CN110186838A - 一种应用于低温及超低温下老化和腐蚀试验的装置 - Google Patents

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崔中雨
葛峰
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Abstract

本发明公开了一种应用于低温及超低温下老化和腐蚀试验的装置。该装置包括环境模拟箱,所述环境模拟箱的内部设有载样台,所述载样台通过连通管与低温恒温槽相连通;所述载样台的上部还设有与样品表面接触的温度传感器,所述温度传感器还与低温恒温槽相连,用于实时反馈温度,所述低温恒温槽进而进行温度调节。经过试验验证,本申请提供的装置能够提供样品测试需要的低温环境,结合环境模拟箱中设置紫外光照、水淋单元等等,实现复合的、精确的环境模拟。

Description

一种应用于低温及超低温下老化和腐蚀试验的装置
技术领域
本发明设计一种模拟环境的试验装置,尤其涉及一种能够模拟低温及超低温下有机材料老化及金属腐蚀情况的试验装置。
背景技术
数次的人类探索发现,地球两极地区蕴含极为丰富的资源,矿产、淡水、生物等资源蕴藏量极其巨大,仅已探明的煤、铁、石油资源的储量就均为世界第一。对于世界上的任何一个国家来说,其战略地位都非常重要。世界主要大国都已加快极地研究和开发工作。中国作为世界大国,在极地科考和开发的地位异常重要。但必须认识到,未来以美国为首的世界强国必然会加快极地地区的战略深入,科考和开发力度必将会进入一个新的高度。中国必须顺应时代发展潮流,加大加强极地科考和开发的参与度。
地球极地地区常年低温,特别在极地地区,全年全洲平均温度为-25℃,内陆地区的年平均温度为-40℃~-50℃,在2010年,在南极观测到了地球最低温度摄氏-93.2℃。在极地地区开展科考和开发工作,所应用的材料必然面临着长期服役于低温及超低温的环境中。但是现有的已公开的环境模拟试验装置鲜有涉及到可用于低温及超低温环境下材料的老化及腐蚀研究及评价。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用于低温及超低温下材料老化和腐蚀试验装置,用于评价和研究低温及超低温下材料的老化和腐蚀,以弥补现有技术的不足。
为解决上述技术问题,本发明提供了如下技术方案:
一种应用于低温及超低温下材料老化和腐蚀试验的装置,该装置包括环境模拟箱,所述环境模拟箱的内部设有载样台,所述载样台通过连通管与低温恒温槽相连通;所述载样台的上部还设有与样品表面接触的温度传感器,所述温度传感器还与低温恒温槽相连,用于实时反馈温度,所述低温恒温槽进而进行温度调节。
优选的,所述载样台包括由上至下依次包括导热片、冷却循环管、支架和底座;所述导热片的上表面放置样品,所述冷却循环管与所述连通管相连通,以实现所述低温恒温槽中冷却液的循环冷却,所述支架起到支撑所述导热片和冷却循环管的作用;所述底座用于固定所述支架。
优选的,所述导热片和冷却循环管之间还设有压板;所述支架的下方设有底座,所述冷却循环管和支架之间还设有橡胶垫,用于保护冷却循环管;所述支架通过悬钩固定于底座上,灵活固定整个载样台。
优选的,所述压板的一侧还设有漏水槽,样品表面低温易产生冷凝水,冷凝水聚集通过漏水槽漏出,防止载样台积水。
优选的,所述底座设置为45°倾斜,既保证了样品尽可能地双面接触环境模拟中的环境空气,也尽可能地模拟大气暴露试验的要求,使得模拟试验尽量贴合实际试验。
优选的,所述低温恒温槽设有循环泵,用以实现槽内冷却液的槽内、外循环。
优选的,所述低温恒温槽,用于给载样台提供低温或超低温环境;所述载样台用于放置样品;所述环境模拟箱用于给样品提供处低温以外的环境模拟,如光照、湿度、雨淋等;所述温度传感器,与样品表面接触,温度实时信息反馈给低温恒温槽,用于调节低温恒温槽的温度输出,最终使样品表面达到所设定及所需要的温度;所述连通管,用于连通低温恒温槽与各个载样台,实现冷却液循环。
本发明的优点和有益效果:
本发明通过低温恒温槽,实现低温的冷却液在载样台的冷却循环管中流通,温度传感器实时反馈给低温恒温槽样品表面的温度,不断调节使样品表面达到所需试验的温度,实现样品处在低温或超低温环境中;同时,环境模拟箱给予样品光照、雨淋、湿度等其他环境因素的设置,实现了低温或超低温环境下材料在综合环境因素影响下的老化及腐蚀的研究与评价。
经过试验验证,本申请提供的装置能够提供样品测试需要的低温环境,结合环境模拟箱中设置紫外光照、水淋单元等等,实现复合的、精确的环境模拟。
附图说明
图1为本发明的总体结构示意图。
图2为本发明中载样台的组合效果图。
图3为本发明中载样台的分体效果图。
图4为本发明中载样台的载放样品效果图。
其中,1-低温恒温槽;2-环境模拟箱;3-载样台;4-温度传感器;5-连通管;6-冷却液;7-悬钩;8-底座;9-支架;10-橡胶垫;11-冷却循环管;12-压板;13-固定螺栓;14-循环管固定杆;15-漏水槽;16-样品,17-导热片。
具体实施方式
为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细的说明。
实施例1:
一种应用于低温及超低温下材料老化和腐蚀试验的装置,如图1所示,该装置包括环境模拟箱2,所述环境模拟箱2的内部设有载样台3,所述载样台3通过连通管5与低温恒温槽1相连通;所述载样台3的上部还设有与样品表面接触的温度传感器4,所述温度传感器4还与低温恒温槽1相连,用于实时反馈温度,所述低温恒温槽1进而进行温度调节。
如图2-4所示,所述载样台3包括由上至下依次包括导热片17、冷却循环管11、支架9和底座8;所述导热片17的上表面放置样品,所述冷却循环管11与所述连通管相连通,以实现所述低温恒温槽1中冷却液6的循环冷却,所述支架9起到支撑所述导热片17和冷却循环管11的作用;所述底座8用于固定所述支架9。
所述导热片17和冷却循环管11之间还设有压板12;所述支架9的下方设有底座8,所述冷却循环管11和支架9之间还设有橡胶垫10,用于保护冷却循环管11;所述支架9通过悬钩7固定于底座8上,灵活固定整个载样台3。
所述压板12的一侧还设有漏水槽15,样品表面低温易产生冷凝水,冷凝水聚集通过漏水槽15漏出,防止载样台3积水。
所述底座8设置为45°倾斜,既保证了样品尽可能地双面接触环境模拟中的环境空气,也尽可能地模拟大气暴露试验的要求,使得模拟试验尽量贴合实际试验。
所述低温恒温槽1设有循环泵,用以实现槽内冷却液6的槽内、外循环。
所述低温恒温槽,用于给载样台提供低温或超低温环境;所述载样台用于放置样品;所述环境模拟箱用于给样品提供处低温以外的环境模拟,如光照、湿度、雨淋等;所述温度传感器,与样品表面接触,温度实时信息反馈给低温恒温槽,用于调节低温恒温槽的温度输出,最终使样品表面达到所设定及所需要的温度;所述连通管,用于连通低温恒温槽与各个载样台,实现冷却液循环。
实施例2:
一种应用于低温及超低温下材料老化和腐蚀试验装置,低温恒温槽1中加入足量分析纯级的乙醇作为冷却液6,低温恒温槽1的出水口与进水口分别与冷却循环管12的两个管接口通过连通管5相连接。另外,环境模拟箱2内,使用去离子水为湿度调节和雨淋的液体;载样台3配有冷却管,其中冷却管由耐低温316L管材焊接而成;所述的固定螺栓7选择材质为316L不锈钢;所述的导热片17材质优选云母片。
试验时,可将待试验的样品放置于载样台3上,载样台3与低温恒温槽1连接管路后,置放于环境模拟箱2内。其中,环境模拟箱2可选择氙灯老化箱,温度设置为25℃,湿度、光照度及雨淋的设定值根据所模拟的环境数据确定。环境模拟箱2内环境条件确定后,将低温恒温槽1设定为所需的低温或超低温环境温度,打开低温恒温槽1的循环泵开关,根据温度传感器4向低温恒温槽1反馈样品表面的温度,不断调整低温恒温槽1对循环液的温度输出,最终使样品表面达到所需的环境温度。
如图3,可根据图中示意将载样台整体组装。其中,冷却循环管12的两向管路保证了低温可以较为均匀和快速的传导到样品表面,支架9、底座10整体镂空的设计,以及支架9的45°倾斜,既保证了样品尽可能地双面接触环境模拟中的环境空气,也尽可能地模拟大气暴露试验的要求,使得模拟试验尽量贴合实际试验;载样台3整体使用固定螺栓13固定,这是为避免在复合环境因素下胶粘等方法发生的失效;冷却循环管通过循环管固定杆14固定搭放在载样台3内;压板12的一侧开出漏水槽15,用作漏水,以防止冷却循环管5冷凝产生液体过多,使载样台3产生积水。
如图4,根据图中示意载放样品。其中,导热片17的添加是为了避免样品,特别是金属样品与冷却循环管12直接接触而发生接触腐蚀,从而对冷却循环管12造成损伤,或对样品试验产生干扰。样品优选尺寸为95mm*75mm。优选地,所述的图1中2-环境模拟箱,选择常规恒温试验箱,或氙灯试验箱,或紫外光照试验箱,附加环境装置设定温度为25℃。

Claims (6)

1.一种应用于低温及超低温下材料老化和腐蚀试验的装置,其特征在于,该装置包括环境模拟箱(2),所述环境模拟箱(2)的内部设有载样台(3),所述载样台(3)通过连通管(5)与低温恒温槽(1)相连通;所述载样台(3)的上部还设有与样品表面接触的温度传感器(4),所述温度传感器(4)还与低温恒温槽(1)相连,用于实时反馈温度,所述低温恒温槽(1)进而进行温度调节。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述载样台(3)包括由上至下依次包括导热片(17)、冷却循环管(11)、支架(9)和底座(8);所述导热片(17)的上表面放置样品,所述冷却循环管(11)与所述连通管相连通,以实现所述低温恒温槽(1)中冷却液(6)的循环冷却,所述支架(9)起到支撑所述导热片(17)和冷却循环管(11)的作用;所述底座(8)用于固定所述支架(9)。
3.如权利要求2所述的装置,其特征在于,所述导热片(17)和冷却循环管(11)之间还设有压板(12);所述支架(9)的下方设有底座(8),所述冷却循环管(11)和支架(9)之间还设有橡胶垫(10),用于保护冷却循环管(11);所述支架(9)通过悬钩(7)固定于底座(8)上,灵活固定整个载样台(3)。
4.如权利要求2所述的装置,其特征在于,所述压板(12)的一侧还设有漏水槽(15),样品表面低温易产生冷凝水,冷凝水聚集通过漏水槽(15)漏出,防止载样台(3)积水。
5.如权利要求2所述的装置,其特征在于,所述底座(8)设置为45°倾斜,既保证了样品尽可能地双面接触环境模拟中的环境空气,也尽可能地模拟大气暴露试验的要求,使得模拟试验尽量贴合实际试验。
6.如权利要求2所述的装置,其特征在于,所述低温恒温槽(1)设有循环泵,用以实现槽内冷却液(6)的槽内、外循环。
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