[发明专利]无动密封的快开式高压氢环境材料疲劳性能试验装置

摘要

本发明公开了无动密封的快开式高压氢环境材料疲劳性能试验装置，主要包括环境箱模块、气源模块、增压器、真空泵、换热模块和工控机，无需设置动密封结构即可实现高压氢环境下材料疲劳性能的试验装置，尤其是实现高压氢环境下的高周或高频疲劳试验，且能实现试验装置的快速启闭和设备健康状况的实时监测，以及具备更高效率和安全性的高低温试验功能。

主权项

1.无动密封的快开式高压氢环境材料疲劳性能试验装置，无需设置动密封结构即可实现高/低温高压氢环境下材料的高周或高频疲劳试验；其特征在于，所述试验装置包括环境箱模块、气源模块、增压器、真空泵、换热模块和工控机；所述环境箱模块由环境箱顶盖、环境箱底盖、左矩形压框、右矩形压框、换热弯管、加速度传感器、砝码、载荷传感器、基座和激振器组成；所述环境箱顶盖包括筒体、夹套和隔热陶瓷板，所述夹套的顶端设有开孔用于连接氢气传感器, 氢气传感器用于实时监测设备健康状况,夹套的下端则设有用于抽真空的开孔；所述筒体位于夹套内腔；夹套内径大于筒体外径从而二者形成腔体，夹套与筒体之间沿轴向夹有所述隔热陶瓷板，夹套与筒体之间还设有静密封结构并通过螺钉实现连接；所述环境箱底盖的上端设有橡胶O形圈径向静密封部件与筒体构成密闭空间，环境箱底盖的中间设置阶梯用于左右矩形压框的定位，环境箱底盖的底端设置凸形导柱并与所述基座上的凹形导轨相配合用于提供简谐振动空间；该环境箱底盖沿凸形导柱轴向与激振器相连以产生简谐振动，且设有用于与置于筒体内腔的换热弯管相连接的进口通道和出口通道以及相应的进气孔和出气孔；所述环境箱底盖还在中心开有通孔用于信号线的引出，中心通孔的最上端连接载荷传感器；所述载荷传感器的下端中心部与加速度传感器连接，载荷传感器的上端设有螺纹柱用于连接试样，试样的另一端与所述砝码上的螺纹柱相连接，砝码的上端则设有加速度传感器；所述环境箱顶盖与环境箱底盖之间通过左矩形压框和右矩形压框实现连接从而承担筒体内部气体产生的轴向载荷；所述气源模块由氢气瓶、氩气瓶及对应的阀门组成；氢气瓶的排气口、氩气瓶的排气口分别经过氢气源阀门、氩气源阀门，然后汇总接入气源总阀门后与所述增压器的进气口相连；增压器的出气口依次与出气口阀门、增压段软管、环境箱阀门、压力传感器、环境箱底盖进出气孔相连；所述真空泵依次与真空度传感器、真空管路阀相连，真空管路阀分别接入真空段软管和增压段软管，用于对环境箱内部以及夹套与筒体之间构成的空腔抽真空；真空段软管的另一端经抽气阀与夹套上所设的用于抽真空的开孔相连；放空阀分别接入上述真空段软管和增压段软管，用于控制试验装置的放空泄压；前述所有软管主要用于设备在作简谐振动时整个装置的连接管路的缓冲减振；所述换热模块包括通过工艺管路依次连接的制冷加热机、进液段软管、所述环境箱底盖上的进口通道、所述换热弯管、所述环境箱底盖上的出口通道和出液段软管，用于将制冷加热机产生的换热介质传输到环境箱内部进行换热，实现所需的高温/低温试验环境；所述工控机用于控制增压器、真空泵、激振器和制冷加热机的运行以及所有阀门的开启；工控机与压力传感器、加速度传感器、真空度传感器、温度传感器、载荷传感器均通过信号连接，进行信号采集。