CN109012495A - 一种在反应釜内高温高压条件下动态监测变形指数的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在反应釜内高温高压条件下动态监测变形指数的装置，包括密闭的反应釜，反应釜的内腔设置有待测试样，试样的两个端部分别与上压杆和下压杆可拆卸连接，试样的两侧对称设置有轴向的探测杆和径向的两根支杆，支杆远离试样的一端设置有磁感应环，支杆的另一端与试样可拆卸连接或通过齿合机构连接，磁感应环用于探测杆的自由端穿过，探测杆用于测量试样同一侧的两个磁感应环之间的距离；本发明能够模拟材料的高温高压等各种环境下的应力场条件；可以对试样变形进行精确测量，提升测量的精准度。
Description
【技术领域】
本发明属于材料实验设备技术领域，尤其涉及一种在反应釜内高温高压条件下动态监测变形指数的装置。
【背景技术】
材料是人类赖以生存和发展的物质基础。20世纪70年代，人们把信息、材料和能源作为社会文明的支柱。80年代，随着高技术群的兴起，又把新材料与信息技术、生物技术并列作为新技术革命的重要标志。现代社会，材料已成为国民经济建设、国防建设和人民生活的重要组成部分。
材料在高温高压下的变形是材料研究领域比较重要的参数，对于变形数据的准确测量在材料性能中有很高的应用价值。限于试验方法和试验设备的条件，目前试验行业内测变形多数采用外置测量法，将引申计置于高温炉或反应釜外面进行测量，通过引申杆等连接件伸进反应釜内和试样相连，其累积误差大，密封也不好解决，不能反映试件的真实变形。
现有技术中对于材料在高温高压下的变形均是在某一条件下进行测量，无法对试样材料在不断变化的条件下进行测量，同样也无法对试样材料在不同条件下的变形值进行预测和测量。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种在反应釜内高温高压条件下动态监测变形指数的装置，以解决在反应釜内高温高压条件下无法精确测量材料的变形指数以及无法动态监测材料在不同条件下的变形指数的问题。
本发明采用以下技术方案：一种在反应釜内高温高压条件下动态监测变形指数的装置，包括密闭的反应釜，反应釜的内腔设置有待测试样，试样的两个端部分别与上压杆和下压杆可拆卸连接，上压杆和下压杆均用于对试样施加轴向载荷，上压杆穿过反应釜的密封盖并连接至外界作用缸，下压杆固定连接至反应釜的底部；
试样的两侧对称设置有轴向的探测杆和径向的两根支杆，支杆远离试样的一端设置有磁感应环，支杆的另一端与试样可拆卸连接或通过齿合机构连接，磁感应环用于探测杆的自由端穿过，还用于测量试样受到轴向力后带动磁感应环向上或者向下移动，探测杆用于测量试样同一侧的两个磁感应环之间的距离。
进一步地，磁感应环的内径大于探测杆的外径。
进一步地，齿合机构包括位于支杆端部的凹槽和位于试样一周的凸台，凸台与凹槽相互齿合，两个对称设置的支杆相互靠近的两个凹槽螺纹连接。
进一步地，上压杆和下压杆同轴设置，下压杆与反应釜底部之间还设置有安装座。
进一步地，反应釜的下端固定设置有基座，基座用于为反应釜提供反作用力。
进一步地，反应釜的密封盖上还设置有加压孔，加压孔用于给反应釜内进行加压。
进一步地，反应釜内的温度最大为300摄氏度，反应釜内的压力最大为20Mpa。
进一步地，密封盖沿径向贯穿设置有过水孔，过水孔用于冷却水通过，探测杆伸出反应釜且连接至非接触式位移传感器，冷却水用于对非接触式位移传感器进行降温。
进一步地，两个非接触式位移传感器均电性连接至外部电源。
本发明的有益效果是：能够模拟材料的高温高压等各种环境下的应力场条件；可以在反应釜内对试样变形进行精确测量，提升测量的精准度，生产成本降低；可以检测材料在不同的高温高压条件下的动态变形指数。
【附图说明】
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明支杆的结构示意图；
图3为本发明中上压杆和下压杆与试样的结构示意图。
其中：1.反应釜；2.密封盖；3.探测杆；4.非接触式位移传感器；5.上压杆；6.下压杆；7.试样；8.凸台；9.支杆；10.凹槽；11.磁感应环。
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明公开了一种在反应釜内高温高压条件下动态监测变形指数的装置，如图1所示，包括密闭的反应釜1，反应釜1内设置有温度传感器和压力传感器，温度传感器和压力传感器电性连接至处理器，反应釜1内的温度最大为300摄氏度，反应釜1内的压力最大为20Mpa，反应釜1的下端底部固定设置有基座，基座固定于底面或者试验台上，基座用于为反应釜1提供反作用力，反应釜1的密封盖2沿径向贯穿设置有过水孔，过水孔用于冷却水通过，冷却水用于对非接触式位移传感器4进行降温，非接触式位移传感器4均电性连接至外部电源，非接触式位移传感器4的探测杆3伸入反应釜1中进行探测试验。
一般均在反应釜1外面进行测量，通过探测杆3等连接件伸进反应釜1内和试样相连，其累积误差大，密封也不好解决，不能反映试件的真实变形，与现有技术相比，本发明在反应釜1内部进行测量，能够模拟材料的高温高压等各种环境下的应力场条件；可以在反应釜内对试样变形进行精确测量，提升测量的精准度，生产成本降低，只需在反应釜1外围提供不同的拉力和不同压力就可以检测材料在不同的高温高压条件下的动态变形指数，为以后的生产提供实验基础。
如图3所示，反应釜1的内腔设置有待测试样7，试样7的两个端部分别与上压杆5和下压杆6可拆卸连接或通过齿合机构连接，优选的连接方式为通过齿合机构连接，上压杆5和下压杆6均用于对试样7施加轴向载荷，上压杆5穿过反应釜1的密封盖2并连接至外界作用缸，上压杆5与反应釜1之间设置有密封圈，保证反应釜1内的压力以及温度符合试验要求，下压杆6固定连接至反应釜1的底部，上压杆5和下压杆6同轴设置，下压杆6与反应釜1底部之间还设置有安装座，安装座可以保证下压杆6的受力均匀，连接后的上压杆5、试样7和下压杆6在一条轴线上，利用外界作用缸对上压杆5施加拉力或者推力时，下压杆6对试样7也相应的施加拉力或推力，在试样7受力后，试样7会产生微小的拉伸或者压缩。
试样7的两侧对称设置有轴向的探测杆3和径向的两根支杆9，支杆9远离试样7的一端设置有磁感应环11，支杆9的另一端与试样7可拆卸连接或通过齿合机构连接，优选的支杆9和试样7通过齿合机构连接连接，因为通过齿合机构连接可以保证支杆9的水平以及测量试样7产生的微小位移值的准确性，而且支杆9应该选择耐高温和高压的材质，并较轻，避免影响探测的数据准确性，磁感应环11用于探测杆3的自由端穿过，还用于测量试样7受到轴向力后带动磁感应环11向上或者向下移动，探测杆3用于测量试样7同一侧的两个磁感应环11之间的距离，在试样7受到轴向拉力或者压力后，试样7会产生微小的拉伸或者压缩，而此时试样7就会带动固定于试样7上的支杆9进行上下移动，同样，磁感应环11会随着支杆9的上下移动，此时探测杆3就会对在其外围上下移动的磁感应环11进行探测，并测量同一侧的两个磁感应环11之间的距离，并将结果发送至处理器。
探测杆3属于非接触式位移传感器4的探测部分，非接触式位移传感器4的探测杆3位于反应釜1的内腔，非接触式位移传感器4与反应釜1通过螺纹连接，并设置有密封圈，保证反应釜1内的高压和高温要求，非接触式位移传感器4的主机位于密封盖2外部，两个非接触式位移传感器4均电性连接至外部电源，密封盖2沿径向贯穿设置有过水孔，过水孔用于冷却水通过，冷却水用于对非接触式位移传感器4进行降温，以降低反应釜1内的高温对非接触式位移传感器4的冲击，保护非接触式位移传感器4电子仓不致被高温损坏，密封盖2上还设置有加压孔，加压孔用于给反应釜1内进行加压，以保证反应釜1内的压力达到试验所需要求。
齿合机构包括位于支杆9端部的凹槽10和位于试样7一周的凸台8，凸台8与凹槽10相互齿合，绕试样7一周设置有凸台8，凸台8用于试样7与支杆9的凹槽10相互齿合，两个对称设置的支杆9相互靠近的两个凹槽10螺纹连接，即两个对称设置的支杆9靠近试样7的一端螺纹连接，凸台8的数量为两个，两个凸台8分别位于试样7的两个端部的外壁上，如图2所示，凸台8用于试样7与两个支杆9的凹槽10相互齿合，试样7通过凸台8与两个支杆9一端的凹槽10相互齿合，凹槽10和凸台8均用于四个支杆9固定在试样7上，四根个支杆9的另一端设置有磁感应环11，磁感应环11用于探测杆3的自由端穿过，磁感应环11的内径大于探测杆3的外径，还用于测量试样7受到轴向力后带动磁感应环11向上或者向下移动，探测杆3用于测量试样7同一侧的两个磁感应环11之间的距离，取两个探测杆3的平均值得到试样7在高温高压下的准确变形量，探测杆3将数据发送至位于密封盖2外部的非接触式位移传感器4的主机。
支杆9容易发生倾斜，为了保证测量的精确性，造成测量的数据不准确，因此将两个支杆9对称的设置，且用螺栓穿过两个支杆9相对应的两个螺丝孔，并将螺栓螺紧，保证支杆9不易晃动，避免对试验的数据产生影响，造成测量误差。
本发明的工作流程如下：
首先，将试样7与上压杆5和下压杆6通过可拆卸连接或通过齿合机构连接起来，均放置与反应釜1内，然后将非接触式位移传感器4的探测杆3插入反应釜1内腔，对反应釜1进行增温，通过加压孔对反应釜1进行增压，经过增压和增温后反应釜1内的温度和压力达到要求，最后对试样7施加轴向力，此时试样7受到轴向力后会产生微小的拉伸或者压缩，而此时试样7就会带动固定于试样7上的支杆9进行上下移动，同样，磁感应环11会随着支杆9的上下移动，此时探测杆3就会对在其外围上下移动的磁感应环11进行探测，并测量同一侧的两个磁感应环11之间的距离，并将结果发送至处理器。
Claims (9)
1.一种在反应釜内高温高压条件下动态监测变形指数的装置，其特征在于，包括密闭的反应釜(1)，所述反应釜(1)的内腔设置有待测试样(7)，所述试样(7)的两个端部分别与上压杆(5)和下压杆(6)可拆卸连接，所述上压杆(5)和下压杆(6)均用于对试样(7)施加轴向载荷，所述上压杆(5)穿过所述反应釜(1)的密封盖(2)并连接至外界作用缸，所述下压杆(6)固定连接至所述反应釜(1)的底部；
所述试样(7)的两侧对称设置有轴向的探测杆(3)和径向的两根支杆(9)，所述支杆(9)远离所述试样(7)的一端设置有磁感应环(11)，所述支杆(9)的另一端与所述试样(7)可拆卸连接或通过齿合机构连接，所述磁感应环(11)用于所述探测杆(3)的自由端穿过，还用于测量所述试样(7)受到轴向力后带动所述磁感应环(11)向上或者向下移动，所述探测杆(3)用于测量所述试样(7)同一侧的两个所述磁感应环(11)之间的距离。
2.根据权利要求1所述的一种在反应釜内高温高压条件下动态监测变形指数的装置，其特征在于，所述磁感应环(11)的内径大于所述探测杆(3)的外径。
3.根据权利要求1所述的一种在反应釜内高温高压条件下动态监测变形指数的装置，其特征在于，所述齿合机构包括位于所述支杆(9)端部的凹槽(10)和位于所述试样(7)一周的凸台(8)，所述凸台(8)与所述凹槽(10)相互齿合，两个对称设置的所述支杆(9)相互靠近的两个所述凹槽(10)螺纹连接。
4.根据权利要求2所述的一种在反应釜内高温高压条件下动态监测变形指数的装置，其特征在于，所述上压杆(5)和所述下压杆(6)同轴设置，所述下压杆(6)与所述反应釜(1)底部之间还设置有安装座。
5.根据权利要求1所述的一种在反应釜内高温高压条件下动态监测变形指数的装置，其特征在于，所述反应釜(1)的下端固定设置有基座，所述基座用于为所述反应釜(1)提供反作用力。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种在反应釜内高温高压条件下动态监测变形指数的装置，其特征在于，所述反应釜(1)的密封盖(2)上还设置有加压孔，所述加压孔用于给反应釜内进行加压。
7.根据权利要求1-5任一所述的一种在反应釜内高温高压条件下动态监测变形指数的装置，其特征在于，所述反应釜(1)内的温度最大为300摄氏度，所述反应釜(1)内的压力最大为20Mpa。
8.根据权利要求1-5任一所述的一种在反应釜内高温高压条件下动态监测变形指数的装置，其特征在于，所述密封盖(2)沿径向贯穿设置有过水孔，所述过水孔用于冷却水通过，所述探测杆(3)伸出所述反应釜(1)且连接至非接触式位移传感器(4)，所述冷却水用于对所述非接触式位移传感器(4)进行降温。
9.根据权利要求1-5任一所述的一种在反应釜内高温高压条件下动态监测变形指数的装置，其特征在于，两个所述非接触式位移传感器(4)均电性连接至外部电源。
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
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|---|---|---|---|---|
| CN112275215A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-01-29 | 西南石油大学 | 一种监测实验环境的高温高压反应釜 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109012495B (zh) | 2024-03-15 |
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