Устройство для нагрева цилиндрических трубчатых образцов Советский патент 1992 года по МПК G01N3/18 

Изобретение относится к средствам нагрева и может быть использовано при проведении испытаний трубчатых образцов.

Известное нагревательное устройство к установкам для механических испытаний выполнено в виде стержня - нагревателя из дисилицид молибдена, устанавливаемого внутри трубчатого образца. Нагреватель в установившемся тепловом режиме создает неравномерный нагрев образца вследствие конвективного процесса теплопередачи, а потому не обеспечивает точности воспроизведения температурного поля в образце. Использование в известном устройстве сменных теплоизоляционных вкладышей между образцом и захватами машины, а также подогрев головок образца для повышения точности воспроизведения температурного поля приводят к усложнению устройства.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является нагревательное устройство к установкам для механических испытаний, выполненное в виде цилиндрического нагревателя с винтовой наружной прорезью. для размещения нагревательного элемента. Шаг винтовой канавки определяет закон распределения температуры по длине образца.

Вследствие винтовой укладки нагревательного элемента излучение тепла нагревателем осуществляется по спирали, что приводит к возникновению неравномерности нагрева рабочей части образца и низкой точности воспроизведения температурных полей в образце.

Цель изобретения - повышение точности воспроизведения температурных полей в образце за счет регулирования зазора

между внутренней поверхностью образца и поверхностью нагревателя.

Повышение точности воспроизведения температурных полей в образце достигается за счет использования набора цилиндрических насадок, охватывающих нагреватель с возможностью их перемещения вдоль его оси. Перемещение насадки вдоль нагревателя позволяет изменять воздушный зазор по длине образца, а использование насадок выполненных с переходом на конус обеспечивает изменение ориентации излучающей поверхности.

На чертеже показана конструкция на- резательного устройства с насадками различной формы.

Нагревательное устройство для трубча- 1 ых образцов содержит цилиндрический нагреватель 1 с установленными на нем с возможностью продольного перемещения цилиндрическими насадками 2. Нагревательное устройство размещают соосно в полости образца 3.

Нагревательное устройство работает следующим образом.

Его устанавливают в гнездо захвата испытательной машины. Трубчатый образец надевают на нагреватель с зазором,закреп- ляют образец в захватах. Устанавливают термопары на рабочем участке образца. Осуществляют нагрев образца. Точность воспроизведения температурных полей в образце обеспечивается за счет подбора форм насадок и последующего перемещения насадок вдоль образца.

Пример. Устройство нагревательное для трубчатых образцов было использовано на испытательной машине УМЭ-10Т. В качестве образца использовался стандартный образец с наружным диаметром 23 мм, внутренним диаметром 20 мм и длиной рабочей части 60 мм. Наружный диаметр цилиндрического нагревателя из нержавеющей стали составлял 18 мм. На нагреватель последовательно в процессе достижения равномерного распределения температуры по длине образца надевались насадки в форме цилиндра или цилиндра с

конической частью, а также насадки разных форм. При этом внутренний диаметр всех насадок был равен 18 мм. Цилиндрическая насадка имела толщину стенки 0,5 мм, цилиндрическая насадка с конической частью имела толщину стенки 0,7 мм. Длина насадки 20 мм. Температура измерялась ХА-тер- мопарами (диаметр проволоки 0,2 мм). Термопары приваривались в трех точках на

рабочей части образца. Одна приваривалась в середине, две другие на расстоянии 15 мм от средней термопары, что соответствовало базе измерения деформаций 30 мм. Ток в нагревательном элементе при Т

350°С составлял 50А, а при Т 640°С 60А. Время разогрева 2+3 мин.

При использовании нагревательного устройства для нагрева вертикально расположенных трубчатых образцов наибольшую

точность воспроизведения температурного поля в образце обеспечивает использование цилиндроконической насадки в сочетании с установленной вверху нагревателя цилиндрической насадкой. При этом происходит общее выравнивание температур с достижением предельно малого градиента, равного 0,32 - 0,15% на базе 30 мм в диапазоне температур 300-650°С.

Значения температур в трех точках на

рабочей части образца при различных формах насадок приведены в таблице. Формула изобретения 1. Устройство для нагрева цилиндрических трубчатых образцов, содержащее цилиндрический нагреватель для соосного размещения в полости образца, отличающееся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения температурных полей в образце путем регулирования зазора между

внутренней поверхностью образца и поверхностью нагревателя, оно снабжено набором цилиндрических насадок, охватывающих нагреватель с возможностью их перемещения вдоль его оси.

5 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что наружная поверхность насадки в сторону торцов выполнена с переходом на конус.

Ч

Изобретение относится к средствам нагрева в испытательной технике для проведения механических испытаний и может быть испсльзовано для нагрева вертикально расположенных труБчатых образцов. Цель изобретения - повышение точности воспроизведения температурных полей в образце путем регулирования зазора между внутренней поверхностью образца и поверхностью нагревателя. Нагревательное устройство содержит цилиндрический нагреватель 1 и нагревательный элемент 2 с выводами 3, подключенными к источнику тока. Новым в устройстве является использование одной или двух насадок 4 цилиндрической и/или цилиндроконических форм, установленных на нагревательном элементе с возможностью осевого перемещения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.