[实用新型]淹没式气体液化深冷实验装置

说明书

一种降温控温效果良好、便于拆卸及更换的淹没式气体液化深冷实验装置，包括基座、座架、制冷机，制冷机的外部设置有真空筒体，真空筒体的内部具有真空室，制冷机的冷头上设置有中空的深冷液化腔，深冷液化腔的上方安装有密封刀口法兰盖，密封刀口法兰盖具有环形刀口，环形刀口的剖面呈楔形，环形刀口通过螺钉与深冷液化腔的密封面预压密封，密封刀口法兰盖的热收缩率小于深冷液化腔的热收缩率，以使环形刀口的楔形剖面随着温度降低与深冷液化腔的密封面逐渐贴合紧密，深冷液化腔上安装有加热块和温度传感器，加热块和温度传感器分别与温控仪相连接，温控仪根据温度传感器所传回的温度数据控制加热块从而精确控制深冷液化腔内的温度。

技术领域

本实用新型属于用于材料低温物性的技术领域。

背景技术

在各种金属材料和非金属材料的低温物性研究中，都需要利用液态气体对材料进行淹没浸泡的方法，该方法通过制冷机在高真空环境下对深冷液化腔不断降温，当温度达到气体的三相点，随着气体的不断注入液化直到深冷液化腔内充满液体并淹没试验样件，这就要求淹没式气体液化深冷实验装置需要具备良好真空环境和屏蔽外部热辐射的功能，同时，还需要具备升降温和充放气的功能，并需易于更换试验样件。深冷液化腔放置在制冷机的二级冷头上，但若是大尺寸的试验样件，深冷液化腔内部空间有限及制冷机功率限制，这就对深冷液化腔的升降温、低温屏蔽罩的热屏蔽能力提出了更高要求。

发明内容

为了解决冷液化腔的升降温、屏蔽罩的热屏蔽能力，本实用新型的目的是提供一种降温控温效果良好、便于拆卸及更换的淹没式气体液化深冷实验装置。

本实用新型提供了淹没式气体液化深冷实验装置，包括基座，所述的基座上方具有座架，所述的座架上沿纵向设置有制冷机，所述的制冷机的外部设置有真空筒体，所述的真空筒体的内部具有真空室，所述的制冷机的冷头上设置有中空的深冷液化腔，所述的深冷液化腔的上方安装有密封刀口法兰盖，所述的密封刀口法兰盖具有环形刀口，所述的环形刀口的剖面呈楔形，所述的环形刀口通过螺钉与深冷液化腔的密封面预压密封，所述的密封刀口法兰盖的热收缩率小于深冷液化腔的热收缩率，以使环形刀口的楔形剖面随着温度降低与深冷液化腔的密封面逐渐贴合紧密；其中，所述的深冷液化腔上安装有加热块和温度传感器，所述的加热块和温度传感器分别与温控仪相连接，所述的温控仪根据所述的温度传感器所传回的温度数据控制所述的加热块从而精确控制深冷液化腔内的温度；所述的深冷液化腔具有第一气路，所述的第一气路和充气系统相连，所述的真空室具有第二气路，所述的第二气路和真空系统相连，所述的第一气路和第二气路之间设置有第三气路，所述的第一气路上设置有第三阀门，所述的第二气路上设置有第一阀门，所述的第三气路上设置有第二阀门，所述的充气系统设置有第四阀门。

优选的，所述的真空筒体通过真空底座法兰与制冷机连接固定。

优选的，所述的真空底座法兰的下方设置有法兰支撑杆，所述的法兰支撑杆支撑于所述的基座上。

优选的，所述的制冷机为G-M制冷机。

优选的，所述的真空筒体的顶部安装有上盖，所述的上盖通过螺栓紧密封在真空室上方。

优选的，所述的温控仪对深冷液化腔的温度的控制精度为4.2k~20k±1mk。

优选的，所述的第一气路通过激光焊接固定在深冷液化腔上。

优选的，所述的制冷机的外部设置有一级低温屏蔽，所述的深冷液化腔位于所述的一级低温屏蔽内部，所述的一级低温屏蔽位于所述的真空室内部。

优选的，所述的深冷液化腔的密封面为粗糙表面。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种淹没式气体液化深冷实验方法，包括如下步骤：

抽真空步骤：在深冷液化腔内放置试验样件，启动真空系统，并打开第一阀门、第二阀门、第三阀门，关闭第四阀门，对真空室和深冷液化腔同时抽真空，抽真空时间≥6小时；