[实用新型]非传动式简易热疲劳试验机有效
申请号: | 201320791855.1 | 申请日: | 2013-12-05 |
公开(公告)号: | CN203572731U | 公开(公告)日: | 2014-04-30 |
发明(设计)人: | 何琨;温耀曾;陈勇;罗强;周军 | 申请(专利权)人: | 中国核动力研究设计院 |
主分类号: | G01N3/60 | 分类号: | G01N3/60 |
代理公司: | 成都行之专利代理事务所(普通合伙) 51220 | 代理人: | 谢敏 |
地址: | 610000 四*** | 国省代码: | 四川;51 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 传动 简易 疲劳 试验 | ||
技术领域
本实用新型涉及材料热疲劳试验装置,尤其涉及一种非传动式简易热疲劳试验机。
背景技术
在冷热交替变化环境中,材料由于受到多次热应力而容易产生疲劳裂纹,造成许多部件的失效。如核电站波动管在升降温过程中,稳压器内冷却剂与主管道冷却剂中存在一定的温差,当两流体混合时,由于冷热流体混合不完全而在波动管处形成热分层,使得波动管在截面处温度分布不均匀,引起管壁温度分层,从而在管道截面产生整体弯曲应力和局部热应力,其热应力的增加可能超过疲劳极限。因此,开展相关材料的热疲劳性能研究是十分必要的。
实用新型内容
本实用新型的目的就在于提供一种专用于冷热循环系统中的非传动式简易热疲劳试验机,其将试样固定在加热装置中,通过冷却装置通冷却水对试样进行冷却,完成整个冷热循环过程,可以避免试样在加热装置和冷却装置中来回移动,从而避免了试样在移动过程中产生机械问题,并能简化热疲劳试验机的结构、降低设备成本。
为实现上述目的,本实用新型的非传动式简易热疲劳试验机,包括加热装置、冷却装置、用于测量试样温度的温度测量装置和控制装置,所述加热装置为电炉,所述电炉包括炉体和位于炉体内的加热器,所述炉体内还设置有用于放置试样的试样架,所述冷却装置包括冷却水管和排水管,所述冷却水管伸入炉体内,所述排水管设置在炉体的下部,所述温度测量装置连接到控制装置上。现有技术中,热疲劳试验机主要是通过在冷热环境中来回移动试样完成冷热循环,在此过程中测试试样的热疲劳性。但是在实际的工作中,发明人发现试样在移动过程中容易出现机械问题,影响测试结果,而且现有的冷热循环的疲劳试验机由于要控制试样或加热系统或冷却系统移动,需要配备专门的传动装置和控制系统,系统复杂,设备成本较高。有鉴于此,发明人提出了本方案中的非传动式简易热疲劳试验机,该非传动式简易热疲劳试验机在电炉的炉体内部设置试样架,通过电炉的加热器对试样进行加热,并在炉体顶部接入冷却水管、炉体底部接入排水管,通过冷却水管通冷却水对试样进行冷却,使用后的冷却水通过排水管排出,通过加热器的加热和冷却水的冷却实现试样的冷热循环,温度测量装置则测量试样表面的温度,并传输给控制装置进行显示。这样试样只需要固定在炉体内部即可,不用来回移动,可以避免试样在来回移动中产生机械问题,同时非传动式简易热疲劳试验机也无需设置传动装置和传动控制系统,可以简化自身结构,降低设备成本。此外,本实用新型中采用通冷却水对试样表面进行直接喷淋的方式进行冷却,冷却速度更快,冷却效果更好,而且可以根据试样的试验需求对试样进行局部冷却,而不需要对试样整体冷却,适用范围更广、通用性更好,而且更加节能环保。
为避免加热器在工作状态时遇冷却水受损,进一步,所述加热器与试样架之间还设置有用于隔离水汽的防水板,该防水板可以有效分离加热源与冷却源。
进一步,所述防水板为石英玻璃板。
为进一步提高非传动式简易热疲劳试验机的智能化水平,所述冷却水管上还设置有电磁阀和流量计,该电磁阀和流量计位于炉体外,电磁阀用于自动控制冷却水管通路的打开和关闭;流量计用于控制、显示冷却水管通路的水流量。
进一步,所述炉体顶部还设置有用于排出冷却过程中炉体内水蒸气的排气孔。
进一步,所述温度测量装置为接触式热电偶,接触式热电偶与试样表面相连。
进一步,所述冷却装置还包括冷凝水管,所述冷凝水管缠绕在排水管上部,冷凝水管与冷却水管的起点连接到同一个冷却水出口,冷却水管将该冷却水出口的冷却水引导流入炉内对试样表面进行冷却,冷凝水管将冷却水引导至排水管与炉体连接处,对从炉体内流出到排水管的水进行冷却,便于炉体内的水顺利排出。
进一步,所述试样架包括两个水平放置的压板和两个竖直放置的支架,两个压板分别设置在支架的上、下两端,支架的两端分别与两个压板相连,使用时,试样固定在两个压板之间。
进一步,所述试样架的两个支架分别位于炉体外部的两侧,压板两端穿出炉体与两个支架固定连接。本方案中,支架的作用除了固定压板从而保证试样在试验中处于静止状态外,还可以用于固定电炉,让电炉处于一定的高度,方便装载试样;而支架设置在炉体外部,主要是考虑到炉体内空间有限,且炉体内温度急剧变化,支架放在炉体内会发生热胀冷缩,支架对试样和加热炉的固定效果不好,设置在炉体外部则可有效避免这些问题。
非传动式简易热疲劳试验机应用方法,包括以下步骤:
步骤一:将试样固定在试样架上;
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