Установка для низкотемпературных испытаний материалов на растяжениесжатие

 

4 Р;,.ф

ОПИСАНИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ й)777546

Сама Саеетейй

Сацнллнстнчвскнх

Рвслублнк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.12.78 (21) 2700572/25-28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 07.11.80 (51) M. Кл.э б 01N 3/18

Гасударственный камнтет

СС,СР па делам нвабретеннй н еткрытнй (53) УДК 620.172.251. .1(088.8) (72) Авторы изобретения

И. Д. Абушенков, В. К. Чернецкий и В. Я. Ильичев (71) Заявитель

Физико-технический институт низких температур АН

Украинской ССР (54) УСТАНОВКА ДЛЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ

ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ НА РАСТЯЖЕНИЕ-С)КАТИЕ

2 пространстве разрывной

Изобретение относится к области низкотемпературных испытаний материалов, а именно к установкам для низкотемпературных испытаний материалов на растяжениесжатие.

Известна установка для низкотемпературных испытаний материалов на растяжение-сжатие, содержащая криостат, введенные в него тянущий шток и неподвижную штангу, захваты для крепления образца, связанные с тянущим штоком и неподвижной штангой (1).

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является установка для низкотемпературных испытаний материалов на растяжение-сжатие, содержащая криостат с рабочей камерой, в которой размещены захваты образца материала, опорную трубу и установленный в ней шток, связанные с захватами, траверсу, соединенную с опорной трубой, нагружающее устройство, связанное с .траверсой и штоком, и откачное устройство (2,)!.

Недостатками этих установок является большой расход криогенной жидкости из-за больших теплопритоков через опорную трубу и шток в нижнюю часть рабочей камеры криостата, а также большие габариты криостата по длине, затрудняющие его размещение в рабочем машины.

Цель изобретения — уменьшение габаритов установки и расхода криогенной жид5 кости.

Указанная цель достигается тем, что установка снабжена двумя установленными в опорной трубе соосными, размещенными с торцовым зазором стаканами с двойнымй

1р стенками, наружное днище первого из которых соединено с верхним захватом, а наружное днище второго — с нагружающим устройством, шток соединен с внутренними днищами стаканов, а опорная труба выпол15 иена B виде двух соосных, установленныХ один над другим с зазором, полых цилинд,ров и цилиндрической оболочки С-образного сечения, установленной с внутренней стороны цилиндров и соединенной своими

20 краями с обращенными друг к другу торцами цилиндров.

Кроме того, полость опорной трубы может быть сообщена с откачным устройством, а межстенное пространство стаканов сообщено с полостью опорной трубы.

Установка изображена на чертеже.

Установка содержит криостат 1 с рабочей камерой 2, в которой размещены захваты 3 и 4 образца 5, связанные с опорной трубой

30 6 и штоком 7, и нагружающее устройство 8. уу ° °

777546

Опорная труба 6 выполнена в виде двух соосных, установленных один над другим с зазором, образующим полость А, полых цилиндров 9, 10 и цилиндрической оболочки 11

С-образного сечения, установленной с внутренней стороны цилиндров 9, 10 и соединенной своими краями с обращенными друг к другу торцами цилиндров. Опорная труба 6 соединена с траверсой 12 и нижним захватом 4. Установка снабжена двумя смонтированными в опорной трубе соосными, размещенными с торцевым зазором В, стаканами 13, 14 с двойными стенками. Наружное днище стакана 13 соединено с нагружающим устройством 8, наружное днище стакана 14 соединено с верхним захватом 3, а внутренние днища стаканов 13, 14 соединены штоком 7. Полость А опорной трубы 6 через отверстие 15 сообщена с откачным устройством 16. Межстенные пространства, образующие полости С и D, стаканов 13 и 14 сообщены через отверстия

15, 17 и 18 с полостью А опорной трубы 6.

Для заливки хладагента (например, жидкого гелия) в рабочую камеру 2 криостат 1 снабжен переливной трубой 19. Рабочая камера 2 окружена радиационным экраном

20, для охлаждения которого установлена азотная ванна 21. Корпус криостата 1 герметично присоединен к траверсе 12 стандартной разрывной машины 22. Термоизолированные полости Е и Р откачаны до среднего и глубокого вакуума соответственно. Рабочая камера 2 снабжена патрубком

23 для соединения с газгольдером (на чертеже не показан) или с атмосферой. Цилиндры 9 и 10 герметично соединены между собой сильфоном 24. Полость G между опорной трубой 6 и штоком 7 герметизирована сильфонами 25 и 26 и сообщена с откачным устройством 16. В пространство Н между захватами 3 и 4 введена U-образная трубка 27, сообщенная с верхней частью рабочей камеры 2. Пространство Н сообщено .с рабочей камерой 2 каналом 28.

Установка работает следующим образом.

При снятом криостате 1 испытуемый образец 5 устанавливают в захваты 3 и 4. 3атем к траверсе 12 присоединяют криостат 1, рабочую камеру 2 которого откачивают до получения необходимого вакуума и заполняют теплообменным газом, а в ванну 21 заливают жидкий азот для охлаждения радиационного экрана 20 и предварительного охлаждения рабочей камеры 2. После этого в рабочую камеру 2 через трубу 19 заливают криогенную жидкость (например, гелий) до такого уровня, чтобы испытуемый образец 5 был полностью погружен в жидкость.

Пары жидкости, образующиеся в полости

Н, отводятся по трубке 27 в верхнюю часть рабочей камеры 2, обеспечивая свободной доступ жидкого хладагента к образцу 5. По окончании заливки рабочую камеру 2 охлаждают криогенной жидкостью и ее пара5

4 ми до температуры, близкой к температуре криогенной жидкости, при этом теплопроводность материала опорной трубы 6, штока 7 и стаканов 13, 14 уменьшается, уменьшается также при этом и интенсивность испарения криогенной жидкости. Далее включают рабочее движение штока 7 с захватом

3. При этом к образцу 5 прикладывают осевое усилие Я, под действием которого образец разрушается. После разрушения образца 5 и испарения остатков криогенной жидкости криостат 1 снимают и удаляют разрушенный образец.

Поскольку полости А, В, С, D u G откачаны до глубокого вакуума, отсутствует теплообмен через радиальные и торцовые зазоры между стаканами 13, 14 и цилиндрами 9, 10, а благодаря форме выполнения этих стаканов и цилиндров и их последовательному соединению опорная труба 6 и шток 7 со стаканами 13, 14 обладают большим термическим сопротивлением. Из-за этого исключен значительный приток тепла через опорную трубу 6 и шток 7 со стаканами 13, 14 в рабочую камеру 2, а из-за практического отсутствия теплопритоков в рабочую камеру 2 исключается интенсивное испарение криогенной жидкости, процесс заливки уменьшается во времени, снижается расход криогенной жидкости.

Установка обеспечивает значительное уменьшение расхода криогенной жидкости не только при ее заливке в криостат, но и на протяжении всего испытания, поскольку сведен к минимуму теплоприток через последовательно соединенные опорную трубу и шток со стаканами в рабочую полость ,криостата. Кроме того, благодаря коаксиальному и последовательному расположению цилиндров и стаканов, из которых состоят опорная труба и шток, последние имеют весьма малые габариты по длине, поэтому малую длину имеет также и криостат, что дает возможность разместить такой .криостат в разрывной машине.

Формула изобретения

1. Установка для низкотемпературных испытаний материалов на растяжение-сжа,тие, содержащая криостат с рабочей камерой, в которой размещены захваты образца материала, опорную трубу и установленный в ней шток, связанные с захватами, траверсу, соединенную с опорной трубой, нагружающее устройство, связанное с траверсой и штоком, и откачное устройство, о т л и ч а ющаяс я тем, что, с целью уменьшения габаритов установки и расхода криогенной жидкости, она снабжена двумя установленными в опорной трубе соосными, размещенными с торцовым зазором стаканами с двойными стенками, наружное днище первого из которых соединено с верхним захватом, а наружное днище второго — с нагру777546

Составитель Г. Алехов

Техред И. Пенчко

Корректор Л. Орлова

Редактор Г. Бельская

Заказ 24!5/20 Изд. № 530 Тираж 1160 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 жающим устройством, шток соединен с внутренними днищами стаканов, а опорная труба выполнена в виде двух соосных, установленных один над другим с зазором полых цилиндров и цилиндрической оболочки

С-образного сечения, установленной с внутренней стороны цилиндров и соединенной своими краями с обращенными друг к другу торцами цилиндров.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что полость опорной трубы сообщена с откачным устройством.

3. Установка по пп. 1, 2, отличающ а я с я тем, что межстенное пространство стаканов сообщено с полостью опорной трубы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кононенко В. И., Пустовалов В. В. Установка для изучения деформации в широком интервале скоростей деформирования при температурах до 1,3 К. — «Заводская лаборатория», 1975, № 2, с. 247, рис. 1.

1р 2. Виноградов Н. П. и др. Установка для низкотемпературных механических испытаний материалов в режимах ползучести и активного нагружения. — «Заводская лаборатория», 1975, № 4, с. 489, рис. 1 (прототип).