Устройство для испытаний образцов материалов на морозостойкость Советский патент 1986 года по МПК G01N3/18 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для испытаний образцов материалов на морозостойкость.

Цель изобретения - повышение точности испытаний путем поддержания заданных температурных режимов по всему об ьему испытательной камеры и расширение технологических возможностей путем проведения испытаний как в газообразной, так и в жидкой среде, а также повышение точности испытаний путем интенсивного и равномерного перемепшвания жидкого хладагента.

На фиг. 1 изображено устройство для испытаний образцов .материалов .на морозостойкость; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (вид на верхний поддон с трубопроводами для ввода хладагента); на фиг. 3 --- разрез Б - Б ii;i фиг. 1 (вид на средство для Г1ереме1пивапия хладагента).

Устройство содержит вертикальную низкотемпературную испытательную камеру 1, в которой размешен экранирующий цилиндр 2, закрепленный на опорной площадке 3. Неподвижные захваты 4 для закрепления испытуемых образцов 5 закреплены на опорной площадке 3, а подвижные захваты 6, соединенные с тягами 7, введены в верхнюю часть камеры 1. На верхнем торце экранирующего цилиндра 2 один под другим размещены два кольцеобразных поддона 8 (нижний) и 9 (верхний), в которые введены трубопроводы 10 и 11 с соплами 12 и 13 для подачи хладагента (фиг. 2).

Отношение диаметра сопл 12 к внутреннему диаметру трубопроводов 10, размещенных в верхнем поддоне 9, составляет 0,05- 0,1, а отношение диаметра сопл 13 и внутреннему диаметру трубопроводов 11, размещенных в нижнем поддоне 8, составляет 0,125-0,2.

Внутренние стенки 14 поддонов 8 и 9 выполнены спло цными, а наружные стенки 15 - - с отверстия.ми 16, причем высота внутренних стенок 14 .меньше расстояния от оснований поддонов до отверстий 16. В нижней части камеры 1 на валу 17 закреплена крыльчатка 18. С наружной стороны экранирующего цилиндра 2 в камере 1 размещена вертикальная опора 19, на которой под нижним торцом экранирующего цилиндра 2 закреплено средство для пере.мещивания жидкого хладагента, выполненное в виде дугообразных патрубков 20 с отверстия.ми (не показаны), соо(5щенных с источником газообразного хладагента (не показан).

Устройство работает следующим образом.

Ис 1ытуемые образц ; 5 закрепляют в захватах 4 и 6, прикладывают предварительную нагрузку, фиксируют испытательную камеру и затем, в зависимости от заданного температурного диапазона, проводят охлаждение одним из следующих способов.

Для получения те.мператур) испытания приблизительно -150°С жидкий хладагент подают в пульсирующем режиме на нижний

кольцеобразный поддон 8 через трубопроводы И с соплами 13. Симметричное ргспо- ложение трубопроводов 11 с сопла.ми 13 в поддоне 8 (фиг. 2) обеспечивает равномерное распределение хладагента ло поддону 8. Для подачи жидкого хладагента примен55ют сопла с отношение.м их диаметра к внутреннему диаметру трубопровода 11, равным 0,125- 0,2. При истечении жидкого хладагента на поддон 8 происходит интенсивное испарение

хладагента, пары которого перетекают через внутреннюю стенку 14 поддона 8 в полость экранирующего цилиндра 2, так как высота стенки 14 меньп1е расстояния от основания поддона 8 до отверстий 16, выполненных во внешней стенке 15. Для обеспечения

- принудительного перемешивания паров хладагента включают привод (не показан) крыльчатки 18. Вращающаяся крыльчатка 18 обеспечивает циркуляцию паров хладагента 10 контуру от поверхности испарения

Q в полость экранирующего цилиндра 2, затем под нижним торцом экранирующего цилиндра 2 от центра к периферии, затем снаружи экранирующего цилиндра 2 вверх вдоль испытуемых образцов 5 к отверстиям 16 во внешней стенке 15 поддона 8, через которые

5 пары хладагента опять попадают в поддон 8, где они смешиваются с парами хладагента, испаряющегося с поверхности поддона 8, и опять направляются в полость экранирую- ц.1его цилиндра 2.

Для получения те.мпературы испытания

Q приблизительно -120°С пары хладагента подаются по соответствующим трубопроводам 10 в верхний поддон 9. Для подачи паров хладагента применяют сопла 12 с отноще- нием их диаметра к внутреннему диаметру трубопровода 10, равным 0,05-0,1. Создание циркуляции потока паров хладагента и под5 держание заданного температургюго режима осуществляется так же, как и в случае применения жидкой фазы хладагента. Разделение хладагента па жидкую и газообразную ф|азы при подаче в камеру 1 осуществляется за счет различной скорости подачи хладагента и различных соотнощений диаметров сопл 12 и 13 и внутренних диаметров трубопроводов 10 и 11. Д. гя получения температур испытания приблизительно -80°С в испытательную камеру 1 после закреп5 лепия в ней испьггуемых образцов 5 заливают этиловый спирт, а подачу хладагента осуществляют через трубопровод, разме- ще1тый внутри вертикальной опоры 19 (не показан), к которому присоединены два дугообразных патрубка 20 с отверстиями

0 (фиг. 3). Пары х;1адагента, проходя через жидкую среду (этиловый спирт), осуществляют ее интенсивное и равномерное перемешивание и охлаждение.

Пос.че достижения необходимого темпе- 5 ратурного режима осуществляют выдержку образцов в охлажденно.м этиловом спирте, пагружение их и фиксацию величины деформации.

0

Формула изобретения

1. Устройство для испытаний образцов материалов на морозостойкость, содержащее вертикальную низкотемпературную ис- пытательную камеру, средство для ввода хладагента в камеру и размещенные в камере экранирующий цилиндр, подвижные и неподвижные захваты для крепления испытуемых образцов и средство для перемешивания хладагента, отличающееся тем, что, с целью поБЫщения точности испытаний путем поддержания заданных температурных режимов по всему объему испытательной камеры и расширения технологических возможностей путем проведения испытаний как в газообразной, так и в жидкой среде, оно снабжено размещенными на верхнем торце экранирующего цилиндра один под другим двумя кольцеобразными поддонами, внутренние стенки которых вь полнены сплошными, а во внешних стенках имеются отверстия,

высота внутренних стенок меньше расстояния от оснований поддонов до отверстий, а средство для ввода хладагента выполнено в виде трубопроводов с соплами, размещенными в поддонах.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что отношение диаметра сопл, размещенных в верхнем поддоне, к внутреннему диаметру соответствующих трубопроводов составляет 0,05-0,1, а отношение диаметра сопл, размещенных з нижнем поддоне, к внутреннему диаметру соответствующих трубопроводов составляет 0,125-0,2

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения точности испытаний путем интенсивного и равномерного перемешивания жидкого хладагента, средство для перемешивания хладагента размещено под нижним торцом экранирующего цилиндра и выполнено в виде дугообразных патрубков с отверстиями, сообщенных с источником газообразного хладагента.

Хладагент

Фиг. г

5-6

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для испытания образцов материалов на морозостойкость, и позволяет повысить точность испытаний путем поддержания заданных температурных режимов по всему объему испытательной камеры (ИК) и расширить технологические возможности путем проведения испытаний как в газообразной, так и в жидкой среде, за счет создания равномерного циркулируюш.его вдоль ИК потока жидкого или газообразного хладагента. Устройство содержит размеш,енные в ИК экра- нируюший цилиндр, захваты для крепления образцов. На верхнем торце экранирующего цилиндра закреплены один под другим два кольцеобразных поддона, в наружных стенках которых выполнены отверстия, а сплошные внутренние стенки по высоте выполнены ниже уровня отверстий. Средство для подачи хладагента выполнено в виде размешенных в поддонах трубопроводов с соплами, отношение диаметров которых к внутреннему диаметру трубопроводов выбрано таким, чтобы обеспечить подачу жидкого хладагента в нижний поддон и газообразного хладагента - в верхний поддон. Средство для перемешивания жидкого хладагента выполнено в виде дугообразных патрубков с отверстиями, сообщенных с источником газообразного .хладагента, и размешено под нижним торцом экранирующего цилиндра. 2 3. п. ф-лы, 3 ил. Q (Л ND ГчЭ СО CD 4;

Редактор Е. Папп Заказ 2226/43

Составитель Г. Алехов

Техред И. ВересКорректор М. Самборская

Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4