Устройство для испытания материалов в условиях низких температур Советский патент 1980 года по МПК G01N3/18 

1

Изобретение относится к области криогенной техники, а именно, к устройствам для испытания, материалов при низких температурах.

Известно устройство для испытания материалов в условиях низких температур, Содержащее сосуд с жид КИМ хлсщагентом, размещенные в нем -держатель для крепления образца материала и охватывающий держатель термоизолирующий элемент, выполненный в виде тора с вакузмируемой полостью 11 .

Целью изобретения является уменьшение расхода хладагента.

Это достигается тем, что термоизолирующий элемент установлен с возможностью перемещения вдоль Держателя, а устройство снабжено датчиками погружения термоизолирующего элемента и хладагент и приводом термоизолирующего элемента, электрически связанным с датчиками погружения.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит корпус 1 со съемной крышкой 2, внутри которого размещен сосуд 3 Дьюара. В сосуде

размещен термойзолирующий элемент 4, выполненный в виде тора с вакуумируемой полостью, изготовленного из материала с высоким термическим сопротивлением (нержавеющая сталь, армированный стеклопластик, стекло, кварц и т.д.) Термоизолирующий элемент 4 прикреплен тонкимитермоизоляционными нитями 5- к стержням 6,

0 жестко связанным с подвижной в направлении оси термоизолирующего элемента втулкой 7.

в нижней части термоизолирующего элемента 4 размещены датчики 8 и 9

5 погружения, а втулка 7 снабжена электромеханическим приводом 1C, связанным электропроводами 11 через управляющий блок 12 с датчиками 8 и 9 погружения. Электромеханический

0 привод 10 связан винтовой передачей 13 с подвижной втулкой 7, которац смонтирована по подвижной посадке на хвостовике 14 крышки 2. Сосуд 3 Дьюара снабжен радиацион5ным экраном 15,, для охлаждения которого предна значена азотная ванна 16. Для заливки хладагента устройство снабжено трубкой 17. Корпус 1 герметично присоединен

0

крышке 2, имеющей вакуумированую полость а и уплотненной резиовой прокладкой 18. Термойзолирущая полость 6 радиационного экрана 15 откачана до среднего вакуума, а термоизолирующая полость-6 корпуса 1 откачана до высокого вакуума. В рабочей полости г сосуа 3 размещен прикрепленный к хвостовику 14 держатель 19, выполненнь1й из термоизоляционного материала и предназначенный для прикреления, к нему испытуемого образца 20. вакуумируемой плоскости д- элемена 4 помещен адсорбент 21 (цеолит, активированный уголь и т.д.), предназначенный для поглощения остаточных газов в полости Э , а также. газов, проникающих в эту полость через стенки термоизолирукщего элемента 4. ПЬдвижное соединение стерж- , ней 6 с крышкой герметизировано уплотнениями 22,

Устройство работает следующим образом..

Перед заливкой жидкого хладагента рабочая полость 2- откачивается до необходимого вакуума и заполняется газообразный хладагентом, а в ванну 16 заливается жидкий азот для охлаждения радиационного экрана и предварительного охлаждения масс, поме{ценных в,рабочую, полость 2 . Термоизолирующий элемент 4 находится в крайнем верхнем положении. Через трубку 17 в рабочую полость г заливается жидкий хладагент. Когда уровень жидкого хладагента достигает нижнего торца термоизолируклцего элемента 4, заливка прекращается, а пары хладагента проходят через малые зазоры междувнутренней стенкой сосуда 3 Дьюара, боковыми стенками термоизолирующегоfэлемента 4 и держателем 19. При этом происходит интенсивное охлаждение стенки сосуда 3 боковых стенок термйизолирующего элемента 4 и стержня до температур, близких к температуре Ж1эдкого хладагента, что обеспечивает ми нимальный приток тепла че15ез стенку 5осуда 3, боковые стенки термоизолирующего элемента 4 и держатель 19. В процессе испытаний уровень жидкости в рабочей полости z изменяется, датчики 8 и 9 погружения вырабатывают сигналы для управления приводом 10, который обеспечивает слежение за

уровнем жидкости в рабочей полости и обеспечивает постоянный контакт между днищем термоизолируюшего элемента 4 и поверхностью жидкости.Налчие термоизолирукядего элемента 4 об печивает существенное уменьшение интенсивности испарения и расхода жидкого хладагента за счет уменьшения величины площади его испарения, а так как термоизолирукщий элемент 4 обладает значительно большим термическим сопротивлением, чем столб газообразного хладагента, то достига ется наибольшее уменьшение подвода тепла через стенки элемента по сравнению с подводом тепла через столб газообразного хладагента.

Термоизолирующий элемент 4 может быть использован в качестве радиационного экрана. Для этого его поверхности подвергаются тщательной полировке. Кроме того, термоизолирукяций элемент 4 вместе с датчиками 8 и 9 погружения и подвижной втулкой 7 может быть использован также для контроля уровня жидкого хладагента, для чего хвостовик 14 снабжается отсчетной шкалой, а втулка 7 - указателем .уровня (на чертеже не показаны). . . 1 Таким образом, устройство позволяет значительно снизить расход жидкого хладагента при испытаниях.

Формула изобретения Устройство для испытания материалов в условиях низких температур, содержащее сосуд с жидким хладагентом, размещенные в нем держатель для крепления образца материала и охватывающий держатель термоизолирукщий элемент, выполненный в виде тора с вакуумируемой полостью, отличающеес я тем, что, с целью уменьшения расхода хладагента, термойзолирующий элемент установлен с возможностью перемещения Вдоль держателя, а устройство снабжено датчиками погружения термоизолирующего элемента в хладагент и приводом термоизолирующего элемента, электрически связанным с датчиками погружения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке 2554327/25-28, кл. G 01 N 3/18, 1977 (прототип).

20Ю

19