本發明涉及在低溫、超低溫溫區的沖擊試驗或浸泡試驗中所使用的放置待測物體并在其中進行試驗的試驗裝置。
背景技術：
為了適應航天工業發展的需求，需要在液氫溫區(約20K)對一些傳感器、密封件進行環境適應性試驗或可靠性試驗，或者對某些物質在液氫溫區的物理化學性質進行測定。
在傳統方法中，如果使用制冷機來實現所要求的低溫環境，其優點是試驗持續時間長、安全性好等，但是存在初期投資大、系統復雜、能耗高，而且溫度場不均勻等缺點；如果使用液氫、液氦等低溫介質浸泡來實現低溫環境，其優點是系統簡單、成本較低，但其缺點是試驗時間有限、存在低溫液體泄露等事故隱患。目前我國常用的低溫試驗手段是低溫介質浸泡，由于低溫下受材料熱脹冷縮的影響，普通的管路法蘭連接容易出現泄露，所以浸泡于低溫介質中的試驗裝置所用管路多采用焊接連接，或者采用較復雜的低溫密封法蘭，如《低溫貯箱穿艙測試密封法蘭》中所述(授權公告號CN203585318U，申請號201320774852.7)。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種液氫溫區下結構簡單、密封有效的試驗裝置及其試驗方法，并保證試驗質量、提高試驗效率。為實現上述目的，本發明采用如 下技術方案：
一種適用于液氫溫區的密封試驗裝置，包括試驗杜瓦和內部構件，其特征在于：所述的試驗杜瓦用于提供一個持續的低溫介質環境，所述的試驗杜瓦為一個含保溫層筒體和上蓋的密封容器，所述的保溫層筒體可以是發泡絕熱，也可以是真空絕熱或真空多層絕熱，所述的保溫層筒體為壓力容器，采用0Cr18Ni9合金鋼制成，其內充裝了一定壓力的低溫介質，可以是液氮、液氫或液氦。所述的上蓋為圓形法蘭，采用0Cr18Ni9合金鋼制成，通過六角螺栓與螺母與筒體上部的法蘭連接并密封。所述的上蓋分布有若干圓形通孔，所述的圓形通孔之一中插入一根采用0Cr18Ni9合金鋼制成的鋼管，并采用承插焊接，作為低溫介質的加注管路；所述的圓形通孔之一中插入一根采用0Cr18Ni9合金鋼制成的鋼管，并采用承插焊接，作為低溫介質氣化后的放空管路；所述的圓形通孔之一中插入一根采用0Cr18Ni9合金鋼制成的鋼管，并采用承插焊接，所述的鋼管下端與試驗腔腔體焊接連接，并與腔體內部連通；所述的圓形通孔之一與一個焊接接管咀對焊連接，所述的焊接接管咀中插入一根采用0Cr18Ni9合金鋼制成的鋼管，所述的鋼管可在焊接接管咀中無阻礙地上下移動；所述的可上下移動的鋼管上端與一個球形接頭采用承插焊接固定，所述的球形接頭與焊接接管咀通徑一致；所述的可上下移動的鋼管下端與試驗腔的上蓋法蘭采用承插焊接，并與腔體內部連通；所述的可上下移動的鋼管長度由所述的焊接接管咀和所述的試驗腔的上蓋法蘭之間的距離確定，保證裝配時所述的焊接接管咀可與所述的球形接頭密封裝配，同時所述的試驗腔的上蓋法蘭可與所述的試驗腔腔體密封裝配。
本發明密封結構簡單，方法簡便、成本低，可有效進行各類型低溫沖擊試驗或浸泡試驗，保證低溫介質在試驗系統內的密封，確保試驗的安全性。
附圖說明
圖1是本發明適用于液氫溫區的密封試驗裝置系統結構示意圖。
圖中：1可上下移動的鋼管、2外套螺母、3球形接頭、4焊接接管咀、5六角螺栓、6六角螺母、7腔體連接鋼管、8試驗杜瓦上蓋、9試驗杜瓦保溫層筒體、10試驗腔上蓋法蘭、11試驗腔腔體、12待測物體、13低溫介質加注管路、14低溫介質放空管路。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式進一步說明本發明。
如圖1所示，本發明包括可上下移動的鋼管1、外套螺母2、球形接頭3、焊接接管咀4、六角螺栓5、六角螺母6、腔體連接鋼管7、試驗杜瓦上蓋8、試驗杜瓦保溫層筒體9、試驗腔上蓋法蘭10、試驗腔腔體11、待測物體12、低溫介質加注管路13、低溫介質放空管路14。
實施例1
本實施例中待測物體為壓力傳感器。試驗開始前，將壓力傳感器(待測物體)12通過接頭與可上下移動的鋼管1連接，安裝在試驗腔腔體11中，壓力傳感器(待測物體)12的接線從腔體連接鋼管7中引出，外接變送器。試驗杜瓦上蓋8與試驗杜瓦保溫層筒體9使用六角螺栓5和六角螺母6緊密連接，試驗腔上蓋法蘭10與試驗腔腔體11使用六角螺栓5和六角螺母6緊密連接，球形接頭3插入焊接接管咀4中，并使用外套螺母2和焊接接管咀4緊密連接。
試驗過程中，首先打開低溫介質放空管路14上的閥門，通過低溫介質加注 管路13向試驗杜瓦保溫層筒體9中加注液氫，直至液氫液位超過試驗腔上蓋法蘭10，并且達到熱平衡狀態。此時，結合理論分析計算，可有效評估壓力傳感器(待測物體)12在低溫環境下的零點漂移現象。
實施例2
本實施例中待測物體為氫氣、氧氣和氦氣的混合氣體。試驗開始前，將試驗杜瓦上蓋8與試驗杜瓦保溫層筒體9使用六角螺栓5和六角螺母6緊密連接，試驗腔上蓋法蘭10與試驗腔腔體11使用六角螺栓5和六角螺母6緊密連接，球形接頭3插入焊接接管咀4中，并使用外套螺母2和焊接接管咀4緊密連接。
試驗過程中，首先打開低溫介質放空管路14上的閥門，通過低溫介質加注管路13向試驗杜瓦保溫層筒體9中加注液氮，直至液氮液位超過試驗腔上蓋法蘭10，并且達到熱平衡狀態。此時，通過可上下移動的鋼管1向試驗腔腔體11中定量充入氧氣與氦氣的混合氣體，通過腔體連接鋼管7向試驗腔腔體11中定量充入微量氫氣，并再次達到熱平衡狀態。此時，結合理論分析計算，可有效評估氫氣與氧氣在液氮溫區的氧化反應動力學參數。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，本發明的保護范圍并不局限于上述實施例，凡屬于本發明思路下的技術方案均屬于本發明的保護范圍。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員而言，如在不脫離本發明原理前提下進行若干改進和潤飾，則此類改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。