Криостат для механических испытаний образцов Советский патент 1982 года по МПК G01N3/18 

1

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к криостатам для механических испытаний.

По основному авт. ев, № известен криостат для механических испытаний образцов, содержащий расположенные последовательно один в другом три сосуда для хладагента, опорную трубу, установленную во внутренней сосуде, нагружающий шток, размещенный с зазором внутри опорной трубы, связанные с нагружающим штоком и опорной трубой захваты образца, измерительное устройство, связанное с нагружающим штоком, и уст-, ройство для вакуумирования внутреннего сосуда, выполненное в виде адсорбционного насоса, установленного в среднем сосуде и сообщенного с опорной трубой р .

Недостатком этого криостата является большой расход жидкого хладагента из-за теплопритоков по нагружаодему штоку и опорной трубе.

Цель изобретения - сокращение расхода жидкого хладагента.

Указанная цель достигается тем, что опорная труба выполнена из двух частей, связанных между собой разъемным соединением, криостат снабжен эластичной перегородкой, разделяющей полость опорной трубы на две части и размещенной выше адсорбционноJJJ го насоса, а верхняя часть полости опорной трубы сообщена со средним сосудом.

Кроме того, верхняя часть опорной трубы выполнена из материала, 5 теплопроводность которого ниже, чем теплопроводность материала нижней части опорной трубы.

Н чертеже изображен криостат для механических испытаний образцов. 20 Криостат содержит расположенные последовательно один в другом три сосуда для хладагента: внешний сосуд с жидким азотом .(не показан), средний сосуд 1 с жидким гелием- и 3 s внутренний сосуд 2 с жидким гелием-3, в котором установлена опорная труба с фланцем, выполненная из двух частей - верхней 3 и нижней , соеди ненных между собой разъемным соединением. Внутри опорной трубы размещен нагружающий шток 5. Опорная труба и нагружающий шток 5 связаны с захватами 6 и 7 образца 8, В сре)чнем сосуде 1 на опорной трубе смонтировано устройство для вакуумирования сосуда 2, выполненное в виде адсорбционного насоса 9, в котором в качестве рабочего вещества используется палладированный силикагель„ Насос 9 сообщен с опорной трубой, а через кольцевой зазор между опорной трубой и нагружающим штоком 5 - с сосудом -2, Для регулирования paбotы насоса 9 предусмотрен вентиль 10, управляемый установленной снаружи сосуда 1 рукоят кой 11. Сосуд 2 снабжен трубкой 12 дл подачи гелия-3, а сосуд 1 снабжен переливной трубкой 13 . Сосуд 2 закреплен на фланце И опорной трубы, а со суд 1 прикреплен к фланцу 15. На нагружающем штоке 5 снаружи среднего со суда 1 смонтировано измерительное уст ройство в виде динамометра 16, соединенного со штоком 1 нагружающего уст ройства (не показано), введенным в кр остат через крышку 18 Полость опорно трубы герметично разделена эластичной перегородкой 19, выполненной в виде сильфона или гибкой мембраны, на две части 20 и 21. Верхняя часть 20 полос ти через каналы 22 в опорной трубе со общена со средним сосудом 1 Верхняя часть 3 опорной трубы выполнена из ма териала с низким коэффициентом теплопроводности, например, из армированно го стеклопластика. В нижней части 4 опорной трубь имеются каналы 23, сообщающие нижнюю часть 21 полости с внутренним сосудом 2. Верхняя часть 20 полости сообщена с газгольдером (не показан) через паТрубок 24. Криостат работает следующим образом. Через Переливную трубку 13 заполняют жидким гелием-3 сосуд 1 и соединенную с ним через каналы 22 верхнюю часть 20 полости. s 4 Затем откачивают пары через патрубок 24, После достижения в сосуде 1 температуры л/ 1,5 К по трубке 12 сосуд 2 заполняют газообразным гелием-3, который в сосуде 2 конденсируется. По окончании конденсации гег лия-3 температура в сосуде 2 становится равной температуре в сосуде 1. Открывают низкотемпературный вентиль 10 и с помощью адсорбционного насоса 9 начинают откачку паров из сосуда 2. Регулируя при помощи рукоятки 11 сечение вентиля 10, изменяют скорость вакуумирования и достигают в сосуде 2 заданной температуры в интервале 1,5-0,4 К. При такой конструкции уменьшен теплоприток к жидкому гелию-4 по опорной трубе, так как ее верхняя часть 3 выполнена из материала с низкой теплопроводностьюо Кроме того, уходящие холодные пары гелия-4 непосредственно контактируют с верхней частью нагружающего штока 5 и охлаждают его до температуры жидкого гелия- Это позволяет уменьшить расход жидкого хладагента при испытаниях Формула изобретения 1. Криостат для механических испытаний образцов по авт, св. № 729i84, отличающийся Тем, чт9, с целью сокращения расхода хладагента, опорная труба выполнена из двух частей, связанных между собой разъемным соединением, криостат снабжен эластичной перегородкой, разделяющей полость опорной трубы на две части и размещенной выше адсорбционного насоса, а верхняя часть .полости опорной трубы сообщена со средним сосудом. 2. Криостат по п. 1, отличающийся тем, что верхняя часть опорной трубы выполнена из материала, теплопроводность которого ниже, чем теплопроводность материала нижней части опорной трубы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 729484, кл. G 01 N 3/18, 1978 (прототип).