Термокриокамера для статических испытаний материалов Советский патент 1987 года по МПК F25D3/10 

131

мене образцов, Термокриокамера содержит цилиндрический корпус 1 с верхним 10 и нижним 9 основания с отверстиями для тяг 16 захватов 15 образцов, закрывающихся термоизоляционными крьшками 17. Термокриокамера вьтолнена разъемной в виде двух симметричных относительно продольной оси съемных частей. Верхнее и нижнее 10 и 9 основания термокриокамеры выполнены снаружи коническими и установлены соответственно в верхнюю и нижнюю кольцевые опоры 12 и 11, размещенные на разрывной машине, причем верхняя опора 12 вьтолнена с возмож

Изобретение относится к исследованию физических свойств материалов в температурном поле и может быть использовано в конструкциях разрывных машин с термостатами при испытаниях материалов.

Термокриокамера является составной частью испытательного комплекса и предназначена для создания заданного TjeMnepaTypHoro режима испытуемого материала в процессе исследования его механических свойств.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение безопасности работы при замене образцов путем создания быстросъемной конструкции термокриокамеры убираемой из машины в момент замены образца и легко монтируемой при испытаниях.

На чертеже изображена термокрио- камера, разрез.

Термокриокамера содержит цилиндрический корпус 1, в котором симметрично продольной оси размещен двустенны муфель 2, отделенньй от корпуса 1 внутренней теплоизоляцией 3„ Трек- секционная обмотка нагревателя 4 размещена на муфеле 2 и изолирована фарфоровыми бусами. Выполненная внутри муфеля 2 полость 5, закрытая в верхней части кольцевым распределителем 6 с штуцером 7 ввода хладагента, об- разует криокамеру. В нижней части. полости 5 расположен штуцер 8 вывода газа. Боковые поверхности нижнего 9 и верхнего 10 основания корпуса 1

ностью продольного перемещения вдоль направляющего кольца 13. Муфель 2 термокриоэлемента выполнен двустенным и его полость 5 образует крио- камеру, в верхней части которой расположен кольцевой- распределитель 6 хладагента. Термоизоляционные крьшки 17 вьшолнены в виде теплоизоляционных шайб 18, установленных с зазором между ними на тягах 16 захватов 15 образцов. Изобретение может быть использовано в рйзрьгоных машинах и приборах для температурных испытаний материалов (металлов и пластмасс). 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

термокриокамеры выполнены коническими. Нижнее основание 9 установлено на кольцевой опоре 11, внутренняя поверхность которого конгруэнтна бо-

ковой поверхности основания 9. Верхнее основание 10 установлено в кольцевой опоре 12, которая имеет возможность перемещения в вертикальном направлении вдоль направляющего кольца 13. Опора 12 выполнена аналогично опоре 11. Бращательное движение опоры 12 преобразуется в поступательное за счет перемещения штифта 14, запрессованного в нем, по винтовой ка- навке в направляющем кольце 13. Корпус 1 выполнен разъемным и содержит две съемные симметричные относитель- но продольной оси половины, соединяемые по плоскости, проходящей через

продольную ось. Учитывая интенсивный отвод тепла от концов образца за счет теплопроводности материала захватов 15 и тяг 16 и охлаждающее действие, оказываемое торцами термокриокамеры, на тягах 16 жестко закреплены термоизоляционные крьш1ки 17, состоящие из теплоизоляционных шайб 18 с воздушным зазором между ними. Тяги 16 установлены в отверстиях оснований 9

и 10. в нижней части корпуса 1 расположены выводы 19 нагревателя 4.

Работа термокриокамеры осуществляется следующим образом.

После установки испытуемого об- разда в захваты 15 гяг 16 обе половины корпуса 1 устанавливаются на

. 31

нижнее основание 9 и затем в отверстие кольцевой опоры 11, а сверху - в кольцевой опоре 12, которая при вращении получает продольное перемещение за счет движения штифта 14 по винтовой канавке направляющего кольца 13. Дпя испытания образца при высокой температуре на трехсекционные обмотки нагревателя 4 через выводы 19 подается напряжение питания. Передача тепла от разогретого муфеля 2 к образцу происходит за счет теплоизлучения. Для смены образца после испытания поворотом подвижной кольцевой опоры 12 обе половины тврмо- криокамеры освобождаются, после чего вручную поднимаются до выхода нижнего основания 9 из конического кольца 11 и убираются из машины.

Дпя испытания материала при отрицательных температурах хладагент (обычно жидкий азот) из сосуда Дюара через штуцер 7 ввода подается в кольцевой распределитель 6 и, просачиваясь через щель между ним и стенкой полости 5, испаряется, охлаждая муфель 2. Газ выводится наружу через штуцер 8 вывода. Дпя вьфавнивания температур по длине муфеля 2 может использоваться одна из обмоток нагревателя 4.

Преимущества термокриокамеры заключаются в повышении безопасности и удобства работы оператора при замене образца, так как съемная термо- криокамера не ограничивает зону действия оператора и исключает врзмож- ность получения ожогов рук о муфель термокриокамеры; значительно уменьшаются габариты термокриокамеры, так как ее размеры определяются не требованиями возможности безопасной работы оператора, а размерами испытуемого образца и захватов. Внутренний диаметр муфеля должен немного превышать размеры захватов, чтобы они не задевали за стенки муфеля, а длина муфеля определяется общей длиной захватов с образцами, так как при растяжении или разрыве образца исключен возможность удара о днище термокриокамеры за счет того, что отверстия

34

муфеля закрыты термоизоляционными крышками, расположенными на тягах и перемещающимися вместе с ними.

Бьшолнение криокамеры внутри полого муфеля позволяет уменьшить вес к наружньй диаметр термокриокамеры. Уменьшение внутренних размеров ryфe- ля и его объема позволяет снизить энергоёмкость термокриокамеры за счет

снижения тепловых потерь и вьгравни- вания температурного поля возле образца.

J5

Формула изобретения

1.Термокриокамера для статических испытаний материалов, содержащая цилиндрический корпус с внутренней теплоизоляцией с верхним и нижним

основаниями, в которых вьтолнены со- осно расположенные отверстия и размещены тяги с захватами образца ма.- териала, термоизоляционные крьш1ки, средства для .нагрева и охлаждения, содержащие соответственно муфель с обмоткой нагревателя и криокамеру с патрубками для подвода и отвода хладагента, отличающаяся тем, что, с целью повышения б.езопасности работы при замене образцов и упрощения конструкции, боковые поверхности верхнего и нижнего оснований выполнены коническими и размещены в кольцевых опорах, внутренние

поверхности которых конгруэнтны боковым поверхностям оснований, при этом кольцевая опора верхнего основания установлена с возможностью вертикального перемещения, муфель средства ДПЯ нагрева выполнен двустенным, полость между стенками которого образует криокамеру, и снабжен кольцевым распределителем хладагента, установленным в верхне- части криокамеры,

термоизоляционные крьшки жестко соединены с тягами, а корпус вьшолнен разъемным вдоль оси,

2.Термокриокамера по п.1, отличающаяся тем, что каждая

из термоизоляционных вьтолне- на в виде шайб, размещенных одна над другой с зазором.

Изобретение относится к области статических испытаний материалов (металлов и пластмасс) в температурном поле на ползучесть, релаксацию, теплостойкость и морозостойкость. Целью изобретения является уменьшение габаритов, снижение материалоемкости и энергоемкости термокамеры, улучшение , условий техники безопасности при за(Л со to ел 00 ГЗ