Устройство для испытания материалов в условиях низких температур

 

ОП

ИЗОБРЕТЕНИЯ i»728039

Союз Советских

Социалистичесних

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 190978 (21) 2664589/25-28 с присоединением заявки ¹â€” (51)М. Кл.

С 01 Ы 3/18 (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано150480, Бюллетень ¹14 (5З) Уд 620. 171. 32 (088. 8) Дата опубликования описания 1504.80

Е.М.Медведев, В. Я. Ильичев, В. К.Чернецкий и И.Д.Абушенкон (72) Авторы изобретения

Физико-технический институт низких температур

AH Украинской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ

В УСЛОВИЯХ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР

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 жидким хладагентом, размещенные в нем держатель для крепления образца материала и охватывающий держатель термоизолирующий элемент, выполненный в виде тора с вакуфмируемой полостью (1). Целью изобретения является уменьшение расхода хладагента.

Это достигается тем, что термо1 золирующий элемент установлен с озможностью перемещения вдоль держателя, à ycтройство снабжено датчиками погружения термоизолирующего элемента н хладагент и приводом термоизолирующего элемента, электрически связанным с датчиками

--погружения.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит корпус 1 со съемной крышкой 2, ннутри которого размещен сосуд 3 Дьюара. В сосуде размещен термойзолирующий элемент 4, ныполненный н 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 тонкими термоиэоляционными нитями 5 к стержням 6, жестко связанным с подвижной н направлении оси термоизолирующего элемента втулкой 7.

В нижней части термоизолирующего элемента 4 размещены датчики 8 и 9 .погружения, а нтулка 7 снабжена электромеханическим приводом 10, связанным электропроводами 11 через управляющий блок 12 с датчиками 8 и

20 9 погружения. Электромеханический привод 10 связан нинтовой передачей 13 с подвижной втулкой 7, котоpaq смонтирована по подвижной посадке на хвостовике 14 крышки 2.

25 Сосуд 3 Дьюара снабжен радиационным экраном 15, для охлаждения которого предназначена азотная ванна 16. Для заливки хладагента устройство снабжено трубкой 17.

3() Корпус 1 герметично присоединен

728039 к крышке 2, имеющей вакуумированную полость о и уплотненной резиновой прокладкой 18. Термоизолирующая полость б радиационного экрана 15 откачана до среднего вакуума, а термоизолирующая полость 8 корпуса 1 откачана до высокого вакуума. В рабочей полости 2 сосуда 3 размещен йрикрепленный к хвостовику 14 держатель 19, выпол ненный из термоизоляционного материала и предназначенный для прикрепления к нему испытуемого образца 20.

В вакуумируемой плоскости Д. элемента 4 помещен адсорбент 21 (цеолит, активированный уголь и т.д.), предназначенный для поглощения остаточ- 15 ных газов в полости 3, а также. газов, проникающих в эту полость через стенки термоизолирукщего элемента 4. Подвижное соединение стерж-- -----.ней б с крышкой герметизировано 20 уплотнениями 22.

Устройство работает следующим образом.

Перед заливкой жидкого хлацагента рабочая полость 2, откачивается до необходимого вакуума и заполняется газообразным хладагйнтом, а в ванну 16 заливается жидкий азот для охлаждения радиационного экрана и предварительного охлаждения масс, поме4енных в. рабочую, полость 2 . Термоизолирующий элемент 4 находится в крайнем верхнем положении. Через трубку 17 в рабочую полость заливается жидкий хладагент. Когда уровень жидкого хладагента достигает нижнего торца термоиэолирующего элемента 4, заливка прекращается, а пары хладагента проходят через малые зазоры между внутренней стенкой сосуда 3 Дьюара, боковыми стенками 40 термоизолирующего,элемента 4 и держателем 19 ° При этом происходит интенсивное охлаждение стенки сосуда 3 боковых стенок термоизолирующего эле.мента 4 и стержня до температур, близких к температуре жидкого хладагента, что обеспечивает минимальный приток тепла через стенку сосуда 3, боковые стенки термоизолирующего элемента 4 и держатель Х9. B процес- ® се испытаний уровень жидкости в рабочей полости изменяется, датчики 8 и 9 погружения вырабатывают сигналы для управления приводом 10, котЬрый обеспечивает слежение за уровнем жидкости в рабочей полости и обеспечивает постоянный контакт между днищем термоизолируюшего элемента 4 и поверхностью жидкости.Наличие термоиэолирующего элемента 4 обеспечивает 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 достигается 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, термоизолирующий 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).

Таким образом, устройство позволяет значительно снизить расход жидкого хладагента при испытаниях.

Формула изобретения

Устройство для испытания материалов в условнях 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, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения расхода хладагента, термоизолирующий 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 Р 2554327/25-28, кл. G N 3/18, 1977 (прототип).

728039

Состав итедь Г. Алехов

Редактор Е.Зубиетова Техред H.Асталош Корректор М.Вигула

Закаэ 1128/43 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4