及温度控制器的液态制冷剂外循环控温系统，结构复杂，成本较高；而且，由于分离式霍普金森杆冲击实验具有实验间断进行、单次实验时间短、实验次数多等特点，且在进行低温实验时，材料试件、实验杆对温度敏感度高，因而，如何有效地减少制冷需要的时间、减少实验对试件多余的扰动、方便快捷的进行实验是霍普金森杆低温实验需要解决的问题。专利
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种用于霍普金森杆的低温实验装置，提升低温实验效率、降低结构复杂度。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：一方面，本专利技术实施例提供一种用于霍普金森杆的低温实验装置，包括：箱体、顶盖、保温单元、冷媒单元、试件存放单元、入射杆、透射杆、可拆卸前盖、可拆卸后盖以及底盖，其中，保温单元容置于箱体内，并与箱体内壁相接触；试件存放单元为中空，设置在箱体内中心处，内置有多层存放试件的试件存放槽，所述试件存放槽可在所述箱体内上下滑移，以使所述试件存放槽上存放的试件与所述入射杆以及透射杆位于同一轴线上；保温单元与试件存放单元之间的箱体内密封空间，形成用于填充冷媒的冷媒单元，所述保温单元、试件存放单元与所述箱体形成密封，以防所述冷媒渗入；在设置试件存放单元的箱体顶部以及底部，分别开设有尺寸大于所述试件存放单元内径的通孔，所述通孔用于放置或取出试件，所述顶盖用于密封所述箱体顶部开设的通孔，所述底盖用于密封所述箱体底部开设的通孔；在冷媒单元上方的箱体顶部，开设有用于将冷媒注入所述冷媒单元的冷媒添加口，在冷媒单元下方的箱体底部，开设有用于将所述冷媒单元中融化的冷媒排出的排水孔；在所述箱体的中下部对称两侧，开设有通孔，所述通孔内设置有用于容置入射杆以及透射杆的密封管，所述密封管贯穿所述箱体中下部对称两侧，并与所述试件存放单元相交，相交部分形成防止所述冷媒渗入的密封；可拆卸前盖用于密封所述箱体的中下部一侧的通孔，可拆卸后盖用于密封所述箱体的中下部另一侧的通孔。本专利技术实施例提供的用于霍普金森杆的低温实验装置，利用冷媒单元进行制冷，取消了额外的制冷液循环系统，同时可实现同种试件在同一温度下的多次重复性实验，保证了多次实验的变量可控，并分离了冷媒与试件的直接接触，从而可以有效提升低温实验效率、降低结构复杂度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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它的附图。图1为本专利技术实施例用于霍普金森杆的低温实验装置主视结构示意图；图2为本专利技术实施例用于霍普金森杆的低温实验装置左视结构示意图；图3为本专利技术实施例用于霍普金森杆的低温实验装置内部立体结构示意图；图4为本专利技术实施例用于霍普金森杆的低温实验装置内部主视结构示意图；图5为本专利技术实施例霍普金森杆实验系统结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术实施例进行详细描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术实施例用于霍普金森杆的低温实验装置主视结构示意图；图2为本专利技术实施例用于霍普金森杆的低温实验装置左视结构示意图；图3为本专利技术实施例用于霍普金森杆的低温实验装置内部立体结构示意图；图4为本专利技术实施例用于霍普金森杆的低温实验装置内部主视结构示意图。参见图1至图4，本专利技术实施例中，上下方向为装置的顶部方向以及底部方向，左右方向为装置的水平方向，垂直于纸面的方向为装置的前后方向，该装置包括：箱体、顶盖、保温单元、冷媒单元、试件存放单元、入射杆、透射杆、可拆卸前盖、可拆卸后盖以及底盖，其中保温单元容置于箱体内，并与箱体内壁相接触；试件存放单元为中空，设置在箱体内中心处，内置有多层存放试件的试件存放槽，所述试件存放槽可在所述箱体内上下滑移，以使所述试件存放槽上存放的试件与所述入射杆以及透射杆位于同一轴线上；保温单元与试件存放单元之间的箱体内密封空间，形成用于填充冷媒的冷媒单元，所述保温单元、试件存放单元与所述箱体形成密封，以防所述冷媒渗入；在设置试件存放单元的箱体顶部以及底部，分别开设有尺寸大于所述试件存放单元内径的通孔，所述通孔用于放置或取出试件，所述顶盖用于密封所述箱体顶部开设的通孔，所述底盖用于密封所述箱体底部开设的通孔；在冷媒单元上方的箱体顶部，开设有用于将冷媒注入所述冷媒单元的冷媒添加口，在冷媒单元下方的箱体底部，开设有用于将所述冷媒单元中融化的冷媒排出的排水孔；在所述箱体的中下部对称两侧，开设有通孔，所述通孔内设置有用于容置入射杆以及透射杆的密封管，所述密封管贯穿所述箱体中下部对称两侧，并与所述试件存放单元相交，相交部分形成防止所述冷媒渗入的密封；可拆卸前盖用于密封所述箱体的中下部一侧的通孔，可拆卸后盖用于密封所述箱体的中下部另一侧的通孔。本专利技术实施例中，作为可选实施例，箱体为一圆口腔体，实际应用中，圆口腔体可为方形圆口腔体、圆形圆口腔体等。本专利技术实施例中，箱体设置为方形圆口腔体。保温单元利用保温材料进行填充，其中，保温材料包括但不限于：挤塑型聚苯乙烯泡沫塑料、模压型聚苯乙烯泡沫塑料、现喷硬泡聚氨酯、硬泡聚氨酯保温板、泡沫玻璃、泡沫混凝土、轻骨料保温混凝土、无机保温砂浆、聚苯颗粒保温砂浆、矿棉、酚醛树脂板、膨胀珍珠岩保温砂浆等。本专利技术实施例中，冷媒用于对试件进行冷却并使之维持恒定的低温。冷媒通过热交换失去制冷作用后，通过装置底层的排水孔排出并收集。为使整个低温实验装置能够在不同的低温环境下进行实验，本装置区别于常规的液氮制冷或低温盐水循环制冷的机理，采用化学药品的物理性质制冷。这样，可以使得本专利技术实施例的用于霍普金森杆的低温实验装置，可以根据实验需要，选择合适冷媒并计算维持预定低温需要的充填体积。作为可选实施例，本专利技术实施例列本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于霍普金森杆的低温实验装置，其特征在于，该装置包括：箱体、顶盖、保温单元、冷媒单元、试件存放单元、入射杆、透射杆、可拆卸前盖、可拆卸后盖以及底盖，其中，保温单元容置于箱体内，并与箱体内壁相接触；试件存放单元为中空，设置在箱体内中心处，内置有多层存放试件的试件存放槽，所述试件存放槽可在所述箱体内上下滑移，以使所述试件存放槽上存放的试件与所述入射杆以及透射杆位于同一轴线上；保温单元与试件存放单元之间的箱体内密封空间，形成用于填充冷媒的冷媒单元，所述保温单元、试件存放单元与所述箱体形成密封，以防所述冷媒渗入；在设置试件存放单元的箱体顶部以及底部，分别开设有尺寸大于所述试件存放单元内径的通孔，所述通孔用于放置或取出试件，所述顶盖用于密封所述箱体顶部开设的通孔，所述底盖用于密封所述箱体底部开设的通孔；在冷媒单元上方的箱体顶部，开设有用于将冷媒注入所述冷媒单元的冷媒添加口，在冷媒单元下方的箱体底部，开设有用于将所述冷媒单元中融化的冷媒排出的排水孔；在所述箱体的中下部对称两侧，开设有通孔，所述通孔内设置有用于容置入射杆以及透射杆的密封管，所述密封管贯穿所述箱体中下部对称两侧，并与所述试件存放单元相交，相交部分形成防止所述冷媒渗入的密封；可拆卸前盖用于密封所述箱体的中下部一侧的通孔，可拆卸后盖用于密封所述箱体的中下部另一侧的通孔。...

【技术特征摘要】
1.一种用于霍普金森杆的低温实验装置，其特征在于，该装置包括：箱体、顶盖、保温单元、冷媒单元、试件存放单元、入射杆、透射杆、可拆卸前盖、可拆卸后盖以及底盖，其中，保温单元容置于箱体内，并与箱体内壁相接触；试件存放单元为中空，设置在箱体内中心处，内置有多层存放试件的试件存放槽，所述试件存放槽可在所述箱体内上下滑移，以使所述试件存放槽上存放的试件与所述入射杆以及透射杆位于同一轴线上；保温单元与试件存放单元之间的箱体内密封空间，形成用于填充冷媒的冷媒单元，所述保温单元、试件存放单元与所述箱体形成密封，以防所述冷媒渗入；在设置试件存放单元的箱体顶部以及底部，分别开设有尺寸大于所述试件存放单元内径的通孔，所述通孔用于放置或取出试件，所述顶盖用于密封所述箱体顶部开设的通孔，所述底盖用于密封所述箱体底部开设的通孔；在冷媒单元上方的箱体顶部，开设有用于将冷媒注入所述冷媒单元的冷媒添加口，在冷媒单元下方的箱体底部，开设有用于将所述冷媒单元中融化的冷媒排出的排水孔；在所述箱体的中下部对称两侧，开设有通孔，所述通孔内设置有用于容置入射杆以及透射杆的密封管，所述密封管贯穿所述箱体中下部对称两侧，并与所述试件存放单元相交，相交部分形成防止所述冷媒渗入的密封；可拆卸前盖用于密封所述箱体的中下部一侧的通孔，可拆卸后盖用于密封所述箱体的中下部另一侧的通孔；所述箱体包括：顶盖通孔、底盖通孔、前盖通孔、后盖通孔、前盖通孔管、后盖通孔管、冷媒添加口以及排水孔；试件存放单元包括：上部中空管、下部中空管以及试件存放槽，其中，顶盖通孔开设在箱体顶部中心区域，底盖通孔开设在箱体底部中心区域，冷媒添加口为通孔，开设在箱体顶部保温单元与顶盖通孔之间的区域，排水孔开设在箱体底部保温单元与底盖通孔之间的区域，前盖通孔和后盖通孔开设在箱体的中下部对称两侧，前盖通孔管容置在所述前盖通孔内并与箱体密封，所述入射杆可在所述前盖通孔管内滑移，后盖通孔管容置在所述后盖通孔内并与箱体密封，所述透射杆可在所述后盖通孔管内滑移；上部中空管上端容置于所述顶盖通孔内，下端分别与所述前盖通孔管以及后盖通孔管在箱体内的末端相接触并密封；下部中空管下端容置于所述底盖通孔内，上端分别与所述前盖通孔管以及后盖通孔管在箱体内的末端相接触并密封，所述上部中空管、下部中空管、前盖通孔管以及后盖通孔管相接处的内侧形成中空区域；试件存放槽可在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨仁树，陈骏，刘巨，杨立云，方士正，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11