超低温冷却试验装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种超低温冷却试验装置，属于低温装置技术领域。


背景技术：

2.目前超低温冷却试验绝大部分是将试验件完全浸入液氮内进行降温冷却，但该方式试验件的冷却温度不可控制及调节，且往往未等试验件达到冷却保温时间，液氮已基本完全挥发；这种操作方式较为简陋，对实际操作人员要求较高，稍有不慎将会有安全事故发生。
3.在进行超低温试验时，液氮的流量大小直接关系着试验件温度的稳定性和可靠性。但液氮的流量控制一直是行业的难点和痛点，控制阀内的各个元器件均需要耐低温特性，且价格十分昂贵。液氮的出口与试验腔体内空气直接接触，空气中的水蒸气遇冷急剧结冰，随着降温时间增长，液氮的出口很容易被结冰堵塞。现亟需研发一种核心控制器件在常温状态下便可实现超低温控制的试验装置。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种超低温冷却试验装置，该冷却试验装置通过控制室温环境下气源流量的大小便可实现超低温度的精准控制，试验腔体内的温度大小实时可控，不需要核心元器件具有耐低温性能，并大大降低制冷成本，且试验腔体内温度稳定可靠。为实现上述目的，本专利提供如下技术方案：一种超低温冷却试验装置，包括：气源、调压阀二联件、第一气管、气源流量控制器、第二气管、液氮罐、进气铜管、信号线、温度传感器、试验腔体、出气铜管、密封盖、第三气管、干燥过滤器和密封圈。
5.所述气源与调压阀二联件进气口接通；所述调压阀二联件的出气口通过第一气管与气源流量控制器的进气口接通；所述气源流量控制器的出气口通过第二气管与干燥过滤器的进气口接通；所述干燥过滤器的出气口通过第三气管与密封盖上端的进气口接通；所述密封盖安装在液氮罐的罐口，密封盖下端安装进气铜管；所述进气铜管下出口浸入液氮罐内液氮的液面以下，且进气铜管与密封盖上端的进气口相通；所述密封圈安装在密封盖的密封槽内；密封盖上端具有出气口通过出气铜管与试验腔体接通；所述试验腔体上安装温度传感器；所述温度传感器通过信号线与气源流量控制器连接，进而形成冷却试验装置的闭环控制。
6.作为本实用新型的一种优选技术方案，进一步的，气源为空气、氮气或氧气，与调压阀二联件连接，调压阀二联件能够调节气源的输出压力，也能够对气源初步过滤进行油气分离。
7.作为本实用新型的一种优选技术方案，进一步的，进气铜管的下端有多个 1mm的通孔，所有通孔完全浸入液氮的液面以下，实现气源充分的冷热交换。
8.作为本实用新型的一种优选技术方案，进一步的，密封盖的材料为胶木。
9.本实用新型的有益效果是：通过控制室温环境下气源流量的大小便可实现超低温
度的精准控制，试验腔体内的温度大小实时可控，核心控制元器件不与液氮直接接触，其不需要具有耐低温性能，结构简单，节约成本，温度可控，性能稳定。
附图说明
10.图1为本超低温冷却试验装置的总体示意图；
11.图2为密封盖示意图；
12.图3为进气铜管示意图；
13.图中：气源1、调压阀二联件2、第一气管3、气源流量控制器4、气第二管5、液氮罐6、进气铜管7、信号线8、温度传感器9、试验腔体10、出气铜管11、密封盖12、第三气管13、干燥过滤器14、密封圈15。
具体实施方式
14.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
15.如图1～3所示，本实用新型提供了一种超低温冷却试验装置，包括气源1、调压阀二联件2、第一气管3、气源流量控制器4、第二气管5、液氮罐6、进气铜管7、信号线8、温度传感器9、试验腔体10、出气铜管11、密封盖12、第三气管13、干燥过滤器14和密封圈15。
16.所述气源1为空气、氮气或氧气等无害气体，气源1与调压阀二联件2进气口接通，调压阀二联件2能够调节气源1的输出压力，起到安全保护作用，也能够对气源1初步过滤进行油气分离；所述调压阀二联件2的出气口通过第一气管3与气源流量控制器4的进气口接通；所述气源流量控制器4的出气口通过第二气管5与干燥过滤器14的进气口接通，；所述干燥过滤器14的出气口通过第三气管13与密封盖12上端的进气口接通；所述密封盖12安装在液氮罐6的罐口，密封盖12下端安装进气铜管7；所述进气铜管7下出口浸入液氮罐6内液氮的液面以下，且进气铜管7与密封盖12上端的进气口相通，干燥过滤器14能够有效去除气源1的水份，防止进气铜管7内低温有结冰造成气源1 不能顺畅进入液氮罐6；所述密封圈15安装在密封盖12的密封槽内；密封盖 12上端具有出气口通过出气铜管11与试验腔体10接通；所述试验腔体10上安装温度传感器9；所述温度传感器9通过信号线8与气源流量控制器4连接，通过温度的高低控制气源输出的流量，进而形成冷却试验装置的闭环控制。如图2所示，所述密封盖12采用胶木材料制作，即保证了它的隔热保温性能，也保证了结构强度性能；其内孔与液氮罐6的罐口配合处有两个密封槽，用于安装密封圈15，使用过程中起到密封作用，防止液氮的挥发；其外径周向位置分布有6个m3锁紧螺孔，使用过程中用螺丝锁紧，防止松动。
17.如图3所示，所述进气铜管7下端有多个1mm的通孔，使用过程中1mm 的通孔完全浸入液氮的液面以下，能够实现气源1充分的冷热交换，使得排出的冷气温度更低。
18.本实用新型提供的一种超低温冷却试验装置的使用方法具体如下：
19.在进行安装时首先将调压阀二联件2的旋钮开关拧死，气源1与调压阀二联件2的进气口接通；随后将第一气管3的一端与调压阀二联件2的出气口连接，另一端与气源流量
控制器4的进气口连接；将第二气管5的一端与气源流量控制器4的出气口连接，另一端与干燥过滤器14的进气口连接；其次将第三气管13的一端与干燥过滤器14的出气口连接，另一端与密封盖12上端的进气口连接；再将密封圈15安装至密封盖12的密封槽内，进气铜管7与密封盖12 下端的出气口连接，之后密封盖12与液氮罐6的罐口配合安装，并用螺丝锁紧；出气铜管11的一端与密封盖12上端的出气口连接，另一端插入试验腔体10内；温度传感器9插入试验腔体10内，实时测量其内部温度，其信号线8的输出端与气源流量控制器4的信号输入端连接，便形成了整个超低温冷却试验装置的闭环控制；安装完成后，使用时打开调压阀二联件2的旋钮开关，将气源1通过整个装置，依靠气源流量控制器4控制整个气路的通过流量，最终实现温度的精准控制，温度控制范围为-40℃～-150℃，精度为
±
2℃。
20.本实用新型的具体应用场景包括一下情况：
21.1.实验室的超低温实验；
22.2.工程实际中的超低温应用；
23.3.对温度控制精度要求高、需要冷气进入或外挂超低温功能的装置。
24.综上所述：本实用新型通过控制室温环境下气源流量的大小便可实现超低温度的精准控制，试验腔体内的温度大小实时可控，不需要核心元器件具有耐低温性能，并大大降低制冷成本，且试验腔体内温度稳定可靠。
25.最后应说明的是：凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。