Устройство для температурного воздействия при исследовании образца Советский патент 1985 года по МПК F25D3/10 

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к устройствам, предназначенным для охлаждения объектов с использованием сжиженных газов Известна низкотемпературная установка для проведения испытаний образцов, содержащая душирующее устройство, размещенное в камере с испытуемым о бразцом, и сосуд Дьюара с жидким азотом l . Недостатком этой установки являеуся невозможность использования теплоты парообразования азота. Кроме того, уходящие из установки пары жидкого азота уносят с собой большое количество холода на низком температурном уровне. Известно устройство для температур ного воздействия при исследовании образца, содержащее устанойленные в корпусе с образцом душирующее устройство, струйный компрессор, сопло которого соединено с линией подачи сжатого воздуха, приемная камера сообщена с корпусом, а нагнетательная линия - с дущирующим устройством, сосуд Дьюара с трубопроводом для подачи хладагента 2j . Недостатками известной установки являются невозможность регулирования холодопроизводительности с целью проведения программных температурных испытаний и забивание сопла Лаваля в струйном компрессоре имеем при исполь зовании сетевого сжатого воздуха. Цель изобретения - повышение надежности и расширение диапазона создаваемых температур. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для температурного воздействия при исследовании образца, содержащее установленное в корпусе с образцом душирующее устройство струйньй компрессор , сопло которого соединено с линией подачи сжатого воздуха, приемная камера сообщена с корпусом, а нагнетательная линия - с душирующим устройством, сосуд Дьюара с трубопроводом для подачи хладагента снабжено циклоном, установленным на линии подачи сжатого воздуха перед струйным компрессором, при этом трубопровод для подачи хладагента из сосуда Дьюара подсоединен к нагнетатель ной линии после компрессора и имеет участок, выполненный в виде змеевика, размещенный в циклоне вокруг пинии подачи сжатого воздуха, причем на трубопроводе между змеевиком и нагнетательной линией и на линии подачи сжатого воздуха между циклоном и струйным компрессором установлены дроссельные вентили. На чертеже изображено устройство для температурного воздействия при исследовании образца. Устройство, содержит установленное в корпусе 1 с образцом душирующее . устройство 2, соединенное со струйным компрессором 3 нагнетательной линией 4, циклон 5 и сосуд Дьюара 6. Корпус 1 соединен по линии 7 низкого давления с приемной камерой 8 струйного компрессора 3 и с атмосферой. Циклон 5 установлен на линии 9 подачи сжатого воздуха (линия высокого давления) и связан таким образом с сои- лом 10 струйного компрессора 3. По парожидкостной линии 11 циклон 5 соединен с сосудом Дьюара бис нагнетательной линией 4.. Для подачи хладагента из сосуда Дьюара 6 предназначен парожидкостный трубопровод 11, второй конец которого подсоединен к нагнетательной линии 4. Участок его, размещенный в циклоне 5, выполнен в виде змеевика 12, охватывающего участок, проходящей через циклон 5 линии 9 подачи сжатого воздуха. На линии 9 подачи сжатого воздуха между циклоном 5 и компрессором 3 установлен дроссельный вентиль 13, а на парожидкостном трубопроводе t1 для подачи хладагента из сосуда Дьюара между змеевиком 12 и нагнетательной линией 4 струйного компрессора 3 установлен дроссельный вентиль 14. Устройство работает следующим образом. Сжатый воздух по.линии 9 (высокого давления) поступает в циклон 5, где омывает змеевик 12, внут1 и которого кипит жидкий азот, поступающий из сосуда Дьюара 6. Образуюпщйся на поверхности змеевика 12 иней сепарируется центробежной силой потока воздуха на кожух циклона 5. Затем под действием силы тяжести и поступательного движения воздуха иней перемещается в нижнюю часть циклона, откуда его можно периодически удалять. Таким образом, поверхность змеевика не покрывается сколько-нибудь значительным слоем инея, ухудшающим теплопередачу между воздухом и жидким азотом. Воздух омывая змеевик 12, охлаждается и осушается. Осушенный сжатый воздух через дроссельный вентиль 13, регулирующий его расход и давление, поступает в сопло 10 струйного компрессора 3. Расход испарившегося жидкого азота в змеевике 12 и тепловая нагрузка циклона 5 регулируются дроссельным вентилем 14. Поступающие по парожидкостному трубопроводу 11 азотный пар и воздух, после струйного компрессора 3 в нагнетательной линии 4 образуют азотовоздушную смесь, которая через душирующее устройство 2 поступает на охлаждение образца в корпус 1, после чего часть азотовоздушной смеси из корпуса 1 по линии 7 низкого давления через приемную камеру 8 струйного компрессора 3 возвращается в нагнетательную линию 4, а остаток выбрасывается в атмосферу.

При управляемом нагреве происходит плавное либо ctyneH4aToe закрытие дроссельного вентиля 14. В резултате уменьшается количество азотного пара, поступающего в нагнетательнутр линию 4 струйного компрессора, а также повышается температура сжатого во духа перед активным соплом 10 струйного компрессора- 3. Соответственно повьш ается температура конструкции внутри камеры.

Дроссельньй вентиль 13 служит для регулирования расхода сжатого воздуха, что необходимо при смене охлажда. емых, нагреваемых конструкций, имеющих разную массу, теплоемкость и

т.д.

Предлагаемое устройство позволяет обеспечить устойчивый режим HcnMTaliHu образцов материалов и элементов конструкций, используя в качестве источника энергии для нагнетателя энер-. гию сжатого воздуха. Осушка сжатого воздуха непосредственно в самом устройс-цве с помощью циклона 5 позволяет избавиться от применения дорогостоящих и громоздких стандартных блоков осушки. Устройство обеспечивает программные (регулируемые) температурные режимы испытаний объектов как при их нагреве, так и при охлаждении в диапазоне температур от 20 до-15СГС. Устройство конструктивно- просто, лег ко автоматизируется и может быть использовано в автоматизированных си«т стемах научных исследований для хладопрочностных испытаний элементов конструкций.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ ОБРАЗЦА, содержащее установленное в корпусе с образцом душирующее устройство, струйный компрессор, сопло которого соединено с линией подачи сжато-; го воздуха, приемная камера сообщена с корпусом, а нагнетательная линия с душирующим устройством, сосуд Дьюара с трубопроводом для подачи хладагента, отличающееся тем, что, с целью повышения его надежности и расширения диапазона создаваемых температур, оно снабжено циклоном, установленным на линии подачи сжатого воздуха перед струйн№1 компрессором, при этом трубопровод для подачи хладагента из сосуда Дьюара подсоединен к нагнетательной линии после компрессора и имеет участок, выполненный в виде змеевика, размещенный в циклоне вокруг линии подачи сжатого воздуха, причем на (Л трубопроводе между змеевиком и нагнетательной линией и на линии подачи сжатого воздуха между циклоном и струйным компрессором установлены дроссельные вентили.