[发明专利]一种用于材料超低温循环试验的装置

说明书

本发明公开了一种用于材料超低温循环试验的装置，由以下部分构成：真空腔、杜瓦瓶、超低温介质加注系统和控制系统；所述杜瓦瓶与真空腔通过可伸缩的波纹管密闭连接；真空腔内设有线状良导体，线状良导体末端通过波纹管插入杜瓦瓶中连接到块状良导体；超低温介质加注系统由自增压低温介质储罐通过带有电磁阀a的管路与杜瓦瓶连接，所述真空腔分别连接真空泵和干燥空气压缩机；所述真空泵和干燥空气压缩机连接电磁阀b，所述电磁阀b连接控制系统。本发明通过对材料在超低温介质中进行温度和时间的精确控制，实现模拟实际使用环境的目的，提高材料低温性能分析的效率及精确度。发明解决了传统方法无法实现的多次超低温可控循环试验的问题。

技术领域

本发明属于一种用于材料超低温循环试验的装置，特别是一种针对各种材料进行温度和时间精确控制的多次超低温循环试验的装置。

背景技术

用于储存超低温液体推进剂的贮箱是可重复使用飞行器的关键结构之一，由于轻质高强的复合材料的综合性能优于传统金属材料，因此，国内外都在研发高性能的复合材料贮箱。但由于贮箱的使用工况非常苛刻，需要经历多次充放超低温液体推进剂，因此，要求贮箱材料能在常温和超低温不断转换的特殊环境下使用。同时，其他相关领域用于储存低温液化气体(如液氢、液氧、液氮、液氦、液化甲烷等)的储箱也需要多次充放低温液体，这就需要对贮箱材料的“低温-常温”温度循环性能进行研究。因此，开发一种用于材料超低温循环试验的装置则非常重要。

目前，对材料进行“低温-室温”温度循环性能研究多采用手动操作，无法控制循环时间、温度，且只能进行较少次数的温度循环试验，无法确定试验过程中材料是否已经达到工况温度以及内外温度是否统一，也无法确定材料升降温的有效时间，导致试验过程不符合实际工况，且试验效率无法保证，更重要的是无法进行较多次的温度循环试验，工作效率低。

本发明正是为了解决目前研究现状中呈现的问题，开发了一种针对各种材料进行温度和时间精确控制的多次超低温循环试验的装置。

发明内容

为实现材料的超低温循环试验，本发明通过对材料在超低温介质中进行温度和时间的精确控制，实现模拟实际使用环境的目的，提高材料低温性能分析的效率及精确度。发明解决了传统方法无法实现的多次超低温可控循环试验的问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明提出的一种用于材料超低温循环试验的装置主要由以下部分构成：真空腔4、承装超低温介质的杜瓦瓶3、超低温介质加注系统和控制系统11。

杜瓦瓶3与真空腔4通过可伸缩的波纹管5密闭连接。

真空腔4内设有线状良导体2，线状良导体2末端通过波纹管5插入盛有超低温介质如液氮的杜瓦瓶3中连接到块状良导体6。超低温介质加注系统由自增压低温介质储罐7通过带有电磁阀a9的管路与杜瓦瓶3连接，在杜瓦瓶3内部管路管口处带有喷嘴8，杜瓦瓶3放置在电子秤10上实时称重；所述电子秤10连接控制系统；

所述电磁阀a9连接控制系统；

所述波纹管5连接电磁阀c17，所述电磁阀c17连接控制系统；

所述真空腔4分别连接真空泵15和干燥空气压缩机16；所述真空泵15和干燥空气压缩机16连接电磁阀b14，所述电磁阀b14连接控制系统；

所述真空腔4内设有多个温度传感器13，所述温度传感器13连接控制系统。

通过控制系统11，根据电子秤显示屏12的示数开启或关闭补给系统的电磁阀。根据腔内的温度及设定温度，通过控制系统，开启电磁阀b14，真空泵15抽真空、干燥空气压缩机16关闭，同时电磁阀c17开启，缩短波纹管，使块状良导体浸入超低温介质中，开始降温过程；或者电磁阀b14关闭，真空泵关闭、干燥空气压缩机16开启，同时电磁阀c17关闭，波纹管伸长，将块状良导体拉出超低温介质中，开始升温过程。