ТЕРМОКАМЕРА ДЛЯ ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ МАШИН Российский патент 1997 года по МПК G01N3/18 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а более конкретно к приборам для создания требуемых температурных режимов образцов материалов при их механических испытаниях.

Известен температурный кабинет фирмы "Jnstron" к испытательной модели 1122, содержащий корпус с дверцей, узел вентилятора, электрические нагреватели, ввод для подачи хладагента и термоэлектрические преобразователи. Рабочий объем кабинета не герметизирован, вследствие чего кабинет непригоден для испытаний образцов, выделяющих при нагревании вредные компоненты.

Известен температурный кабинет, модель 1455 фирмы "Zwick", аналогичный кабинету фирмы "Jnstron", но имеющий дополнительный негерметизированный ввод для датчика перемещения. Кабинет непригоден для испытаний образцов, выделяющих при нагревании вредные компоненты.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является термокриокамера 651 серии фирмы MTS, содержащая корпус с герметизирующей дверцей, узел вентилятора, электрические нагреватели, ввод для подачи хладагента и термоэлектрические преобразователи. Вводы верхнего и нижнего захватов, хладагента и нагревателя негерметизированы. Таким образом, горячий объем камеры не изолирован от внешней среды. Это приводит к повышению мощности нагревателей. Камера непригодна для испытаний образцов, выделяющих при нагревании вредные компоненты.

Перед авторами изобретения была поставлена задача расширить технические возможности камеры за счет испытания образцов, выделяющих вредные компоненты, и снизить потребляемую термокриокамерой мощность за счет герметической изоляции горячего объема от внешней среды.

Для этого в термокриокамеру для испытательных машин, содержащую корпус с герметизирующей дверцей, узел вентилятора, электрические нагреватели, ввод для подачи хладагента и термоэлектрические преобразователи, введены основной воздуховод с герметичным клапаном и фланцем, дополнительный воздуховод, внешний кожух, образующий продуваемый воздушный зазор с корпусом, водяные радиаторы, установленные на узлах захватов и вентилятора, а вводы захватов, хладагента, термоэлектрических преобразователей, узла вентилятора и нагревателя выполнены герметичными и дополнительный воздуховод подсоединен к основному со стороны выходного отверстия герметичного клапана. Ввод верхнего захвата герметизируется сильфоном, нижнего захвата резиновым чулком, вводы хладагента и нагревателей термостойким уплотнителем, остальные элементы - резиновыми уплотнителями. Температура вводов захватов и узла вентилятора стабилизируется водяными радиаторами; остальных вводов за счет обдува воздухом в пространстве между корпусом и кожухом Благодаря наличию герметичного клапана горячий объем камеры изолируется от внешней среды. Это приводит к снижению потребляемой мощности. Воздуховод для удаления продуктов выделения образцов (основной воздуховод) и внешний кожух с дополнительным воздуховодом препятствуют попаданию продуктов выделения во внешнюю среду даже при открытой дверце камеры за счет разности давлений во внешней среде и камере. Кожух обеспечивает также защиту внешней поверхности корпуса камеры от нагрева.

Схема термокриокамеры представлена на фиг. 1 и 2.

Термокриокамера содержит корпус 1, дверцу 2 с теплоизолирующей прокладкой 3 и герметизирующей прокладкой 4, осветительной лампой 5, окном с термостойкими стеклами 6, обеспечивающим наблюдение за рабочим объектом камеры, узел вентилятора 7, включающий в себя вентилятор 8, вал 9, муфту 10, радиатор 11 с водяным охлаждением и электродвигатель 12. В состав термокриокамеры входят электрические нагреватели 13, два ввода 14 для подачи хладагента, термоэлектрические преобразователи 15, сильфон 16 с водяным радиатором 17, резиновый чулок 18, термостойкие уплотнители 19, герметизирующие вводы термоэлектрических преобразователей и ввод подачи хладагента, воздуховод 20 для удаления продуктов выделения образцов при их нагреве, выполненный в виде трубопровода, герметичного клапана 21 и фланца 22 для подключения воздуховода к внешней вентиляционной системе, внешний кожух 23, образующий воздушный зазор с корпусом, дополнительный воздуховод 24, подсоединенный к основному воздуховоду 20 со стороны выходного отверстия герметичного клапана 21, водяной радиатор 25, стабилизирующий температуру ввода нижнего захвата.

Термокриокамера крепится в рабочее пространство испытательной машины 26 с помощью направляющих 27 и 28 и стойки 29.

Термокриокамера работает следующим образом. Образец материала помещают между тягами испытательной машины в рабочее пространство камеры. Закрывают дверцу камеры и открывают герметичный клапан 21. Через фланец 22, подключенный к внешней вентиляционной системе, создают в рабочем пространстве камеры давление ниже, чем в окружающей среде. Закрывают клапан 21. Проводят нагрев образца, активно перемешивая горячий воздух с помощью вентилятора. При этом едкие запахи и вредные компоненты выделяемые образцом, благодаря герметичности объема камеры, не проникают в окружающую среду. Радиаторы 11, 17, 25 с водяным охлаждением стабилизируют температуру вводов захватов и узла вентилятора. Внешний кожух 23 с дополнительным воздуховодом 24 обеспечивают постоянное обтекание воздушным потоком корпуса камеры, что также препятствует попаданию вредных компонентов в окружающую среду и стабилизируют температуру вводов захватов, хладагента, термоэлектрических преобразователей, нагревателей, поверхности корпуса камеры. Нагрев образец до заданной температуры проводят его испытание. Затем открывают клапан 21 и дверцу и проводят смену воздуха в камере и образца.

Область использования: в испытательной технике, при испытаниях в условиях высоких и низких температур. Сущность: термокриокамера содержит основной воздуховод, с герметичным клапаном и фланцем, дополнительный воздуховод, внешний кожух, водяные радиаторы, термоэлектрические преобразователи, нагреватели. Кожух с корпусом камеры образует продуваемый воздушный зазор, связанный с вентиляционной системой посредством дополнительного воздуховода и способствующего уносу вредных компонент, выделяющихся при нагреве или охлаждении образца, находящегося в камере 2 ил.

Термокриокамера для испытательных машин, содержащая корпус с герметизирующей дверцей, узел вентилятора, электрические нагреватели, вводя для подачи хладагента и термоэлектрические преобразователи, отличающаяся тем, что она содержит основной воздуховод с герметичным клапаном и фланцем и дополнительный воздуховод, внешний кожух, образующий продуваемый воздушный зазор с корпусом, водяные радиаторы, установленные на узлах захватов и вентилятора, причем вводы захватов, хладагента, термических преобразователей, узлы вентилятора и нагревателей выполнены герметичными, а дополнительный воздуховод подсоединен к основному со стороны выходного отверстия герметичного клапана.