Устройство для определения газопроницаемости при повышенных температурах Советский патент 1980 года по МПК G01N15/08 

1

Изобретение относится к технике контроля качества твердых материалов, в частности фольги, тонких пленок и тонкопленбчных композиций металлов, и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и других областях техники, где необходимо контролировать качество материала путем измерения его проницаемости.

Известно устройство для определения газопроницаемости твердых материалов 1, содержащее две смежные камеры, герметично разобщенные телом испытываемого образца, нагревательный элемент и элементы уплотнения. Нагревательный элемент представляет, собой электролампу с рефлектором и может обеспечить на образце температуру 50-150°, не более. Для герметизации системы использованы резиновые уплотнения.

Недостатком этой конструкции, является невозможность ее использования при более высоких температурах в циклическом режиме, так как система уплотнения не позволяет заменить резиновые уплотнения на металлические.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для

определения газопроницаемости листовых материалов при повышенных температурах 2, содержащее печь для нагрева образца, две трубы, одни концы которых служат для зажима заключенного в печь образца, а другие снабжены стяжными фланцами. Такая конструкция, хотя и позволяет измерять газопроницаемость при повышенных температурах, все же не обеспечивает надежной герметизации при циклическом нагреве и охлаждении. При нагреве всей системы предварительный натяг на фланцах и термическое расширение отдельных деталей компенсируется пластической (необратимой) деформацией уплотнения. Во время охлаждения, если не затягивать. дополнительно стяжные болты (шпильЕ 10 происходит разгерметизация системы или появление неконтролируемых утечек рабочего газа, что существенно снижает достоверность результатов исследований.

Целью изобретения является обеспечение надежной герметизации в широком интервале температур при циклическо.м нагреве и охлаждении.

При повышенной температуре термическое расширение образца и других деталей системы компенсируется деформацией (обратимой) одного из стяжных фланцев. После охлаждения системы упругодеформирующийся фланец осуществляет необходимую нагрузку на образец, не доцуская при этом разгерметизации системы и появления неконтролируемых утечек рабочего газа. На чертеже представлено предлагаемое устройство, содержащее испытуемый материал 1, нагревательный элемент 2, две трубы 3 и 4, стяжные фланцы 5 и 6, три стяжные щпильки 7, сменные кольца 8 и 9 и уплотнение 10. Упругодеформирующийся фланец 5 изготовлен из стали Х18Н9Т, его диаметр 280, толщина 8 мм. Прогиб фланца в результате упругой деформации составил h 3 мм. Поскольку концы труб 3 и 4 постоянно находятся в зоне повышенной температуры с целью экономии материала и удобства смены образцов целесообразно выполнить эти трубы составными, снабдив их сменными кольцами 8, 9. Устройство работает следующим образом. Испытуемый материал в виде тонкой пленки или фольги закрепляют между кольцами 8, 9, вставляют между трубами 3, 4 и герметизируют с помощью уплотнений 10, стяжных фланцев 5, 6 и стяжных шпилек 7. В результате нагрева испытуемого материала 1 с помощью электроннолучевого источника 2 энергии сменные кольца 8 и 9, уплотнения 10 и трубки 3, 4 испытывают термическое расщирение. Упругодеформируемый стяжной фланец 5 компенсирует термическое расширение и обеспечивает постоянную нагрузку на уплотнении при изменении температуры. Применение изобретения позволяет обеспечить надежную герметизацию испытуемого материала в широком интервале температур и при циклическом нагреве и охлаждении. Надежность герметизации способствует повышению достоверности исследований, так как уменьшает вероятность появления неконтролируемых утечек рабочего газа. Применение устройства позволило провести определение газопроницаемости в интервале 20-900°С, выполнив при этом 20-30 циклов. Формула изобретения Устройство для определения газопроницаемости при повышенных температурах, содержащее нагревательный элемент и две трубы, концы которых .с одной стороны снабжены сменными кольцами из термостойкого материала для зажима испытуемого образца, а с другой снабжены стяжными фланцами, отличающееся тем, что, с целью обеспечения надежной герметизации в широком интервале температур при циклическом нагреве и охлаждении, один из стяжных фланцев выполнен с возможностью упругой деформации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 184499, кл. G 01 N 15/08, 1965. 2.Авторское свидетельство СССР № 169846, кл. G 01 N 15/08, 1964 (прототип).