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专利名称：超低温夏比冲击试验冷却装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及冲击试验设备，尤其涉及一种超低温夏比冲击试验冷却 装置。
背景技术：
石化行业的热壁加氢反应器以及核电站内的压力壳、蒸发器等压力容器 和超临界低压汽轮机转子的制备均需要使用金属材料，这些金属材料使用的 安全性评价指标是其脆化前后断口形貌转变温度之差，金属材料可用性评价 指标是回火脆性。对这些金属材料使用安全性和可用性的评价方法可以通过 超低温夏比冲击试验完成，即加工相同状态的一批夏比试样，在不同的温度 下用摆锤冲击试验机进行冲击试验，对比试样断口形貌的变化，确定断口组
织中纤维组织和结晶组织各占50%或各占某一比例，以及冲击吸收功达到某一 规定值时的试验温度T,，以此温度考核材料的回火脆性。在上述试验过程中， 当试验温度需要低于室温时，通常使用无水乙醇+液氮作为冷却介质。此种混 合物介质的最低温度能达到-ll(TC左右，但是当温度低于-110。C时，无水乙
醇开始变得粘稠直至凝固，这样会使更低温度条件的试验无法进行，而有些 材料的T,.则要远低于-ll(TC。
有鉴于此，设计实现超低温夏比冲击试验的冷却装置确有必要。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于克服现有装置存在的上述缺点，提供一种超 低温夏比冲击试验冷却装置，其由冷却介质储存容器、试样槽、自动测控温 机构以及导管构成，可使试样槽内冷却到试验需要的超低温度，改善超低温 夏比冲击试验的效果，满足压力容器等材料性能评价的需要。 本实用新型的目的是由以下技术方案实现的。 ' 本实用新型超低温夏比冲击试验冷却装置，其特征在于，包括冷却介质 储存容器、试样槽、自动测控温机构及导管；该冷却介质储存容器与试样槽 通过导管接通；该自动测控温机构包括控制器、测控温热电偶、主控阀门和
3流量调节阀门，测控温热电偶插设在试样槽上且与控制器连接，主控阀门和 流量调节阀门设置在导管上，流量调节阀门与控制器连接。
前述的超低温夏比冲击试验冷却装置，其中冷却介质储存容器为双层金 属板制成的罐体，双层金属板中间填充绝热材料，该冷却介质储存容器内的 冷却介质为液氮。
前述的超低温夏比冲击试验冷却装置，其中金属板为不锈钢板，该绝热 材料为岩棉、粉状棉、玻璃棉或超细玻璃棉。
前述的超低温夏比冲击试验冷却装置，其中试样槽由双层金属板制成的 方形体和上盖构成，双层金属板中间填充绝热材料。
前述的超低温夏比冲击试验冷却装置，其中金属板为不锈钢板，该绝热 材料为岩棉、粉状棉、玻璃棉或超细玻璃棉。
前述的超低温夏比冲击试验冷却装置，其中导管为金属管，该金属管为 不锈钢管。
前述的超低温夏比冲击试验冷却装置，其中测控温热电偶为铠装K型热 电偶，插设在试样槽上，其测温部分位于试样槽内部，导线部分位于试样槽 外部且与控制器连接。
前述的超低温夏比冲击试验冷却装置，其中主控阀门为耐低温的减压阀 门，设置在导管靠近冷却介质储存容器一端。
前述的超低温夏比冲击试验冷却装置，其中流量调节阔门为耐低温的电 磁阀，设置在导管靠近试样槽的另一端并与控制器连接。
本实用新型超低温夏比冲击试验冷却装置的有益效果，其由冷却介质容 器、试样槽、自动测控温机构以及连接管路构成，采用液氮作为冷却介质， 根据设定的试验温度，通过自动测控温机构的测控温热电偶即时将试样的温 度信号反馈给控制器，控制器根据反馈的温度信号，向流量调节阀门发出工 作指令，使液氮由冷却介质储存容器内流出，经导管进入试样槽内直接作用 在试样上，使试样温度达到所设定的试验温度，由于液氮具有极强的冷却能 力，可以实现超低温夏比冲击试验，满足压力容器等材料性能评价的需要。


图1为本实用新型超低温夏比冲击试验冷却装置结构示意图。图中主要标号说明1冷却介质容器、11金属板、12绝热材料、2不锈
钢导管、3试样槽、31金属板、32绝热材料、4主控阀门、5控制器、6流量 调节阀门、7热电偶、8试样、9冷却介质。
具体实施方式
参阅图1所示，本实用新型超低温夏比冲击试验冷却装置的结构，其包 括冷却介质储存容器l、试样槽3、自动测控温机构及导管2;该冷却介质储 存容器1与试样槽3通过导管2接通;该自动测控温机构包括控制器5、测控 温热电偶7、主控阀门4和流量调节阀门6，测控温热电偶7插设在试样槽3 上且与控制器5连接，主控阀门4和流量调节阀门6设置在导管2上，流量 调节阀门6与控制器5连接。
参阅图1所示，本实用新型超低温夏比冲击试验冷却装置，其中，冷却 介质储存容器1为双层金属板11制成的罐体，双层金属板11中间填充绝热 材料12，该冷却介质储存容器内的冷却介质9为液氮；金属板11为不锈钢板， 该绝热材料12为岩棉、粉状棉、玻璃棉或超细玻璃棉；试样槽3由双层金属 板31制成的方形体和上盖构成，双层金属板31中间填充绝热材料32;金属 板31为不锈钢板，该绝热材料32为岩棉、粉状棉、玻璃棉或超细玻璃棉； 导管2为金属管，该金属管为不锈钢管；领啦温热电偶7为铠装K型热电偶， 插设在试样槽3上，其测温部分位于试样槽3内部，导线部分位于试样槽外 部且与控制器5连接；主控阀门4为耐低温的减压阀门，设置在导管2靠近 冷却介质储存容器l一端；流量调节阀门6为耐低温的电磁阀，设置在导管2 靠近试样槽3的另一端并与控制器5连接；控制器5为计算机。
实施例1 (参阅图l所示)
采用双层不锈钢板根据国家有关m类压力容器产品的规定制成容积为
500升的罐体1，双层不锈钢板11中间填充绝热材料12超细玻璃棉，罐体1 内装有冷却介质液氮9，液氮装入量为罐体容积的4/5左右；采用双层不锈钢 板31制成试样槽3，该试样槽3的有效尺寸为120mmX 120腿X 120mm，双层不 锈钢板31中间填充绝热材料32超细玻璃棉;采用双层不锈钢板31制成上盖， 双层不锈钢板31中间填充该绝热材料32超细玻璃棉；采用不锈钢管作为导管2，其一端与罐体l接通，另一端与试样槽3接通，该导管2靠近罐体1一
端设置主控阀门4，该主控阀门4选用市售的耐低温减压阀门，导管2靠近试 样槽3另一端设置流量调节阀门6，该流量调节阀门6选用市售的耐低温电磁 阀门，其与控制器5连接；测控温热电偶7选用市售的铠装K型热电偶，插 设在试样槽上，其测温部分位于试样槽内部，导线部分位于试样槽外部且与 控制器5连接；控制器5选用现有技术的计算机。
使用时，将三支待评价标准尺寸(10mmX10mmX55匪)的试样8放置于 试样槽3中，盖好上盖，在计算机上设定试验过程为降温一一保温(-18(TC)， 确定试验温度为-180°C;打开主控阀门4，根据测控温热电偶反馈的信号由计 算机向电磁阀门6发出指令，电磁阀门6自动打开，调节液氮9流量，使液 氮9由储存罐体1内流出，经导管2进入试样槽3内直接作用在试样8上， 经过25分钟左右，试样8可以达到所设定的-18(TC的试验温度，电磁阀门6 依据程序指令调小液氮流量，使待测试样8在-18(TC的温度下保持10分钟， 以完成试样的夏比冲击试验。 实施例2 (参阅图l所示)
采用双层不锈钢板根据国家有关III类压力容器产品的规定制成容积为 500升的罐体1，双层不锈钢板11中间填充绝热材料12岩棉，罐体1内装有 冷却介质液氮9，液氮装入量为罐体容积的5/6左右；采用双层不锈钢板31 制成试样槽3，该试样槽3的有效尺寸为120ramX120腿X120腿，双层不锈钢 板31中间填充绝热材料32岩棉；采用双层不锈钢板31制成上盖，双层不锈 钢板31中间填充绝热材料32岩棉；采用不锈钢管作为导管2，其一端与罐体 l接通，另一端与试样槽3接通，该导管2靠近罐体1一端设置主控阀门4， 该主控阀门4选用市售的耐低温减压阀门，导管2靠近试样槽3另一端设置 流量调节阀门6，该流量调节阀门6选用市售的耐低温电磁阀门，其与控制器 5连接；测控温热电偶7选用市售的铠装K型热电偶，插设在试样槽3上，其 测温部分位于试样槽3内部，导线部分位于试样槽3外部且与控制器5连接； 控制器5选用现有技术的计算机。 '
使用时，将三支待评价标准尺寸(10誦X10腿X55mm)的试样8放置于 试样槽3中，盖好上盖，在计算机上设定试验过程为降温--一保温(-15(TC)——降温——保温(-18(TC)，试验温度为-18(TC;打开主控阀门4，根据测 控温热电偶反馈的信号由计算机向电磁阀门6发出指令，电磁阀门6自动打 开，调节液氮9的流量，将液氮9由储存罐体1内导出，经导管2进入试样 槽3内直接作用在试样8上，经过30分钟左右后，试样8达到第一个保温阶 段，温度为-15(TC，电磁阀门6依据程序指令调小液氮流量，使试样在-150 'C的温度下保持10分钟左右，电磁阀门6继续依据程序指令调大液氮流量， 经10分钟后试样达到试验温度-18(TC，电磁阀依据程序指令调小液氮流量， 使试样8在-18(TC的温度下保持10分钟，以完成试样的夏比冲击试验。
本实用新型实施例中未进行说明的内容为现有技术。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任 何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何 简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1、一种超低温夏比冲击试验冷却装置，其特征在于，包括冷却介质储存容器、试样槽、自动测控温机构及导管；该冷却介质储存容器与试样槽通过导管接通；该自动测控温机构包括控制器、测控温热电偶、主控阀门和流量调节阀门，测控温热电偶插设在试样槽上且与控制器连接，主控阀门和流量调节阀门设置在导管上，流量调节阀门与控制器连接。
2、 根据权利要求1所述的超低温夏比冲击试验冷却装置，其特征在于， 所述冷却介质储存容器为双层金属板制成的罐体，双层金属板中间填充绝热 材料，该冷却介质储存容器内的冷却介质为液氮。
3、 根据权利要求2所述的超低温夏比冲击试验冷却装置，其特征在于， 所述金属板为不锈钢板，该绝热材料为岩棉、粉状棉、玻璃棉或超细玻璃棉。
4、 根据权利要求1所述的超低温夏比冲击试验冷却装置，其特征在于， 所述试样槽由双层金属板制成的方形体和上盖构成，双层金属板中间填充绝 热材料。
5、 根据权利要求4所述的超低温夏比冲击试验冷却装置，其特征在于， 所述金属板为不锈钢板，该绝热材料为岩棉、粉状棉、玻璃棉或超细玻璃棉。
6、 根据权利要求l所述的超低温夏比冲击试验冷却装置，其特征在于， 所述导管为金属管，该金属管为不锈钢管。
7、 根据权利要求l所述的超低温夏比冲击试验冷却装置，其特征在于， 所述测控温热电偶为铠装K型热电偶，插设在试样槽上，其测温部分位于试 样槽内部，导线部分位于试样槽外部且与控制器连接。
8、 根据权利要求1所述的超低温夏比冲击试验冷却装置，其特征在于， 所述主控阀门为耐低温的减压阀门，设置在导管靠近冷却介质储存容器一端。
9、 根据权利要求1所述的超低温夏比冲击试验冷却装置，其特征在于， 所述流量调节阀门为耐低温的电磁阀，设置在导管靠近试样槽的另一端并与 控制器连接。
10、 根据权利要求l所述的超低温夏比冲击试验冷却装置，其特征在于， 所述控制器为计算机。
专利摘要本实用新型提供一种超低温夏比冲击试验冷却装置，其包括冷却介质储存容器、试样槽、自动测控温机构及导管；该冷却介质储存容器与试样槽通过导管接通；该自动测控温机构包括控制器、测控温热电偶、主控阀门和流量调节阀门，测控温热电偶插设在试样槽上且与控制器连接，主控阀门和流量调节阀门设置在导管上，流量调节阀门与控制器连接；可使试样槽内冷却到试验需要的超低温度，改善超低温夏比冲击试验的效果，满足压力容器等材料性能评价的需要。
文档编号G01N3/30GK201322708SQ20082014319
公开日2009年10月7日 申请日期2008年11月17日 优先权日2008年11月17日
发明者张明珠, 樊翔宇, 亮 邱 申请人:中国第一重型机械集团公司;天津重型装备工程研究有限公司