一种用于高温疲劳试验的快速降温系统

1.本发明涉及高温疲劳试验技术领域，具体是涉及高温疲劳试验中的快速降温系统。


背景技术：

2.当进行200℃～800℃的高温疲劳试验时，由于高温炉的升温导致与之接触的夹具受到高温的影响，长时间的高温疲劳试验会导致夹具与水冷管长时间受热而导致损坏，所以需要一套有效的、能够用于高温疲劳试验的快速降温系统对夹具进行降温。


技术实现要素：

3.本发明意在提供一种用于高温疲劳试验的降温系统，能够对试验中的受热夹具进行快速降温，并且能够降低水冷管中的液体泄露引发的漏电风险，提高试验的安全性。
4.为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：
5.一种用于高温疲劳试验的降温系统，包括安装在疲劳试验机的上、下夹具上的多根金属细管，以及多层水管、冷水机和冷风机；
6.所述金属细管分别穿设于上、下夹具上，并与所述多层水管的最内层连通，所述金属细管、多层水管与冷水机形成供导热液流通的回路；
7.其中，多层水管上仅最内层水管与金属细管连通，并且多层水管上仅最内层水管中能供导热液流动；
8.冷水机能驱动导热液在所属回路中流动并对流入的导热液制冷；
9.所述风冷机的出风面积能覆盖所述上、下夹具。
10.进一步的，共有八根所述金属细管，其中四根设于在上夹具上，四根设于下夹具上，上夹具和下夹具上的金属细管的安装方式完全一致；
11.上夹具和下夹具上的金属细管均分为的两组，每组两根；
12.同组内的两根金属细管相互平行的设于同一水平面上，并位于上夹具或下夹具中轴线的两侧，且穿设在上夹具或下夹具上；
13.两组金属管位于不同的水平面，并且正交的摆放。
14.进一步的，共设两台所述冷水机，每台冷水机各自与上、下夹具上的不同的金属细管形成独立的供导热液流通的回路。
15.进一步的，每冷水机均与上夹具中的一组金属细管以及下夹具中的一组金属细管通过多段多层水管连通形成独立的供导热液流通的回路，并且该两组金属细管的摆放方向相同。
16.进一步的，所述多层水管包括层层套接的四层水管。
17.进一步的，所述多层水管的各层间留有缝隙。
18.进一步的，所述多层水管与所述金属细管连接处外包裹有石墨烯铜箔散热贴。
19.进一步的，所述金属细管的材质为不锈钢。
20.进一步的，所述导热液为绝缘导热液。
21.进一步的，包括上下设置两台所述冷风机，两台冷风机的出风方向分别正对所述上、下夹具。
22.上、下夹具装好试件后安装在疲劳试验机上进行疲劳试验，试件在高温炉中加热，试件位于高温炉的中央，高温炉加热到指定温度后保持该温度不变然后启动疲劳试验机进行高温疲劳试验。期间，夹具受热，热量传递至金属细管，金属细管的温度升高，通过多层水管中的导热液带走夹具上金属细管的热量，对夹具及金属细管进行水冷式降温。另外冷风机同时对上、下夹具实施风冷。
23.本发明通过采用风冷与水冷相结合的方式，对高温炉附近受热的夹具部分以及机器附近快速降温，并采用多层水管降低水冷管中液体泄漏的风险，能够对试验中的受热夹具进行快速降温，并且提高了试验的安全性。
24.在一些实施例中，贴在水管上的石墨烯铜箔散热贴能够将点热量转换为面热量，让热量更均匀分布在管面，有效降低水管泄露的风险。
25.在一些实施例中，系统包括两台冷水机，用于冷却多层水管中通过受热夹具后升温的绝缘导热液。绝缘导热液具有绝缘的特性，导热性能优异且不导电。
26.在一些实施例中，系统包括两台冷风机对疲劳试验机的上夹具与下夹具进行风冷式降温。
附图说明
27.图1为本发明实施例中安装在疲劳试验机上的用于高温疲劳试验的快速降温系统的结构示意图；
28.图2为本发明实施例中的多层水管的剖面结构示意图；
29.图3为本发明实施例中的上、下夹具上的不锈钢细管的安装结构示意图。
30.说明书附图中的附图标记包括：，上夹具1、下夹具2、不锈钢细管3、多层水管4、冷水机5、疲劳试验机6、上冷风机7、下冷风机8、高温炉9、石墨烯铜箔散热贴10、疲劳试验件11、内层水管12、绝缘导热液13。
具体实施方式
31.下面通过具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
32.如图1所示，本实施例中的用于高温疲劳试验的快速降温系统，安装在疲劳试验机6上，包括多根不锈钢细管3、多段多层水管4、冷水机5、上冷风机7以及下冷风机8。
33.本实施例采用了八根不锈钢细管3，其中四根不锈钢细管3装在上夹具1上，四根不锈钢细管3装在下夹具2上，上夹具1或下夹具2上不锈钢细管3的安装方式完全一致，具体如图2所示，上夹具1或下夹具2上的不锈钢细管3均分为的两组，每组两根；组内的两根不锈钢细管3相互平行的设于同一水平面上，并位于上夹具1或下夹具2中轴线的两侧，且穿设在上夹具1或下夹具2设置，于是不锈钢细管3位于上夹具1或下夹具2内的部分的整个外周面均和上夹具1或下夹具2接触；两组不锈钢细管位于不同的水平面，并且正交的摆放，从图2中可以看到，每组内的两跟不锈钢细管的一端通过一段多层水管4连通，而两跟不锈钢细管的另一端则分别接有一段多层水管4；如图3所示，多层水管4包括层层套接的四层水管，其中
内层水管12位于水管的最里面，各层水管之间都存在间隙，本实施例中，仅仅内层水管12与不锈钢细管3连通；内层水管12中的流通有绝缘导热液13，流通有绝缘导热液13流过夹具上的不锈钢细管3带走热量，吸收热量后升温的绝缘导热液再通过多层水管4流入冷水机5中降温后再流出，形成水冷循环，使夹具在高温疲劳试验时不会过热而影响试验。
34.如图1中所示，本实施例中设有两台冷水机5，而两台冷水机5、多段多层水管4以及各不锈钢细管3间的具体连通方式如下：图中左侧的冷水机5的出液端与上夹具1上的上层不锈钢细管3中的一根的一端连通，该不锈钢细管3的另一端与同组的不锈钢细管3连通，该同组的不锈钢细管3的出液端又连通至下夹具2上的下层不锈钢细管3中的一根的一端，，该不锈钢细管3的另一端与同组的不锈钢细管3连通，该同组的不锈钢细管3的出液端又连通至左侧的两台冷水机5的进液端；图中右侧的冷水机5、上夹具1上的下层不锈钢细管3以及下夹具1上的上层不锈钢细管3采用同样的方式连通，从图中还能看到，同一冷水机5所连接的不锈钢细管3的摆放方向相同。不锈钢细管与多层水管连接处的水管壁面上还包裹有石墨烯铜箔散热贴10，能够将点热量转换为面热量，让热量更均匀分布在管面，既保证散热又减低液体泄漏的风险。
35.如图1所示，降温系统还包括了两台冷风机，通过架子布置在机器的侧面并上下设置，其中上冷风机7的出风方向正对上夹具1，下冷风机8的出风方向正对下夹具2，可对疲劳试验机的上夹具1与下夹具2进行风冷式降温。
36.进行疲劳测试时，疲劳试验件11固定在上夹具1与下夹具2的中间，放置于高温炉9内，上夹具1与下夹具2的末端被疲劳试验机6的上下夹头夹住后通过疲劳试验机进行200℃～800℃高温环境下的疲劳试验。本系统通过采用风冷与水冷相结合的方式，对高温炉附近受热的夹具部分以及机器附近快速降温。所用导热液为绝缘导热液，该型导热液具有绝缘的特性，导热性能优异且不导电。多层水管能保证即使导热液从最内层水管中漏出，不会直接漏出至多层水管外；多层水管的另外一个作用是外层水管能够保护传输绝缘导热液的内层水管，当进行长寿命高温疲劳试验时，高温炉中的热量会持续性地散出到夹具附近的水管，热量首先到达外部的外层水管，当外层水管全都受到破坏后才会破坏最内层水管，外层水管对内层水管起到保护作用。上下设置的两台冷风机可对疲劳试验机的上夹具与下夹具同时进行风冷式降温。
37.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。