CN221174182U - 一种铅铋环境原位双轴拉伸装置 - Google Patents

一种铅铋环境原位双轴拉伸装置 Download PDF

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Abstract

本申请涉及材料性能测试领域,公开了一种铅铋环境原位双轴拉伸装置,包括试验釜,试验釜上设置有四个加载单元,加载单元位于试验釜内的端部设置有固定夹具,还包括安装座,试验釜侧壁上设置有多个连接块,连接块固定设置在安装座上,加载单元包括安装套筒和加载轴,安装套筒设置在试验釜侧壁内,加载轴滑动设置在安装套筒内,固定夹具设置在加载轴位于试验釜内的端部,连接块与试验釜的抵接面与加载轴的轴线位于同一水平面。本申请采用连接块将试验釜固定在安装座上,在测试过程中,当试验釜受热发生膨胀时,连接块与试验釜的抵接面与加载轴的轴线位于同一水平面,因此,加载轴与试样之间的相对位置不会发生改变,进而提高了测试的稳定性。

Description

一种铅铋环境原位双轴拉伸装置
技术领域
本申请涉及材料性能测试的领域,尤其是涉及一种铅铋环境原位双轴拉伸装置。
背景技术
当金属材料应用于核反应堆时,液态铅铋作为冷却剂对金属材料进行降温,液态铅铋具有腐蚀性,因此对金属材料的性能和寿命进行测试预估,有利于核电站的安全运行。铅铋原位双轴实验是一种用于研究材料在高温下的力学性能和物理性质的方法,该实验在高精度的原位双轴实验装置上进行的,可以在高温的条件下对试样进行轴对称的加载,以模拟试样在实际服役条件下所经历的各种力学行为。
目前,原位双轴试验装置包括固定安装在机架上的筒状试验釜,试验釜侧壁沿自身周向等间距贯穿安装有四个加载单元,每个加载单元位于试验釜内的端部均安装有固定夹具,且固定夹具对试样进行固定。向试验釜内注入液态铅铋,使得液态铅铋浸没试样,同时对试验釜内的液态铅铋进行加热,四个加载单元内的加载轴均沿试验釜的直径方向对试样进行牵拉,从而能够对试样在铅铋环境下的拉伸性能进行测试。
双轴试验在高温条件下进行,试验釜受热后会发生轻微的膨胀,此时试验釜位于加载单元贯穿处的高度会随试验釜的膨胀而升高,加载单元位置也随之发生变化,使得加载轴与试样之间的相对位置发生改变,进而使得加载轴难以沿试验釜的直径方向对试样进行拉伸测试。
实用新型内容
为了提高原位双轴拉伸装置在高温环境下测试的稳定性,本申请提供一种铅铋环境原位双轴拉伸装置。
本申请提供的一种铅铋环境原位双轴拉伸装置采用如下的技术方案:
一种铅铋环境原位双轴拉伸装置,包括试验釜,所述试验釜的周侧设置有四个加载单元,所述加载单元位于试验釜内的端部设置有固定夹具,还包括安装座,所述试验釜侧壁上设置有多个连接块,所述连接块固定设置在安装座上,所述加载单元包括安装套筒和加载轴,所述安装套筒固定设置在试验釜侧壁内,所述加载轴滑动设置在安装套筒内并穿过试验釜的侧壁,所述固定夹具设置在加载轴位于试验釜内的端部,且所述连接块与试验釜的抵接面与加载轴的轴线位于同一水平面。
通过采用上述技术方案,试验釜内的四个固定夹具对试样进行固定,驱动部件通过加载轴和固定夹具对试样进行牵拉,四个加载轴共同牵拉,从而对试样进行拉伸测试。在测试过程中,连接块将试验釜固定在安装座上,当试验釜受热发生膨胀时,连接块与试验釜的抵接面与加载轴的轴线位于同一水平面,因此,加载轴与试样之间的相对位置不会发生改变,进而提高了测试的稳定性。
优选的,所述安装座内形成有容置腔,所述安装座位于容置腔的侧壁上间隔固定设置有多个安装块,所述连接块固定设置在安装块上,所述试验釜位于容置腔内,多个所述连接块沿试验釜的周向间隔设置在试验釜外侧壁上,多个所述连接块分别固定设置在多个安装块上,且所述连接块与安装块的抵接面与加载轴的轴线位于同一水平面。
通过采用上述技术方案,试验釜放置在安装座的容置腔内,试验釜上的多个连接块与安装块固定连接,从而将试验釜固定在安装座内,多个连接块沿试验釜的周向间隔安装在试验釜外侧壁上,使得试验釜在安装座内安装的更加稳定。
优选的,所述安装块靠近连接块的顶壁上设置有垫片,所述连接块内穿设有第一固定件,所述第一固定件穿过垫片并螺纹固定在安装块内。
通过采用上述技术方案,使用第一固定件对连接块和安装块进行固定,使用不同厚度的垫片,可对连接块的高度进行调节,进而对加载轴进行调节,使得加载轴的轴线沿水平方向设置。
优选的,所述安装套筒内腔设置有波纹管,所述波纹管套设在加载轴上,且所述波纹管靠近试验釜的一端与加载轴固定连接,远离试验釜的一端与安装套筒固定连接。
通过采用上述技术方案,波纹管对安装套筒进行密封,从而对试验釜内腔进行密封,加载轴移动牵拉试样时,试验釜内腔始终处于气压平衡状态,从而能够提高测试的精确度。
优选的,所述波纹管设置有两个,第一个所述波纹管套设在加载轴上,第二个所述波纹管套设在第一波纹管上。
通过采用上述技术方案,两个波纹管共同对试验釜内腔进行密封,当第二个波纹管出现泄漏损坏情况时,第一个波纹管继续起到密封作用,从而提高波纹管的密封效果。
优选的,所述安装套筒侧壁上设置有与安装套筒内腔连通的吹气管,所述安装套筒靠近试验釜的端部开设有通孔,且所述通孔的两端分别连通试验釜内腔和安装套筒内腔。
通过采用上述技术方案,铅铋液体具有腐蚀性,当测试完成后,使用吹气管向安装套筒内吹气,气体从通孔流入试验釜内腔,在此过程中,安装套筒内腔中因腐蚀而产生的杂质会随气体被带入试验釜内腔中,从而便于对安装套筒内腔进行清理。
优选的,所述固定夹具包括上夹具和下夹具,所述下夹具固定设置在加载轴的端部,所述上夹具固定设置在下夹具上,且所述上夹具和下夹具夹持固定试样。
通过采用上述技术方案,在对试样进行固定时,先将试样放置在下夹具的顶壁上,再将上夹具放置在下夹具上的试样上,最后对上夹具和下夹具进行固定,即可对试样进行夹持固定。
优选的,所述下夹具上设置有多个限位柱,所述限位柱穿过试样和上夹具,所述限位柱的顶部螺纹套设有第二固定件,所述第二固定件的底部抵接上夹具的顶壁并对上夹具和下夹具进行固定。
通过采用上述技术方案,试样放置在下夹具上时,限位柱穿过试样,再将上夹具放置在下夹具上并使限位柱穿过上夹具,最后将第二固定件螺纹安装在限位柱上,再转动第二固定件,第二固定件与下夹具配合对上夹具进行夹持,从而能够对上夹具和下夹具进行固定,同时,限位柱穿过试样使得试样在定位夹具内固定的更加稳固。
优选的,所述安装套筒远离试验釜的端部同轴设置有降温套筒,所述加载轴穿过降温套筒,所述降温套筒内形成有降温腔,所述降温套筒上设置有与降温腔连通的第一进液管和第一排液管。
通过采用上述技术方案,降温液体先从第一进液管进入降温套筒的降温腔内,再从第一排液管排出降温腔,降温液体在降温腔内流动过程中通过降温套筒吸收加载轴上的热量,从而对加载轴进行降温,延长了加载轴的使用寿命。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
1.通过采用连接块将试验釜固定在安装座上,在测试过程中,当试验釜受热发生膨胀时,连接块与试验釜的抵接面与加载轴的轴线位于同一水平面,因此,加载轴与试样之间的相对位置不会发生改变,进而提高了测试的稳定性;
2.通过采用波纹管对安装套筒进行密封,从而对试验釜内腔进行密封,加载轴移动牵拉试样时,试验釜内腔始终处于气压平衡状态,从而能够提高测试的精确度;
3.通过采用吹气管向安装套筒内吹气,气体从通孔流入试验釜内腔,在此过程中,安装套筒内腔中因腐蚀而产生的杂质会随气体被带入试验釜内腔中,从而便于对安装套筒内腔进行清理。
附图说明
图1是本申请铅铋环境原位双轴拉伸装置的整体结构示意图;
图2是本申请图1中A-A方向剖视图;
图3是本申请图2中A处放大示意图;
图4是本申请图1中B-B方向剖视图;
图5是本申请图4中B处放大示意图;
图6是本申请图4中C处放大示意图;
图7是本申请铅铋环境原位双轴拉伸装置为突出展示固定夹具的部分结构爆炸示意图。
附图标记说明:1、试验釜;2、加载单元;21、安装套筒;211、筒体;212、法兰;22、加载轴;3、固定夹具;31、上夹具;32、下夹具;4、安装座;5、连接块;6、容置腔;7、安装块;8、垫片;9、第一固定件;10、波纹管;11、吹气管;12、通孔;13、限位柱;14、第二固定件;15、降温套筒;16、降温腔;17、第一进液管;18、第一排液管;20、进排液管;24、直线轴承。
具体实施方式
以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种铅铋环境原位双轴拉伸装置。
参照图1和2,一种铅铋环境原位双轴拉伸装置包括试验釜1和安装座4,安装座4位呈八边形,且安装座4内形成有八边形的上下开口的容置腔6。安装座4内侧壁底部沿容置腔6的周侧等间距固定安装有四个安装块7,试验釜1的外侧边中部沿自身周向等间距固定安装有四个截面为T型的连接块5,连接块5可拆卸固定安装在安装块7上,从而将试验釜1安装在安装座4的容置腔6内。
试验釜1的侧壁上沿自身周向等间距安装有四个加载单元2,每个加载单元2均位于相邻两个连接块5之间,加载单元2的一端穿过安装座4,加载单元2位于试验釜1内的端部安装有固定夹具3,四个固定夹具3对试样进行固定。加载单元2的另一端穿过安装座4并与驱动部件连接。
参照图2,试验釜1的底壁上安装有进排液管20,液态铅铋从进排液管20进入试验釜1内腔中并浸没试样,在试验釜1开口处盖上釜盖并加热试验釜1,使得试样处理高温铅铋环境中。驱动部件通过加载单元2和固定夹具3对试样进行牵拉,从而能够对试样在铅铋环境下的拉伸性能进行测试。测试完成后,液态铅铋从进排液管20排出试验釜1。
参照图2和3,连接块5放置在安装块7的顶壁上,连接块5内滑动穿设有第一固定件9,第一固定件9螺纹固定在安装块7内,本申请中,第一固定件9可选用为螺栓。转动第一固定件9即可将连接块5固定安装在安装块7上,进而将试验釜1固定安装在安装座4内。
参照图3,安装块7与连接块5之间放置有垫片8,且第一固定件9穿过垫片8。使用不同厚度的垫片8,可对连接块5的高度进行调节,进而对加载单元2进行调平,使得加载单元2能够沿水平方向对试样进行牵拉。
参照图4和5,加载单元2包括安装套筒21和加载轴22,安装套筒21焊接固定在试验釜1的侧壁内,加载轴22同轴滑动安装在安装套筒21内。加载轴22的一端伸入试验釜1内,且固定夹具3安装在加载轴22位于试验釜1内的端部。加载轴22的另一端穿过安装座4并与驱动部件连接。驱动部件通过加载轴22和固定夹具3对试样进行牵拉。
参照图3和4,连接块5靠近垫片8的底壁与加载轴22的轴线位于同一水平面。在测试过程中,连接块5将试验釜1固定在安装座4上,当试验釜1受热发生膨胀时,连接块5靠近垫片8的底壁与加载轴22的轴线位于同一水平面,使得加载轴22与试样之间的相对位置不会发生改变,进而提高了测试的稳定性。
参照图5,安装套筒21有筒体211和法兰212组成,筒体211固定安装在试验釜1侧壁内,法兰212同轴固定安装在筒体211远离试验釜1的端部,且加载轴22滑动安装在筒体211和法兰212内。筒体211内安装有两个波纹管10,第一个波纹管10套设在加载轴22上,第二个波纹管10套设在第一个波纹管10上,且波纹管10的两端分别与加载轴22和法兰212固定连接。
波纹管10对安装套筒21进行密封,从而对试验釜1内腔进行密封,加载轴22移动牵拉试样时,试验釜1内腔始终处于气压平衡状态,从而能够提高测试的精确度。两个波纹管10共同对试验釜1内腔进行密封,当第二个波纹管10出现泄漏损坏情况时,第一个波纹管10继续起到密封作用,从而提高波纹管10的密封效果。
筒体211靠近试验釜1的侧壁上开设有通孔12,通孔12的两端分别连通试验釜1内腔和套筒内腔,筒体211的外周侧壁的顶部固定安装有与筒体211内腔连通的吹气管11。铅铋液体具有腐蚀性,当测试完成后,供气设备通过吹气管11向安装套筒21内吹气,安装套筒21内腔中因腐蚀而产生的杂质随气体从通孔12内被带入试验釜1内腔中,从而便于对安装套筒21内腔进行清理。
参照图4和6,法兰212远离筒体211的端部同轴固定安装有降温套筒15,降温套筒15内固定安装有直线轴承24,且加载轴22滑动安装在直线轴承24内。降温套筒15内形成有环形降温腔16,降温套筒15外周侧壁的顶部安装有与降温腔16连通的第一排液管18,降温套筒15外周侧壁的底部安装有与降温腔16连通的第一进液管17。
循环水从第一进液管17进入降温套筒15的降温腔16内,再从第一排液管18排出降温套筒15,循环水在循环流动时能够通过降温套筒15吸收加载轴22上的热量,从而对加载轴22进行降温,提高了加载轴22的使用寿命。
参照图7,固定夹具3包括上夹具31和下夹具32,下夹具32固定安装在加载轴22的端部,下夹具32的顶壁上固定安装有六个限位柱13,试样放置在下夹具32上,且限位柱13穿过试样。限位柱13对试样进行限位,使得固定夹具3对试样固定更加稳定。
上夹具31放置在下夹具32上,限位柱13穿过上夹具31,限位柱13的顶端穿出上夹具31,限位柱13的顶端螺纹安装有第二固定件14,且第二固定件14的底壁抵接上夹具31顶壁。本申请中,限位柱13可选用为螺纹柱,第二固定件14可选用为螺母。转动第二固定件14即可将上夹具31固定在下夹具32上,并使上夹具31和下夹具32对试样形成夹持固定,且此时试样与加载轴22的轴线齐平。
本申请实施例的实施原理为:先将试样放置在下夹具32上,再将上夹具31放置在下夹具32上并转动第二固定件14,即可对试样进行夹持固定;液态铅铋从进排液管20进入试验釜1内腔中并浸没试样,在试验釜1开口处盖上釜盖并加热试验釜1,使得试样处理高温铅铋环境中;驱动部件通过加载轴22和固定夹具3对试样进行牵拉,从而能够对试样在铅铋环境下的拉伸性能进行测试;在测试过程中,连接块5将试验釜1固定在安装座4上,当试验釜1受热发生膨胀时,连接块5靠近垫片8的底壁与加载轴22的轴线位于同一水平面,使得加载轴22与试样之间的相对位置不会发生改变,进而提高了测试的稳定性。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种铅铋环境原位双轴拉伸装置,包括试验釜(1),所述试验釜(1)的周侧设置有四个加载单元(2),所述加载单元(2)位于试验釜(1)内的端部设置有固定夹具(3),其特征在于:还包括安装座(4),所述试验釜(1)侧壁上设置有多个连接块(5),所述连接块(5)固定设置在安装座(4)上,所述加载单元(2)包括安装套筒(21)和加载轴(22),所述安装套筒(21)固定设置在试验釜(1)侧壁内,所述加载轴(22)滑动设置在安装套筒(21)内并穿过试验釜(1)的侧壁,所述固定夹具(3)设置在加载轴(22)位于试验釜(1)内的端部,且所述连接块(5)与试验釜(1)的抵接面与加载轴(22)的轴线位于同一水平面。
2.根据权利要求1所述的一种铅铋环境原位双轴拉伸装置,其特征在于:所述安装座(4)内形成有容置腔(6),所述安装座(4)位于容置腔(6)的侧壁上间隔固定设置有多个安装块(7),所述连接块(5)固定设置在安装块(7)上,所述试验釜(1)位于容置腔(6)内,多个所述连接块(5)沿试验釜(1)的周向间隔设置在试验釜(1)外侧壁上,多个所述连接块(5)分别固定设置在多个安装块(7)上,且所述连接块(5)与安装块(7)的抵接面与加载轴(22)的轴线位于同一水平面。
3.根据权利要求2所述的一种铅铋环境原位双轴拉伸装置,其特征在于:所述安装块(7)靠近连接块(5)的顶壁上设置有垫片(8),所述连接块(5)内穿设有第一固定件(9),所述第一固定件(9)穿过垫片(8)并螺纹固定在安装块(7)内。
4.根据权利要求1所述的一种铅铋环境原位双轴拉伸装置,其特征在于:所述安装套筒(21)内腔设置有波纹管(10),所述波纹管(10)套设在加载轴(22)上,且所述波纹管(10)靠近试验釜(1)的一端与加载轴(22)固定连接,远离试验釜(1)的一端与安装套筒(21)固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种铅铋环境原位双轴拉伸装置,其特征在于:所述波纹管(10)设置有两个,第一个所述波纹管(10)套设在加载轴(22)上,第二个所述波纹管(10)套设在第一波纹管(10)上。
6.根据权利要求1所述的一种铅铋环境原位双轴拉伸装置,其特征在于:所述安装套筒(21)侧壁上设置有与安装套筒(21)内腔连通的吹气管(11),所述安装套筒(21)靠近试验釜(1)的端部开设有通孔(12),且所述通孔(12)的两端分别连通试验釜(1)内腔和安装套筒(21)内腔。
7.根据权利要求1所述的一种铅铋环境原位双轴拉伸装置,其特征在于:所述固定夹具(3)包括上夹具(31)和下夹具(32),所述下夹具(32)固定设置在加载轴(22)的端部,所述上夹具(31)固定设置在下夹具(32)上,且所述上夹具(31)和下夹具(32)夹持固定试样。
8.根据权利要求7所述的一种铅铋环境原位双轴拉伸装置,其特征在于:所述下夹具(32)上设置有多个限位柱(13),所述限位柱(13)穿过试样和上夹具(31),所述限位柱(13)的顶部螺纹套设有第二固定件(14),所述第二固定件(14)的底部抵接上夹具(31)的顶壁并对上夹具(31)和下夹具(32)进行固定。
9.根据权利要求1所述的一种铅铋环境原位双轴拉伸装置,其特征在于:所述安装套筒(21)远离试验釜(1)的端部同轴设置有降温套筒(15),所述加载轴(22)穿过降温套筒(15),所述降温套筒(15)内形成有降温腔(16),所述降温套筒(15)上设置有与降温腔(16)连通的第一进液管(17)和第一排液管(18)。
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