[发明专利]一种形状记忆合金的低温冷拉装置

摘要

本发明属于张拉装置技术领域，涉及一种形状记忆合金的低温冷拉装置，包括温降设备、张拉设备和传感器及数据采集设备。降温设备包括低温筒、气体扩散管和压力泵；张拉设备包括撑脚、千斤顶装置、组合式锚具和活塞式锚具；组合式锚具和活塞式锚具分别用来锚固SMA的两端；传感器及采集设备，包括位移传感器、压力传感器和温度传感器及数据采集仪。本发明实现了形状记忆合金在不同温度下的张拉，尤其是可以解决形状记忆合金需要低温环境下张拉的问题。通过调整本发明的参数，可以满足不同长度形状记忆合金的张拉，方便地应用在实验研究与实际工程中。

主权项

1.一种形状记忆合金的低温冷拉装置，其特征在于，所述的低温冷拉装置包括温降设备、张拉设备和传感器及数据采集设备；所述的温降设备，包括低温筒(1)、气体扩散管(5)和压力泵(30)；所述的低温筒(1)为两端开口的圆柱形腔筒，气体扩散管(5)安装在低温筒(1)的内部，并通过支架(8)进行固定；低温筒(1)的外壁包裹保温层a(H1)，低温筒(1)的侧壁设有液氮进口(2)和温度传感器放置口(3)，液氮进口(2)与气体扩散管(5)相连通，压力泵(30)通过液氮输入管(31)通入至液氮进口(2)，压力泵(30)与液氮罐连接，通过压力泵(30)的开闭，控制液氮的泵送量，进而使低温筒(1)内部温度控制在误差范围内；传感器及采集设备的温度传感器(29)过温度传感器放置口(3)固定在低温筒(1)的轴线处；低温筒(1)的一端设有凹槽，凹槽中设有保温层b(H2)，保温层b(H2)外设有限位挡板(4)，限位挡板(4)外设有压力传感器(28)，压力传感器(28)的外侧与组合式锚具(C1)连接；低温筒(1)的另一端为滑孔(9)，与活塞式锚具(C2)配合密封；滑孔(9)的内侧设有保温层c(H3)，保温层c(H3)外放置活塞式锚具(C2)；滑孔(9)外为低温筒凸槽(22)，与撑脚(20)的凹槽相配合；所述的气体扩散管(5)，两端封闭，其一侧设有进气口(6)，与液氮进口(2)相对应，对侧对称设有多个气体扩散孔(7)，通过气体扩散孔(7)对进入低温筒(1)的液氮进行分散，实现低温筒(1)的内部温度的均匀；所述的限位挡板(4)、保温层b(H2)、保温层c(H3)、组合式锚具(C1)和活塞式锚具(C2)的中心留有过束孔(17)，用于穿过SMA；所述的张拉设备，包括撑脚(20)、千斤顶装置(21)、组合式锚具(C1)和活塞式锚具(C2)；组合式锚具(C1)和活塞式锚具(C2)分别用来锚固SMA的两端；所述的千斤顶装置(21)，包括千斤顶壳体和穿心式千斤顶拉杆(26)，千斤顶壳体的一端设有千斤顶凸槽(23)；所述的撑脚(20)为空心壳体，两端设有凹槽；所述的低温筒(1)、撑脚(20)和千斤顶装置(21)顺次连接，通过凹凸槽相互扣合成为同轴的整体，确保SMA的张拉对心；所述的穿心式千斤顶拉杆(26)通过撑脚(20)端部的凹槽插入撑脚(20)的内部，通过螺帽(24)与活塞式锚具(C2)的锚杯连接杆(25)相连，穿心式千斤顶拉杆(26)的另一端安装有位移传感器(27)；所述的活塞式锚具(C2)，包括活塞式锚具的底座(10)、锥片式锚具(11)、锚杯(12)、紧压式锚具(15)和锚杯连接杆(25)，活塞式锚具(C2)置于滑孔(9)内，活塞式锚具的底座(10)与保温层c(H3)相接触；所述的锥片式锚具(11)焊接在活塞式锚具的底座(10)上，锥片式锚具(11)内部设有锚孔(13)，锥片式锚具(11)的外壁为螺纹(16)，锥形的锚孔(13)的内部对称设有三个锥形夹片(14)，锥形夹片(14)的一端外壁与锚孔(13)的内壁相接触，另一端内壁在轴线处合拢并形成通孔，通孔供SMA穿过并锁紧；紧压式锚具(15)安装在锥片式锚具(11)的端部；所述的锚杯(12)罩在锥片式锚具(11)及紧压式锚具(15)的外部，锚杯(12)通过螺纹(16)与锥片式锚具(11)连接，锚杯(12)的顶部焊接有锚杯连接杆(25)；所述的紧压式锚具(15)，其一端与锥形夹片(14)相接触，紧压式锚具(15)中心设有过束孔(17)，紧压式锚具(15)的外壁上设有相互垂直的紧压螺母a(18)和紧压螺母b(19)，紧压螺母a(18)和紧压螺母b(19)与紧压式锚具(15)轴向中心线两两垂直，通过拧紧紧压螺母a(18)和紧压螺母b(19)，为锚固SMA提供压力，使SMA压紧；通过拧紧锚杯(12)，使锥片式锚具(11)与紧压式锚具(15)协同工作，使SMA的两端被可靠锚固，实现拉断而不滑移；所述的组合式锚具(C1)，安装在限位挡板(4)的外侧，用于锚固SMA的一端；组合式锚具(C1)与活塞式锚具(C2)的结构的区别在于，组合式锚具(C1)没有活塞式锚具的底座(10)和锚杯连接杆(25)；所述的传感器及采集设备，包括位移传感器(27)、压力传感器(28)和温度传感器(29)；所述的有位移传感器(27)安装在穿心式千斤顶拉杆(26)的一端，用于采集SMA伸长量或回缩量；所述的压力传感器(28)安装在限位挡板(4)的外侧，用于测量SMA张拉力；所述的温度传感器(29)置于温度传感器放置口(3)，用于测量低温容器(1)内的温度。