[實用新型]高溫超導帶材力學實驗機的液氮自動控制補給裝置

有效

• 申請號: 201820651178.6
• 申請日: 2018-05-03
• 公開（公告）號: CN208298030U
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 趙勇;陳勇;陳偉;羊新勝
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G05D9/12
• 分類號: G05D9/12
• 代理公司: 成都博通專利事務所 51208
• 代理人: 陳樹明

本實用新型公開了一種高溫超導帶材力學實驗機的液氮自動控制補給裝置，其主要組成是:高溫超導帶材力學實驗機的帶材垂直驅動機構置于頂板上；敞口的杜瓦置于下底板上且位于帶材垂直驅動機構的正下方，下底板上還設置有封閉的補液杜瓦；補液管的進液口位于補液杜瓦的底部，出液口置于杜瓦內腔的上部；杜瓦的側面固定有聚四氟乙烯桿，超導體液位計固定于聚四氟乙烯桿的內側且不與杜瓦的內壁接觸；超導體液位計連接到液位控制器，同時液位控制器與加壓閥控制端相連，加壓閥固定于補液杜瓦頂部且閥口伸入補液杜瓦內。本實用新型能夠自動保證杜瓦中的液氮始終淹沒高溫超導帶材，實驗省時省力，實驗效率高，實驗成功率高，實驗結果可靠。

技術領域

本實用新型涉及一種用于高溫超導帶材力學實驗機的液氮自動控制補給裝置及其自動補液方法。

背景技術

高溫超導帶材的力學特性是決定高溫超導帶材使用性能的重要因素之一。在力學實驗機上測試超導帶材力學性能時，帶材垂直驅動機構需從垂直方向上對杜瓦腔內的高溫超導帶材進行垂向施力操作，因此杜瓦腔的頂部不能封口，杜瓦腔內的液氮會不斷揮發出去；從而實驗者在進行高溫超導帶材力學實驗的同時，要不斷查看杜瓦內的液氮高度，防止液氮的液位低于高溫超導帶材從而導致實驗失敗。尤其是在做高溫超導帶材力學疲勞特性實驗時，實驗周期長，工作量大，實驗人員需長時間觀測并隨時準備向杜瓦內加注液氮，費時費力；導致實驗效率低，實驗失敗率高，實驗結果不可靠。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種用于高溫超導帶材力學實驗機的液氮自動控制補給裝置，該裝置能夠在無人看守的狀態下，自動保證杜瓦中的液氮始終淹沒高溫超導帶材，使操作人員能夠專心實驗而不用關注杜瓦中的液氮揮發問題，省時省力，實驗效率高，實驗成功率高，實驗結果可靠。

本實用新型實現其目的所采用的技術方案是：一種用于高溫超導帶材力學實驗機的液氮自動控制補給裝置，其組成是；

下底板上面固定有四個立柱，立柱上部固定有頂板，高溫超導帶材力學實驗機的帶材垂直驅動機構置于頂板上；高溫超導帶材力學實驗機的敞口的杜瓦置于下底板上且位于帶材垂直驅動機構的正下方，帶材垂直驅動機構的驅動桿通過上夾具夾持杜瓦內的高溫超導帶材的上端，高溫超導帶材的下端通過下夾具夾持固定在杜瓦的底部；

所述的下底板上還設置有閉封的補液杜瓦，補液管的進液口伸入補液杜瓦并位于補液杜瓦的底部，補液管的出液口置于杜瓦內腔的上部；杜瓦的側面固定有聚四氟乙烯桿，超導體液位計固定于聚四氟乙烯桿的內側且不與杜瓦的內壁接觸；超導體液位計的輸出線連接到液位控制器的輸入信號端，同時液位控制器的輸出端通過導線與加壓閥控制端相連，加壓閥固定于補液杜瓦頂部且加壓閥閥口伸入補液杜瓦內；補液杜瓦的腔體上裝有安全閥。

本實用新型的使用方法是:

A、液氮的初始加注

根據實驗所用的高溫超導帶材長度，在液位控制器上設定最高、最低液面高度；啟動液位控制器，液位控制器讀取超導體液位計測出的當前杜瓦內的液氮液面高度；初始時液氮液面高度為0，小于設定的最低液面高度；液位控制器控制加壓閥動作、向補液杜瓦加壓，補液杜瓦腔體內的壓強增大，補液杜瓦的液氮在壓力作用下經由補液管流向杜瓦，實現對杜瓦的液氮加注；直至超導體液位計測出的杜瓦中液氮液面高度達到設定的最高液面高度，液位控制器控制加壓閥關閉，停止向杜瓦內加注液氮；

B、實驗中的液氮自動補給

B1、開啟高溫超導帶材力學實驗機對高溫超導帶材進行力學特性實驗；在實驗的同時，杜瓦液氮沸騰揮發，杜瓦中的液氮液面高度逐漸降低，當超導體液位計測出的液面高度值等于最低液氮液面高度時，進行B2步的操作；

B2、液位控制器控制加壓閥動作，向補液杜瓦加壓，補液杜瓦腔體內的壓強增大，補液杜瓦的液氮在壓力作用下經由補液管流向杜瓦，進行補液操作；直至超導體液位計測出的杜瓦中液氮液面高度達到設定的最高液面高度，液位控制器控制加壓閥關閉，停止向杜瓦內的補液操作；