Термокриокамера для статических испытаний материалов

 

Изобретение относится к области статических испытаний материалов (металлов и пластмасс) в температурном поле на ползучесть, релаксацию, теплостойкость и морозостойкость. Целью изобретения является уменьшение габаритов , снижение материалоемкости и энергоемкости термокамеры, улучшение , условий техники безопасности при за (Л со to ел 00 ГЗ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„.SU,» 17253 (51)4 F 25 0 3 10

j г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABT0PCHOMV СОИДЕТЕГ}ЬСТВУ

)

t, )3!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ, (21) 3941367/31-13 (22) 06.08.85 (46) 15.06.87. Бюл. Р 22 (71) Ленинградский институт авиационного приборостроения (72) Ю.П.Деев, В.П.Дядькин, Ю.П.Лебедев и Л.B.Ñåìåíîâ (53) 621.515(088.8) (56) Лебедев Л.М. Машины и приборы для испытаний полимеров. M.: Машиностроение, 1967, с. 100. (54 ) TEPMOKPHOKANEPA ДЛЯ СТАТИЧЕСКИХ

ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к области статических испытаний материалов (металлов и пластмасс) в температурном поле на ползучесть, релаксацию, теплостойкость и морозостойкость. Целью изобретения является уменьшение габаритов, снижение материалоемкости и энергоемкости термокамеры, улучшение, условий техники безопасности при за131 7253 мене образцов. Термокриокамера содержит цилиндрический корпус 1 с верхним 10 и нижним 9 основаниями с отверстиями для тяг 16 захватов 15 образцов, закрывающихся термоизоляционными крышками 17. Термокриокамера выполнена разъемной в виде двух симметричных относительно продольной оси съемных частей. Верхнее и нижнее

10 и 9 основания термокриокамеры выполнены снаружи коническими и установлены соответственно в верхнюю и нижнюю кольцевые опоры 12 и 11, размещенные на разрывной машине, причем верхняя опора 12 выполнена с возможностью продольного перемещения вдоль направляющего кольца 13. Муфель 2 термокриоэлемента выполнен двустенным и его полость 5 образует криокамеру, в верхней части которой расположен кольцевой распределитель 6 хладагента. Термоиэоляционные крышки

17 выполнены в виде теплоизоляционных шайб 18, установленных с зазором между ними на тягах 16 захватов 15 образцов. Изобретение может быть использовано в разрывных машинах и приборах для температурных испытаний материалов (металлов и пластмасс) .

1 3 «II ф JIhl 1

Изобретение относится к исследованию физических свойств материалов в температурном поле и может быть использовано в конструкциях разрывных машин с термостатами при испытаниях материалов.

Термокриокамера является составной частью испытательного комплекса и предназначена для создания заданного температурного режима испытуемого материала в процессе исследования его механических свойств.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение безопасности работы нри замене образцов путем создания быстросъемной конструкции термокриокамеры убираемой иэ машины в момент замены образца и лег ко монтируемой при испытаниях.

На чертеже изображена термокриокамера, разрез.

Термокриокамера содержит цилиндрический корпус 1, в котором симметрично продольной оси размещен двустенный муфель 2, отделенный от корпуса 1 внутренней теплоиэоляцией 3. Трехсекционная обмотка нагревателя 4 размещена на муфеле 2 и изолирована фарфоровыми бусами. Выполненная внутри муфеля 2 полость 5, закрытая в верхней части кольцевым распределителем

6 с штуцером 7 ввода хладагента, об- . разует криокамеру. В нижней части полости 5 расположен штуцер 8 вывода газа. Боковые поверхности нижнего 9 и верхнего 10 основания корпуса 1

35 раэца в захваты 15 тяг 16 обе половины корпуса 1 устанавливаются на

f0

30 термокриокамеры выполнены коническими. Нижнее основание 9 установлено на кольцевой опоре 11, внутренняя поверхность которого конгруэнтна боковой поверхности основания 9. Верхнее основание 10 установлено в кольцевой опоре 12, которая имеет возможность перемещения в вертикальном направлении вдоль направляющего кольца 13, Опора 12 выполнена аналогично опоре 11. Вращательное движение опоры 12 преобразуется в поступательное эа счет перемещения штифта 14, запрессованного в нем, по винтовой канавке в направляющем кольце 13. Kqpnyc 1 выполнен разъемным и содержит две съемные симметричные относительно продольной оси половины, соединяемые по плоскости, проходящей через продольную ось. Учитывая интенсивный отвод тепла от концов образца эа счет теплопроводности материала захватов

15 и тяг 16 и охлаждающее действие, оказываемое торцами термокриокамеры, на тягах 16 жестко закреплены термоизоляционные крышки 17, состоящие из теплоизоляционных шайб 18 с воздушным зазором между ними. Тяги 16 установлены в отверстиях оснований 9 и 10. В нижней части корпуса 1 расположены выводы 19 нагревателя 4.

Работа термокриокамеры осуществляется следующим образом.

После установки испытуемого обВНИИПО Заказ 2410/35

Тираж 475

Подписное

Производств.-полиграф. пред-е, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 131 нижнее основание 9 и затем в отверстие кольцевой опоры 11, а сверху — в кольцевой опоре 12, которая при вращении получает продольное перемещение за счет движения штифта 14 по винтовой канавке направляющего кольца 13. Для испытания образца при высокой температуре на трехсекционные обмотки нагревателя 4 через выводы

19 подается напряжение питания, Передача тепла от разогретого муфеля 2 к образцу происходит за счет теплоизлучения. Для смены образца после испытания поворотом подвижной кольцевой опоры 12 обе половины термокриокамеры освобождаются, после чего вручную поднимаются до выхода нижнего основания 9 из конического кольца 11 и убираются из машины.

Для испытания материала при отрицательных температурах хладагент (обычно жидкий азот) из сосуда Дюара через штуцер 7 ввода подается в кольцевой распределитель 6 и, просачиваясь через щель между ним и стенкой полости 5, испаряется, охлаждая муфель 2. Газ выводится наружу через штуцер 8 вывода. Для выравнивания температур по длине муфеля 2 может использоваться одна иэ обмоток на гревателя 4.

Преимущества термокриокамеры заключаются в повышении безопасности и удобства работы оператора при замене образца, так как съемная термокриокамера не ограничивает зону действия оператора и исключает возможность получения ожогов рук о муфель термокриокамеры; значительно уменьшаются габариты термокриокамеры, так как ее размеры определяются не требованиями возможности безопасной рабаты оператора, а размерами испытуемого образца и захватов. Внутренний диаметр муфеля должен немного превышать размеры захватов, чтобы они не задевали за стенки муфеля, а длина муфеля определяется общей длиной захватов с образцами, так как при рас тяжении или разрыве образца исключена возможность удара о днище термокриокамеры за счет того, что отверстия

7253 4 муфеля закрыты термоизоляционными крышками, расположенными на тягах и перемещающимися вместе с ними.

Выполнение криокамеры внутри полого муфеля позволяет уменьшить вес и наружный диаметр термокриокамеры.

Уменьшение внутренних размеров муфеля и его объема позволяет снизить энергоемкость термокриокамеры за счет снижения тепловых потерь и вьравнивания температурного поля возле образца.

Формула изобретения

15 l . Термокриокамера для статических испытаний материалов, содержащая цилиндрический корпус с внутренней теплоизоляцией с верхним и нижним основаниями, в которых выполнены соосно расположенные отверстия и размещены тяги с захватами образца материала, термоизоляционные крышки, средства для,нагрева и охлаждения, содержащие соответственно муфель с обмоткой нагревателя и криокамеру с патрубками для подвода и отвода хладагента, отличающаяся тем, что, с целью повышения безопасности работы при замене образцов и упрощения конструкции, боковые поверхности верхнего и нижнего оснований выполнены коническими и размещены в кольцевых опорах, внутренние

35 поверхности которых конгруэнтны боковым поверхностям оснований, при этом кольцевая опора верхнего основания установлена с возможностью вертикального перемещения, муфель средства для нагрева выполнен двустенным, полость между стенками которого образует криокамеру, и снабжен кольцевым распределителем хладагента, установленным в верхней части криокамеры, 45 термоиэоляционные крышки жестко соединены с тягами, а корпус выполнен разъемным вдоль оси.

2. Термокриокамера по п.1, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что каждая из термоизоляционных крышек выполнена в виде шайб, размещенных одна над другой с зазором.