一种以制冷机做冷源的材料低温力学性能测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种以制冷机做冷源的材料低温力学性能测试装置，属于材料力学性能测试技术领域，其包括试验机、保温桶、制冷机、防热辐射筒、试样腔和储存罐，所述试验机包括底座和设置与其内的支撑架，所述保温桶设于底座上，所述支撑架上设置有试样腔。该以制冷机做冷源的材料低温力学性能测试装置，通过把样品放置在两个挤压块之间，根据样品的形状，在竖直方向进行固定时，通过调节两个活动板在固定板上上下的位置，利用挤压块的下表面对样品进行固定，在水平方向进行固定时，通过转动旋转头带动螺纹杆在螺纹孔内转动，进行左右调节螺纹杆和挤压块的左右位置对其进行固定，从而保证样品稳定的固定在试样腔内。

A device for testing the mechanical properties of materials at low temperature with a refrigerator as the cold source

【技术实现步骤摘要】
一种以制冷机做冷源的材料低温力学性能测试装置
本专利技术属于材料力学性能测试
，具体为一种以制冷机做冷源的材料低温力学性能测试装置。
技术介绍
随着我国氢能源、核聚变能、航空航天、应用超导、气体工业以及一些大科学工程等领域的发展,涉及到低温工程的项目越来越多。在工业和科研领域对低温材料的需求越来越大，对低温材料的性能数据要求越来越全面。材料在低温环境下工作,其低温物理性能通常不同于常温性能,其中材料力学性能是工程中材料或工件的一个重要性能指标。测试材料在低温下的力学性能,对材料低温性能研究和优化改性具有重要的意义,对低温构件的设计和安全使用也至关重要。目前国内材料低温力学性能测试装置均采用液氮77K或液氦4.2K作为冷源；工作时将低温液体容器中的液氮77K或液氦4.2K输入到真空夹层杜瓦中，低温液体将低温力学支架和待测样品冷却,再通过温控器和低温液体蒸发器配合使用控制低温力学支架和待测样品的温度。随后低温液体变成气体从出气口中排出。这样在工作中会消耗大量的液氮或液氦；每次进行77K以下温区材料力学性能测试都得消耗大量的液氦。目前的材料低温力学性能测试装置的缺陷在于严重依赖液氮或液氦资源、成本高、操作复杂，而且待测样品在进行力学试验时，需要对其进行固定，保证其在力学检测中不会随意晃动，影响试验检测的精确性，因此，开发一种以制冷机作为冷源，无需消耗液氮或液氦的材料低温力学测试设备具有非常重要的理论研究意义和实际应用价值。
技术实现思路
(一)解决的技术问题为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提供了一种以制冷机做冷源的材料低温力学性能测试装置，解决了材料低温力学性能测试装置的缺陷在于严重依赖液氮或液氦资源、成本高、操作复杂的问题。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种以制冷机做冷源的材料低温力学性能测试装置，包括试验机、保温桶、制冷机、防热辐射筒、试样腔和储存罐，所述试验机包括底座和设置与其内的支撑架，所述保温桶设于底座上，所述支撑架上设置有试样腔，所述试样腔位于防热辐射筒内，所述防热辐射筒设于保温桶内，所述保温桶的左侧面设置有制冷机，且保温桶用于密封制冷机、防热辐射筒和试样腔使之与外界绝热，所述试验机的右侧面设置有储存氦气的储存罐，所述储存罐的下表面通过真空泵和第一管道与试样腔相连通，所述储存罐的上表面通过第二管道与试样腔相连通。所述试样腔内设置有两个固定板，所述固定板的左右两侧面通过四个螺丝固定连接有活动板，且两两螺丝分别位于两个第一通槽内，且两个第一通槽开设在固定板的侧面，且两个活动板的相对面均开设有螺纹孔，且两个螺纹孔螺纹连接有同一个螺纹杆，所述螺纹杆位于第二通槽内，所述第二通槽开设在固定板的侧面，所述螺纹杆的右端固定连接有挤压块。作为本专利技术的进一步方案：所述试样腔内设置有两个温控器，且两个温控器分别位于试样腔内壁的左右两侧，且两个温控器均由外部计算机控制。作为本专利技术的进一步方案：所述制冷机的一级冷头与防热辐射筒通过热桥连接并且为之提供冷量，所述制冷机的二级冷头与试样腔通过热桥连接并且为之提供冷量。作为本专利技术的进一步方案：所述制冷机为单台制冷机或多台并联的制冷机组。作为本专利技术的进一步方案：所述试验机为电子万能材料试验机或液压伺服材料力学试验机。作为本专利技术的进一步方案：所述螺纹杆的左端设置有旋转头，且旋转头的形状为正六角形。作为本专利技术的进一步方案：所述第二管道内设置有电磁阀。(三)有益效果与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1、该以制冷机做冷源的材料低温力学性能测试装置，通过把样品放置在两个挤压块之间，根据样品的形状，在竖直方向进行固定时，通过调节两个活动板在固定板上上下的位置，利用挤压块的下表面对样品进行固定，在水平方向进行固定时，通过转动旋转头带动螺纹杆在螺纹孔内转动，进行左右调节螺纹杆和挤压块的左右位置对其进行固定，从而保证样品稳定的固定在试样腔内。2、该以制冷机做冷源的材料低温力学性能测试装置，以制冷机作为冷源,试样腔中的氦气作为传热介质,本身不产生冷量,氦气能够循环利用,因此氦气几乎不会损失,避免了氦气资源的大量浪费,并且在试样腔与储存罐之间还设有真空泵,可通过真空泵将试样腔内的氦气回收到储存罐中,由于单纯的使用制冷机不能够将试样腔内的温度降低至4.2K,因此通过真空泵降低试样腔内的压强来进一步降低试样腔内的温度,能够实现4.2K-300K温区内任意温度点的材料力学性能数据测试，且温控准确,结构简单、可靠性高、操作方便、效率高。附图说明图1为本专利技术正视的剖面的结构示意图；图2为本专利技术A部分放大的结构示意图；图3为本专利技术固定装置左视放大的结构示意图。图中：1试验机、2支撑架、3底座、4保温桶、5制冷机、6防热辐射筒、7试样腔、8第一管道、9真空泵、10储存罐、11第二管道、12电磁阀、13温控器、14固定板、15螺丝、16活动板、17第一通槽、18螺纹孔、19螺纹杆、20旋转头、21第二通槽、22挤压块。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。如图1-3所示，本专利技术提供一种技术方案：一种以制冷机做冷源的材料低温力学性能测试装置，包括试验机1、保温桶4、制冷机5、防热辐射筒6、试样腔7和储存罐1010，所述试验机1包括底座3和设置与其内的支撑架2，所述保温桶4设于底座3上，所述支撑架2上设置有试样腔7，所述试样腔7位于防热辐射筒6内，所述防热辐射筒6设于保温桶4内，所述保温桶4的左侧面设置有制冷机5，且保温桶4用于密封制冷机5、防热辐射筒6和试样腔7使之与外界绝热，所述试验机1的右侧面设置有储存氦气的储存罐10，所述储存罐10的下表面通过真空泵9和第一管道8与试样腔7相连通，所述储存罐10的上表面通过第二管道11与试样腔7相连通。所述试样腔7内设置有两个固定板14，所述固定板14的左右两侧面通过四个螺丝15固定连接有活动板16，且两两螺丝15分别位于两个第一通槽17内，且两个第一通槽17开设在固定板14的侧面，且两个活动板16的相对面均开设有螺纹孔18，且两个螺纹孔18螺纹连接有同一个螺纹杆19，所述螺纹杆19位于第二通槽21内，所述第二通槽21开设在固定板14的侧面，所述螺纹杆19的右端固定连接有挤压块22。所述试样腔7内设置有两个温控器13，且两个温控器13分别位于试样腔7内壁的左右两侧，且两个温控器13均由外部计算机控制。所述制冷机5的一级冷头与防热辐射筒6通过热桥连接并且为之提供冷量，所述制冷机5的二级冷头与试样腔7通过热桥连接并且为之提供冷量。所述制冷机5为单台制冷机5或多台并联的制冷机组。所述试验机1为电子万能材料试验机或液压伺服材料力学试验机所述螺纹杆19的左端设置有旋转头20，且旋转头20的形状为正六角形。所述第二管道11内设置有电磁阀12。通过把样品放置在两个挤压块22之间，根据样品的形状，在竖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以制冷机做冷源的材料低温力学性能测试装置，包括试验机(1)、保温桶(4)、制冷机(5)、防热辐射筒(6)、试样腔(7)和储存罐(10)(10)，其特征在于：所述试验机(1)包括底座(3)和设置与其内的支撑架(2)，所述保温桶(4)设于底座(3)上，所述支撑架(2)上设置有试样腔(7)，所述试样腔(7)位于防热辐射筒(6)内，所述防热辐射筒(6)设于保温桶(4)内，所述保温桶(4)的左侧面设置有制冷机(5)，且保温桶(4)用于密封制冷机(5)、防热辐射筒(6)和试样腔(7)使之与外界绝热，所述试验机(1)的右侧面设置有储存氦气的储存罐(10)，所述储存罐(10)的下表面通过真空泵(9)和第一管道(8)与试样腔(7)相连通，所述储存罐(10)的上表面通过第二管道(11)与试样腔(7)相连通；/n所述试样腔(7)内设置有两个固定板(14)，所述固定板(14)的左右两侧面通过四个螺丝(15)固定连接有活动板(16)，且两两螺丝(15)分别位于两个第一通槽(17)内，且两个第一通槽(17)开设在固定板(14)的侧面，且两个活动板(16)的相对面均开设有螺纹孔(18)，且两个螺纹孔(18)螺纹连接有同一个螺纹杆(19)，所述螺纹杆(19)位于第二通槽(21)内，所述第二通槽(21)开设在固定板(14)的侧面，所述螺纹杆(19)的右端固定连接有挤压块(22)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种以制冷机做冷源的材料低温力学性能测试装置，包括试验机(1)、保温桶(4)、制冷机(5)、防热辐射筒(6)、试样腔(7)和储存罐(10)(10)，其特征在于：所述试验机(1)包括底座(3)和设置与其内的支撑架(2)，所述保温桶(4)设于底座(3)上，所述支撑架(2)上设置有试样腔(7)，所述试样腔(7)位于防热辐射筒(6)内，所述防热辐射筒(6)设于保温桶(4)内，所述保温桶(4)的左侧面设置有制冷机(5)，且保温桶(4)用于密封制冷机(5)、防热辐射筒(6)和试样腔(7)使之与外界绝热，所述试验机(1)的右侧面设置有储存氦气的储存罐(10)，所述储存罐(10)的下表面通过真空泵(9)和第一管道(8)与试样腔(7)相连通，所述储存罐(10)的上表面通过第二管道(11)与试样腔(7)相连通；
所述试样腔(7)内设置有两个固定板(14)，所述固定板(14)的左右两侧面通过四个螺丝(15)固定连接有活动板(16)，且两两螺丝(15)分别位于两个第一通槽(17)内，且两个第一通槽(17)开设在固定板(14)的侧面，且两个活动板(16)的相对面均开设有螺纹孔(18)，且两个螺纹孔(18)螺纹连接有同一个螺纹杆(19)，所述螺纹杆(19)位于第二通槽(21)内，所述第二通槽(21)开设在固定板(14)的侧面，所述螺纹杆(19)的右端固定连接有挤压块(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王艳春，宋卫敏，李红义，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37