Установка для испытаний материалов при низких температурах Советский патент 1983 года по МПК G01N3/18 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установ кам для испытаний материалов при низких температурах. Известна установка для испытаний материалов при низких температурах содержащая вакуумную камеру, размещенные в ней захваты для крепления образца материала, защитный экран и охлаждающее устройство, выполненное в виде емкостей для хладагента с размещенными торцах теплопроводными элементами, предназначен ными для контактирования с образцом Ci . Недостатком известной установки является малая интенсивность охлаждения образца, что приводит к снижению качества испытаний. Целью изобретения является повышение качества испытаний путем ин тенсификации охлаждения образца. Поставленнаяцель достигается тем, что ус тановка для испытаний материалов при низких температурах содержащая вакуумную камеру, размещенные в ней захваты для крепления образца материала, защитный , экран и охлаждающее устройство, выполненное в виде емкостей для хлад (агента с размещенными на ихторцах теплопроводными элементами, предна наченными для контактирования с об разцом, снабжена охватывающими теп . лопроводные элементы и выступающими над ними cTeHKaNm, подпружиненными в направлении,перпендикулярном оси захватов, и мелкодисперсным теплопроводящим материалом , размещаемым npti испытании на теплопроводном эле менте в пространстве между стенками Причем теплопроводные элементы выполнены в виде магнитов, а мелкодисперсный теплопроводящий материал - ферромагнитным. На фиг. 1 изображена описываемая установка для испытаний материалов при низких температурах; на фиг. 2 теплопроводный элемент. Установка содержит вакуумную камеру 1, захваты 2 и 3 для крепления образца 4, полый защитный экран 5 с хладагентом и охлаждающее устрой 7тво, выполненное в виде емкостей 6и 7, которые подпружинены пружина ми 8, размещенными между теплоизоляционными пластинами 9 и 10. Таких охлаждающих устройств может быть несколько. Для подачи хладагента в емкости 6 и 7 предусмотрены гибкие трубопроводы 11. Емкость б закреплена на защитном экране 5, а-емкост 7на крышке 12 вакуумной камеры 1. На торцах емкостей б и 7 размещены теплопроводные элементы 13 и 14, на которых установлены стенки 15, подпружиненные в направлении, перпендикулярном оси захватов пружинами 1 На теплопроводных элементах 13 и 14 между стенками 15 размещен мелкодисперсный теплопроводящий материал 17, например мелкочашуйчатый графит или порошок металла. Размеры частиц порошка 5-30 мкм. В крышке 12 вакуумной кгилеры 1 имеется иллюминатор 18.. Для наблюдения за испытанием образца используют оптический прибор 19 и осветитель 20. Тяги 21 и 22 герметизированы посредством сильфонов 23. Установка работает следующим образом. На теплопроводные элементы 13 емкости б помещают мелкодисперсный теплопроводящий материал 17. Затем образец 4 с.нанесенными на его рабочей части реперныьвд точками размещают в вакуумной камере 1 на емкости 6 и закрепляют в захватах 2 и 3. На образце 4 в местах контакта его с теплопроводными элементами 14 емкости 7 помещают мелкодисперсный теплопроводящий материал 17, и вакуумную камеру 1 закрывают крышкой 12. Под действием усилия прижатия емкостей 6 и 7 с теплопроводными элементами 13 и 14 к образцу теплопроводящий материал 17 заполняют все микронеровностй, царапины, забоины и другие механические дефекты плоскостей образца 4 и теплопроводных элементов 13 и 14с При этом устраняется неплоскостность при KOHTakTe,4TO также существенно увеличивает площадь контакта. При прижатии емкостей б и 7 к образцу 4 каждая из .- стенок 15 теплопроводных элементов 13 и 14 в зависимости от количества мелкодисперсного теплопроводящего материала 17 перемещается в направлении, перпендикулярном оси захватов 2 и 3, удерживая мелкодисперсный теплопроводящий материал 17 в зоне их контакта с образцом 4. Если теплопроводные элементы 13 и 14 выполнены в виде магнитов, а мелкодисперсный теплопроводящий материал выбран ферромагнитным, последний будет удерживаться у теплопроводящих элементов 13 и 14, что позволяет их ориентировать в любом пространственном положении. Из вакуумной камеры 1 откамивают воздух и по трубопроводам 11 ПОДсЦОТ хладагент в защитный экран 5 и емкости б и 7. После охлаждения образца 4 производят нагружение образца. Наблюдение за реперными точками осуществляют с помощью прибора 19. Во время наблюдения включают осветитель 20 образца. После проведения испытаний и демонтажа деформированного образца 4 стенки 15 теплопроводных элементов 13 и 14 под действием пру-, жин 16 возвращаются в исходное положение.

При изменении в процессе деформирования геометрии образца 4, например его утонении или короблении из-за потери устойчивости, мелко дисперсный теплопроводящий материал 17 под действием усилия пружин 8 перераспределяется внутри стенок 15, вследствие чего площадь контакта

теплопроводных элементов 13 и 14 не изменится..,

Изобретение позвотяет улучшить теплообмен теплопроводяпшми элементами и образцом и повысить инTeiicHBHocTb охлаждения образца за счет увеличения площади контакта образца с теплопроводными элементами.

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ, содерясацая вакуумную камеру, размещенные в ней захваты для крепления образца материала, зайдитный экран и охлаждсцодее устройство, выполненное в виде емкостей для хладагента с . разм Ш11енны1101 на их торцах теплопро- водными элепентгиит; предназначенныго Ю 8 ми для контактирования с образцом, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества испытаний путем интенсификации охлаждения образца, она снабжена охватывающими теплопроводные зЛементы и выступающими над ними стенками, подпружиненными в направлении, перпендикулярном оси захватов, и мелкодисперсным теплопйэводятим материалом, размещаеким при испытании на теплопроврдном злементе в пространстве между стенками. 2. Установка по п. 1, о т л ичающаяся тем, что теплопроводные злементы выполнены в виде магнитов, а мелкодисперсный теплопроводящий материал - ферромагнитным. 3 S 9 Т7 Г 3 г.