Устройство для испытания изделий на термическую усталость Советский патент 1992 года по МПК G01N3/60 

fe

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Цель изобретения - повышение точности путем интенсификации конвективного теплообмена. На камеру охлаждения устанавливается камера 2 нагрева с контейнером 4 для изделий, установленного с возможностью перемещения из одной камеры в другую. Концентрично контейнеру установлен стакан 13с нагревателем 3. А во фланце 14, разделяющем камеры выполнена перфорация. Конвективный поток, создаваемый за счет разности давлений в камере нагрева и охлаждения поступает через перфорацию во фланце 14 обтекает стакан 13 и равномерно изменяет температуру изделий. 2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для проведения испытаний изделий на термостойкость.

Известно устройство для термических испытаний, содержащее камеру для размещения испытуемого объекта и систему подачи горячего или холодного воздуха в камеру.

Недостатком указанного устройства является низкая эффективность испытаний, т.к. в одну и ту же камеру поочередно накачивают холодный и горячий воздух и, следовательно, затруднительно обеспечить резкий переход от более высоких температур к низким.

Наиболее близким аналогом - прототипом устройства является устройство для испытаний изделий на термоусталость, содержащее станину и установленную на ней камеру охлаждения с жидким криопро- (

дуктом, камеру нагрева с электронагревате- лем, размещенным на внутренней поверхности теплоизолирующего корпуса, контейнер для изделий и механизм перемещения его из камеры в камеру.

Недостатком данного устройства явля ется размещение электронагревателя на внутренней поверхности теплоизолирующего корпуса, что снижает интенсивность нагрева изделий и приводит к увеличению продолжительности общего времени термоцикла. Кроме того, вследствие отсутствия циркуляции газа в камере нагрева, испытуемые изделия в разных частях камеры нагреваются до разной температуры (перепад температур может достигать 7 К), что снижает достоверность результатов испытаний.

Целью изобретения является повышение эффективности и достоверности испытаний.

1

О

ю

00

Јь

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для испытаний изделий изделий на термоусталость, содержащем соосно установленные друг под другом камеры охлаждения и нагрева с теплоизолирующим корпусом, верхней и нижней крышкой, снабженную электронагревателем, камеру нагрева снабжают диэлектрическим, например керамическим стаканом, закрепленным на нижней крышке соосно с контейнером, а электронагреватель располагают на внешней поверхности стакана. Фланец нижней крышки камеры нагрева снабжают перфорацией, через которую внутренний объем стакана сообщается с объемом, образованным стаканом и корпусом.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - продольное сечение камеры нагрева.

Устройство содержит камеру охлаждения 1, например, выполненную в виде сосуда Дыоара, соосно установленную над ней камеру нагрева 2 с нагревательным элементом 3, контейнер для изделий 4, подвешен- ный к штоку 5, который связан с механизмом перемещения 6 штока с помощью реверсивного двигателя 7. (Система концевых выключателей, контактных устройств, блок управления и автоматики на фиг.1 не показаны).

Камера нагрева 2 имеет наружный 8 и внутренний 9 кожухи, закрытые верхней 10 и нижней 11 крышками. Пространство между наружным и внутренним кожухами заполнено теплоизоляцией 12. Во внутреннем объеме камеры нагрева 2 расположен диэлектрический, например, керамический стакан 13, на котором укреплен нагрЪва- тельный элемент 3.

Керамический стакан 13 вставлен в кольцевую выточку нижнего фланца 14, который подвешен на винтах 15, ввернутых в нижнюю крышку 11 и проходящих через пазы 16. Для протекания газа через нижний фланец в нем имеется перфорация 17.

Электропитание нагревателя 3 производится через клеммы 18 и 19, расположенные на нижнем фланце 14. Клеммы изолированы от фланца с помощью втулки 20 из диэлектрика.

Устройство работает следующим образом.

С помощью электродвигателя 7 и механизма перемещения 6 контейнер 4 с изделиями перемещается во внутренний объем камеры нагрева 2 из сосуда Дьюара 1. Газ, находящийся во внутреннем объеме, нагревается от электронагревателя 3. Нагретый газ поднимается в верхнюю часть камеры 2 и отдает свое тепло контейнеру 4 с изделиями, после чего газ, охлаждаясь, опускается вниз. Достигнув нижней части камеры нагрева 2 охладившийся газ поступает в отверстия 17 нижнего фланца за счет

естественной разницы давлений между нагретым и холодным потоками газа. Затем процессы изменения температуры и движения газа повторяются. В результате этого нагрев контейнера 4 с изделиями происходит более интенсивно за счет непосредственного контакта газа с поверхностью электронагревателя 3 и увеличения скорости циркуляции газа во внутреннем объеме керамического стакана 13. По достижении

заданной температуры блок управления выключает механизм передвижения 6, который опускает контейнер 4 с изделиями в камеру охлаждения 1. После установления требуемой температуры охлаждения включается механизм перемещения 6 и поднимает контейнер 4 вверх, затем цикл повторяется.

При необходимости замены электронагревателя 3 камеры нагрева 2 вместе с механизмом перемещения 6 и контейнером 4 снимается с камеры охлаждения 1. Отвинчивается гайка 21 и от клемм 18 и 19 отсоединяются провода 22. Затем, нижний фланец 14 слегка поворачивается в прорезях 16 по

часовой стрелке и свободно снимается с винтов 15 при попадании головок винтов в часть прорезей с диаметром большим, чем головки винтов. Заодно с нижним фланцем снимается и керамический стакан 13с электронагревателем 3. Эти операции дают возможность быстро осуществить демонтаж электронагревателя 3 и заменить его новым.

Таким образом, введение в устройство

керамического стакана с расположенным на нем электронагревателем обеспечивает непосредственный контакт поверхности нагревателя с газом, находящимся в кольцевом пространстве, а наличие перфорации в нижнем фланце на котором располагается керамический стакан и отсутствие перекрытия в верхнем сечении кольцевого пространства обеспечивает повышенную циркуляцию газа между кольцевым пространством и внутренним объемом камеры. Данное конструктивное выполнение устройства позволяет повысить эффективность испытаний, т.к. обеспечивается более быстрое достижение необходимой температуры в камере нагрева, чем в известных камерах, и кроме того, обеспечивается повышение достоверности измерений, т.к. за счет циркуляции газа достигается равномерность температуры во всем испытательном объеме камеры нагрева.

Формула изобретения

Устройство для испытания изделия на термическую усталость, содержащее соос- но установленные теплоизолированные камеру нагрева, камеру охлаждения, соединенные друг с другом посредством фланца с центральным отверстием и контейнер для изделий с механизмом его переФи.1

Редактор

Составитель В.Лазарева Техред М.Моргентал

мещения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности путем интенсификации конвективного теплообмена, оно снабжено установленным соосно контейнеру и выполненным из теплоизолированного материала стаканом с электронагревателем, установленным на его боковой поверхности, а фланец выполнен с перфорацией на торцах.

риг. 2

Корректор Н.Ревская