CN106767994A - 一种适用于液氢温区的密封试验装置 - Google Patents

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Abstract

一种适用于液氢温区的密封试验装置，属于低温工程与低温技术领域。包括可上下移动的钢管、外套螺母、球形接头、焊接接管咀、六角螺栓、六角螺母、腔体连接钢管、试验杜瓦上盖、试验杜瓦保温层筒体、试验腔上盖法兰、试验腔腔体、待测物体、低温介质加注管路和低温介质放空管路。该系统可使用液氮、液氢、液氦、液氖等低温介质，将待测物体放于试验腔内，用于评估待测物体在低温环境下的可靠性或物理化学性质。该密封试验系统结构简单，经济性和安全性良好。

Description

一种适用于液氢温区的密封试验装置
技术领域
本发明涉及在低温、超低温温区的冲击试验或浸泡试验中所使用的放置待测物体并在其中进行试验的试验装置。
背景技术
为了适应航天工业发展的需求，需要在液氢温区(约20K)对一些传感器、密封件进行环境适应性试验或可靠性试验，或者对某些物质在液氢温区的物理化学性质进行测定。
在传统方法中，如果使用制冷机来实现所要求的低温环境，其优点是试验持续时间长、安全性好等，但是存在初期投资大、系统复杂、能耗高，而且温度场不均匀等缺点；如果使用液氢、液氦等低温介质浸泡来实现低温环境，其优点是系统简单、成本较低，但其缺点是试验时间有限、存在低温液体泄露等事故隐患。目前我国常用的低温试验手段是低温介质浸泡，由于低温下受材料热胀冷缩的影响，普通的管路法兰连接容易出现泄露，所以浸泡于低温介质中的试验装置所用管路多采用焊接连接，或者采用较复杂的低温密封法兰，如《低温贮箱穿舱测试密封法兰》中所述(授权公告号CN203585318U，申请号201320774852.7)。
发明内容
本发明的目的是提供一种液氢温区下结构简单、密封有效的试验装置及其试验方法，并保证试验质量、提高试验效率。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种适用于液氢温区的密封试验装置，包括试验杜瓦和内部构件，其特征在于：所述的试验杜瓦用于提供一个持续的低温介质环境，所述的试验杜瓦为一个含保温层筒体和上盖的密封容器，所述的保温层筒体可以是发泡绝热，也可以是真空绝热或真空多层绝热，所述的保温层筒体为压力容器，采用0Cr18Ni9合金钢制成，其内充装了一定压力的低温介质，可以是液氮、液氢或液氦。所述的上盖为圆形法兰，采用0Cr18Ni9合金钢制成，通过六角螺栓与螺母与筒体上部的法兰连接并密封。所述的上盖分布有若干圆形通孔，所述的圆形通孔之一中插入一根采用0Cr18Ni9合金钢制成的钢管，并采用承插焊接，作为低温介质的加注管路；所述的圆形通孔之一中插入一根采用0Cr18Ni9合金钢制成的钢管，并采用承插焊接，作为低温介质气化后的放空管路；所述的圆形通孔之一中插入一根采用0Cr18Ni9合金钢制成的钢管，并采用承插焊接，所述的钢管下端与试验腔腔体焊接连接，并与腔体内部连通；所述的圆形通孔之一与一个焊接接管咀对焊连接，所述的焊接接管咀中插入一根采用0Cr18Ni9合金钢制成的钢管，所述的钢管可在焊接接管咀中无阻碍地上下移动；所述的可上下移动的钢管上端与一个球形接头采用承插焊接固定，所述的球形接头与焊接接管咀通径一致；所述的可上下移动的钢管下端与试验腔的上盖法兰采用承插焊接，并与腔体内部连通；所述的可上下移动的钢管长度由所述的焊接接管咀和所述的试验腔的上盖法兰之间的距离确定，保证装配时所述的焊接接管咀可与所述的球形接头密封装配，同时所述的试验腔的上盖法兰可与所述的试验腔腔体密封装配。
本发明密封结构简单，方法简便、成本低，可有效进行各类型低温冲击试验或浸泡试验，保证低温介质在试验系统内的密封，确保试验的安全性。
附图说明
图1是本发明适用于液氢温区的密封试验装置系统结构示意图。
图中：1可上下移动的钢管、2外套螺母、3球形接头、4焊接接管咀、5六角螺栓、6六角螺母、7腔体连接钢管、8试验杜瓦上盖、9试验杜瓦保温层筒体、10试验腔上盖法兰、11试验腔腔体、12待测物体、13低温介质加注管路、14低温介质放空管路。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。
如图1所示，本发明包括可上下移动的钢管1、外套螺母2、球形接头3、焊接接管咀4、六角螺栓5、六角螺母6、腔体连接钢管7、试验杜瓦上盖8、试验杜瓦保温层筒体9、试验腔上盖法兰10、试验腔腔体11、待测物体12、低温介质加注管路13、低温介质放空管路14。
实施例1
本实施例中待测物体为压力传感器。试验开始前，将压力传感器(待测物体)12通过接头与可上下移动的钢管1连接，安装在试验腔腔体11中，压力传感器(待测物体)12的接线从腔体连接钢管7中引出，外接变送器。试验杜瓦上盖8与试验杜瓦保温层筒体9使用六角螺栓5和六角螺母6紧密连接，试验腔上盖法兰10与试验腔腔体11使用六角螺栓5和六角螺母6紧密连接，球形接头3插入焊接接管咀4中，并使用外套螺母2和焊接接管咀4紧密连接。
试验过程中，首先打开低温介质放空管路14上的阀门，通过低温介质加注管路13向试验杜瓦保温层筒体9中加注液氢，直至液氢液位超过试验腔上盖法兰10，并且达到热平衡状态。此时，结合理论分析计算，可有效评估压力传感器(待测物体)12在低温环境下的零点漂移现象。
实施例2
本实施例中待测物体为氢气、氧气和氦气的混合气体。试验开始前，将试验杜瓦上盖8与试验杜瓦保温层筒体9使用六角螺栓5和六角螺母6紧密连接，试验腔上盖法兰10与试验腔腔体11使用六角螺栓5和六角螺母6紧密连接，球形接头3插入焊接接管咀4中，并使用外套螺母2和焊接接管咀4紧密连接。
试验过程中，首先打开低温介质放空管路14上的阀门，通过低温介质加注管路13向试验杜瓦保温层筒体9中加注液氮，直至液氮液位超过试验腔上盖法兰10，并且达到热平衡状态。此时，通过可上下移动的钢管1向试验腔腔体11中定量充入氧气与氦气的混合气体，通过腔体连接钢管7向试验腔腔体11中定量充入微量氢气，并再次达到热平衡状态。此时，结合理论分析计算，可有效评估氢气与氧气在液氮温区的氧化反应动力学参数。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员而言，如在不脱离本发明原理前提下进行若干改进和润饰，则此类改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种适用于液氢温区的密封试验装置，包括可上下移动的钢管(1)、外套螺母(2)、球形接头(3)、焊接接管咀(4)、六角螺栓(5)、六角螺母(6)、腔体连接钢管(7)、试验杜瓦上盖(8)、试验杜瓦保温层筒体(9)、试验腔上盖法兰(10)、试验腔腔体(11)、待测物体(12)、低温介质加注管路(13)、低温介质放空管路(14)，其特征在于：待测物体(12)与可上下移动的钢管(1)连接，试验杜瓦上盖(8)与试验杜瓦保温层筒体(9)使用六角螺栓(5)和六角螺母(6)紧密连接，试验腔上盖法兰(10)与试验腔腔体(11)使用六角螺栓(5)和六角螺母(6)紧密连接，球形接头(3)插入焊接接管咀(4)中，并使用外套螺母(2)和焊接接管咀(4)紧密连接，通过低温介质加注管路(13)向试验杜瓦保温层筒体(9)中加注低温介质。
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