Криостат для испытаний материалов на усталость Советский патент 1980 года по МПК F25D3/10 

Целью изобретения является повышение жесткости рабочей камеры криостата.

Поставленная цель достигается тем что каждая секция снабжена внешним и внутренним фланцами, соединенными герметично с ответными фланцами примыкающей секции, а внутренние фланцы соединены с внешними посредством дву коак-сиальных экранов и закрепленной между их торцами трубой, выполненной в виде кольца. Для снижения теплопритока к рабочей камере кольцевые трубы соединены трубопроводом с рабочей камерой и атмосферой.

На чертеже изображен предлагаемый криостат, разрез.

Криостат состоит из двух секций, каждая из которых имеет внешнюю 1 и внутреннюю 2 оболочки, снабженные соответственно внешним 3 и внутренним. 4 фланцами. Связь между фланцами осуществлена экранами 5 и б, на противоположных от фланцев торцах которых установлены кольцевые трубы 7. Внутренние полости кольцевых труб соединены с полостью, образованной внутренней оболочкой, трубками 8 и с атмосферой трубками 9. Внешняя 1 и внутрення 2 оболочки имеют отверстия в которые могут быть установлены стела iO для наблюдения за процессом испытаний, или, в случае использования криостата с другими испытатель-, ными машинами, введены рабочие органы испытательной машины. Сборка криостата производится путем попарного соединения внутренних и внешних фланцев. В качестве примера на чертеже показано соединение внутренних фланцев при помощи болтов 11, установка которых осуществляется через отверстия во внешней оболочке .,. После установки болтов отверстия -вакуумплотно: .закрываются крышками 12 и .закрытую полость вакуумирйют. Фланцы соадиняются герметично, что обеспечивается геометрией стыкующихся поверхностей и установкой уплотнителей. Заливка в рабочую камеру хладагента производится через трубку 13. Для улучшения условий охлаждения кольцевые трубы соединены с дополнительньпли радиационными экранами 14. Нагружающее устройство 15 устанавливается на внуреннем фланце криостата.

Работа криоста,та, как устройства для охлаждения и поддержания заданных условий испытаний материалов при криогенных температурах, заключается в следующем.

После сборки криостата и вакуумирования полостей между оболочками и экранами 5 и 6 и трубами 7 рабочую камеру заполняют жидким азотом, охладая находящиеся в ней устройства до температуры, близкой к температуре кипения азота. Затем откачивают пары азота и заливают в рабочую камеру

хладагент, который должен обеспечить рабочую температуру испытаний, например жидкий гелий. Пары хладагента, образующиеся при охлаждении рабочей камеры, а также выделяющиеся в процессе испытаний от тепла, возникающего при деформации образца, охлаждают трубу 7 и реакционные экраны 5, б и 14, после чего выводятся из криостата через трубки 8.

Подвеска рабочей камеры на коаксиальных экранах и кольцевых трубах, образующих вместе с внутренними и внешними фланцами замкнутую конструкцию, повышает прочность и жесткость крепления рабочей камеры, обеспечивает его надежную работу в условиях повышенных вибраций, позволяет помещать в криостат массивные детали и узлы испытательной машины, исключая при этом деформацию деталей криостата. Кольцевые трубы и соединенные с . ними и внутренними фланцами эк.раны 5 и 6 охлаждаются до температуры, близкой к температуре кипения жидкого хладагента, вследствие чего уменьшается теплоприток за счет теплопроводности. Равномерное распределение температуры внутри рабочей камеры значительно снижает теплоприток к хладагенту за счет конвективного теплообмена. Предлагаемый криостат может быть использован с различными испытательными машинами для испытаний материалов в широком диапазоне низких температур.

При сохранении полезного объема рабочей камеры конструкции криостата позволяет уменьшить его габариты по сравнению с габаритными размерами криостатов, применяемых в настоящее время. Секционное исполнение криостата обеспечивает удобство доступа к механизмам, помещенным в криостат, позволяет производить разборку криостата в условиях ограниченного пространства в направлении отсоединяемой секции.

Формула изобретения

1. Криостат для испытаний материалов на усталость, состоящий из разборных секций, образующих рабочую ка«еру и включающих внешние и внутренние оболочки и размещенные между ними охлаждаемые коаксиальные радиационные экраны с закрепленными на них трубами,отличающийся тем, что, с целью повышения жесткости рабочей камеры, каждая секция снабжена внешними и внутренними фланцами, соединенными.герметично с фланцами примыкающей секции, а внутренние фланцы соединены с внаанимн посредством двух экранов и закрепленной между их торцами трубой, выполненной в виде кольца.

2. Криостат поп. 1, отли чающий с я тем, что, с целью снижения теплопритока к рабочей камере, кольцевые трубы соединены с рабочей камерой и атмосферой, Источники информации, принйтые Г -млание при экспертизе

, 1. Авторское свидетельстйо 274442, кл. G 01 N 3/18, 1969.

2. Авторское свидетельство 237435, G 01 N 3/38, 1966.

3. Патент Англии 1365368, кл. F 4 Н; 1974 (прототип).