CN112284876A - 一种用于蠕变试验的惰性气体保护箱 - Google Patents

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白冰
王成龙
宁广胜
张长义
赵迎超
佟振峰
杨文�
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Abstract

本发明涉及一种用于蠕变试验的惰性气体保护箱，包括：所述保护箱主体结构为箱体，箱门通过可调节重型铰链开闭、通过可调节密闭联动把手进行密封固定或开启；箱体，设置有进气口和排气口；箱内用于放置蠕变机，箱体内壁上半部分的侧面、背面及顶部均布有冷却水管，箱体中进水口、出水口通过管路与冷水机连接。本发明能使蠕变机在惰性气体氛围中正常运行，不影响蠕变机原有功能及维护、维修。

Description

一种用于蠕变试验的惰性气体保护箱
技术领域
本发明涉及蠕变试验机技术领域，尤其是一种用于蠕变试验的惰性气体保护箱。
背景技术
通常蠕变试验机在大气中进行蠕变试验，试验过程中金属被氧化，导致试样实际横截面积减小、所获得的材料蠕变性能结果偏低。温度越高、试验时间越长，氧化程度越严重，与材料实际性能的偏差越大。由于快堆中很多元件(如包壳、蒸汽发生器、一回路管道等)的工作环境高温、无氧，需要在惰性气体保护下对材料进行蠕变性能测试以获得更准确的高温力学性能。
调研过程中发现能在蠕变试验过程中减轻或阻止试样被氧化的试验机种类、改造方案相对较少，应变测量、气密性和操作复杂度很难同时兼顾。现有方案中若能进行应变测量、操作相对简单，则需持续不断通入惰性气体；若兼顾后两者，试验空间通常较小，无法进行大尺寸试样的蠕变试验或无法测量应变；若兼顾前两者，则试样装卸复杂，且实现该方式的真空蠕变机或特种蠕变机成本过高。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术存在的缺陷，提供一种结构简单的用于蠕变试验的惰性气体保护箱，让蠕变机在惰性气体氛围中正常运行，不影响蠕变机原有功能，不影响蠕变机维护、维修。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种用于蠕变试验的惰性气体保护箱，包括箱体，所述箱体的箱门通过可调节重型铰链进行开闭，通过可调节密闭联动把手密封固定或开启；
箱体设置有进气口和排气口；
箱体内部用于放置蠕变机，箱体内壁上半部分的侧面、背面及顶部均布有冷却水管，箱体中进水口、出水口通过管路与冷水机连接。
进一步的，所述保护箱还包括密封条，通过可调节重型铰链与可调节密闭联动把手压紧密封条。
进一步的，所述保护箱还包括旋转气缸，通过旋转气缸二次自动压紧密封条。
进一步的，所述箱体内包括用于维持箱内气压的PLC控制系统，当箱内气压低过预设由连接气瓶的进气口补充惰性气体，气压高过预设由排气口泄压。
进一步的，所述冷水机是否工作由冷水机内温度传感器控制。
进一步的，所述箱体上设置有检修口，所述检修口和蠕变机检修口位置对应。
进一步的，所述箱体底部设有橡胶减震垫。
进一步的，所述保护箱还包括窥视窗和防爆灯。
进一步的，所述保护箱还包括控制盒，通过所述控制盒设置蠕变机工作时箱内环境参数。
进一步的，所述保护箱还包括温度传感器，通过所述温度传感器监测箱内温度。
本发明的有益效果为：蠕变机辅助装置能让蠕变机在惰性气体氛围中正常运行，不影响蠕变机原有功能，不影响蠕变机维护、维修。蠕变机原有功能不受影响，位移、温度、力测量控制系统均能正常运行，进行常规蠕变试验时流程无变化。进行惰性气体保护高温蠕变试验时试样装卸方式与常规蠕变试验相同，试验过程中无需持续通入惰性气体。
附图说明
图1a为本发明所述惰性气体保护箱一个角度的立体结构示意图；
图1b为本发明所述惰性气体保护箱另一个角度的立体结构示意图；
图2a为本发明所述惰性气体保护箱的后视图；
图2b为本发明所述惰性气体保护箱的侧面剖视图；
图3为图2b中的局部放大图。
图中：1-可调节重型铰链；2-可调节密闭联动把手；3-检修口；4-温度传感器；5-排气口；6-旋转气缸；7-窥视窗；8-控制盒；9-出水口；10-进水口；11-橡胶减震垫；12-电路转接板；13-进气口；14-防爆灯；15-冷却水管；16-蠕变机；17-密封条。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
参阅图1-图3，图1a和图1b分别为本发明所述惰性气体保护箱两个角度的立体结构示意图，图2a为本发明所述惰性气体保护箱的后视图，图2b为侧面剖视图，图3为局部放大图。
本发明适用于GWT2304型蠕变试验机及尺寸、结构分布与之类似的蠕变试验机。其他型号的蠕变机要使用原理相同的装置时需要根据其尺寸、结构进行调整，也属于本专利保护范围。
在惰性气体氛围创建及维护方面，箱体从图1b中可调节密闭联动把手2所在的正面开闭。箱体闭合时，通过可调节重型铰链1与可调节密闭联动把手2压紧密封条17，通过旋转气缸6二次自动压紧密封条17，保证箱体气密性。箱内气压通过箱体内部的PLC控制系统维持，相对大气压不超过1kPa，超过1.2kPa触发系统自动保护——箱内气压过低由连接气瓶的进气口13补充惰性气体，气压过高由排气口5泄压。
在一个具体实施例中，进气口13设置在箱体底部，排气口5设置在箱体顶部。
在温度控制方面，由于项目所需试验温度为700℃，而蠕变机工作温度低于35℃度，因此箱体内壁上半部分的侧面、背面及顶部均布有冷却水管15，进水口10、出水口9通过管路与冷水机连接。冷水机是否工作由冷水机内部温度传感器控制。
在保护箱箱体及箱内蠕变机16电子控制方面，箱体工作压力由控制盒8显示、控制，工作温度由控制盒8显示、由冷水机温度传感器控制；蠕变机16原有线路、冷却水管通过电路转接板12与外界联通，蠕变机16冷却水套回路与箱体冷却水回路共用冷水机。
保护箱还包括温度传感器4，用于监测箱内温度。参阅图1a，温度传感器4位于中装置顶端，也可位于侧壁，测温范围由传感器种类决定，在本装置中一般在室温附近，10～40℃。该传感器只负责监测箱内温度，实际控温的传感器是冷水机内的温度传感器。
在其他方面，检修口3和蠕变机16检修口位置对应，便于箱内蠕变机16检修；橡胶减震垫11用于减轻环境震动对蠕变机试验精度的影响；窥视窗7、防爆灯14用于观察工作时箱体内部情况。
首次使用时，需将蠕变机16整体移入惰性气体保护箱内，如图2b中蠕变机16所示。蠕变机16移入惰性气体保护箱后既能进行常规蠕变试验，也能进行惰性气体保护下的蠕变试验，无需再次移动。通过控制盒8设置蠕变机工作时箱内环境温度、压力。蠕变试样安装完成后，关闭箱门，通过联动把手2密封箱体，打开气瓶，通过箱体底部的进气口13缓慢通入氩气。氩气密度较大，会将空气逐渐从排气口5排出，即洗气。排出空气的目的主要是除去空气中的氧气、水蒸气，防止其在高温下氧化蠕变试样。为减少惰性气体消耗量，箱内会同时放置除氧剂。待箱内绝大部分空气排出后，通过控制盒8停止洗气，转入工作状态(维持箱内外相对气压不超过1kPa)，开启冷却系统，然后控制蠕变机16高温炉加热，随后操作与常规蠕变试验相同。
蠕变试验结束后，通过控制盒8控制使箱体内外气压相同，通过联动把手2打开保护箱，进行气体交换后取下试样，进行下一次蠕变试验。
区别于现有技术，本发明能让蠕变机在惰性气体氛围中正常运行，不影响蠕变机原有功能，不影响蠕变机维护、维修。蠕变机原有功能不受影响，位移、温度、力测量控制系统均能正常运行，进行常规蠕变试验时流程无变化。进行惰性气体保护高温蠕变试验时试样装卸方式与常规蠕变试验相同，试验过程中无需持续通入惰性气体。
本领域技术人员应该明白，本发明所述的装置并不限于具体实施方式中所述的实施例，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围，本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于蠕变试验的惰性气体保护箱，其特征在于，所述保护箱包括箱体，箱门通过可调节重型铰链(1)开闭，通过可调节密闭联动把手(2)进行密封固定或开启；
箱体设置有进气口(13)和排气口(5)；
箱体内部用于放置蠕变机，箱体内壁上半部分的侧面、背面及顶部均布有冷却水管(15)，箱体中进水口(10)、出水口(9)通过管路与冷水机连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于蠕变试验的惰性气体保护箱，其特征在于，所述保护箱还包括密封条(17)，通过可调节重型铰链(1)与可调节密闭联动把手(2)压紧密封条(17)。
3.根据权利要求2所述的一种用于蠕变试验的惰性气体保护箱，其特征在于，所述保护箱还包括旋转气缸(6)，通过旋转气缸(6)二次自动压紧密封条(17)。
4.根据权利要求1所述的一种用于蠕变试验的惰性气体保护箱，其特征在于，所述箱体内包括用于维持箱内气压的PLC控制系统，当箱内气压低过预设由连接气瓶的进气口(13)补充惰性气体，气压高过预设由排气口(5)泄压。
5.根据权利要求1所述的一种用于蠕变试验的惰性气体保护箱，其特征在于，所述冷水机是否工作由冷水机中温度传感器控制。
6.根据权利要求1所述的一种用于蠕变试验的惰性气体保护箱，其特征在于，所述箱体上设置有检修口(3)，所述检修口(3)和蠕变机(16)检修口位置对应。
7.根据权利要求1所述的一种用于蠕变试验的惰性气体保护箱，其特征在于，所述箱体底部设有橡胶减震垫(11)。
8.根据权利要求1所述的一种用于蠕变试验的惰性气体保护箱，其特征在于，所述保护箱还包括窥视窗(7)和防爆灯(14)。
9.根据权利要求1所述的一种用于蠕变试验的惰性气体保护箱，其特征在于，所述保护箱还包括控制盒(8)，通过所述控制盒(8)设置蠕变机(16)工作时箱内环境参数。
10.根据权利要求1所述的一种用于蠕变试验的惰性气体保护箱，其特征在于，所述保护箱还包括温度传感器(4)，用于监测箱内温度。
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