Установка для испытания образцов на термоудар
Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям на термоудар. Цель изобретения - повьшение точности при испытании образцов из керамических материалов за счет создания .одинаковых условий теплообмена партии образцов. Установка содержит камеру 1 нагрева образцов 2 и емкость 3 для охлаждающей жидкости. Между емкостью и камерой установлен направляющий патрубок 7 для перемещения образцов, оканчивающийся сетчатым стаканом 8. Образцы 2 с грузом, двигаясь по патрубку, 7, попадают из камеры 1 в емкость 3 испытывая термоудар. Изобретение позволяет использовать различные хладагенты , в том числе жидкие металлы. Патрубок 7 обеспечивает вертикальное перемещение образца, а груз с изогнутыми винтообразными лопастями обеспечивает его вращение при перемещении . Эти факторы способствуют срьту паровой рубашки и охлаждению всех граней в оданаковых условиях. 2 ил. с €
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
usSU ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4254757/25-28 (22) 02.06.87 (46) 30.11.88..Бюл. Р 44 (71) Институт проблем прочности АН УССР (72) Г.А.Гогоци, Н,Н.Радин и Г.Э.Браиловский (53) 620. 178 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР N- 868464, кл. G 01 N 3/60, 1980. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ НА ТЕРМОУДАР (57) Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям на термоудар. Цель изобретения — повыщение точности при испыта. нии образцов из керамических материалов за счет создания .одинаковых условий теплообмена партии образцов. Установка содержит камеру 1 нагрева образцов 2 и емкость 3 для охлаждающей жидкости. Между емкостью и камерой установлен направляющий патрубок 7 для перемещения образцов, оканчивающийся сетчатым стаканом 8. Образцы 2 с грузом, двигаясь по патрубку. 7, попадают из камеры 1 в емкость 3 испытывая термоудар. Изобретение позволяет использовать различные хладагенты, в том числе жидкие металлы. Патрубок 7 обеспечивает вертикальное перемещение образца, а груз с изогнутыми винтообразными лопастями обеспечивает его вращение при перемещении. Эти факторы способствуют срыву паровой рубашки и охлаждению всех граней в одинаковых условиях. 2 ил. 1441261 Изобретение относится к испыта,.тельной технике, в частности к испытаниям на термоудар. Цель изобретения — повышение точ ности при испытании образцов из керамических материалов за счет созда-, ния одинаковых условий теплообмена партии образцов. Ф На фиг, 1 представлена схема установки; на фиг 2 — образец с грузом. Установка содержит камеру 1 нагре" ва образцов 2, емкость 3 для охлаждающей жидкости, держатель для образ- 15 цов в виде опорного круга 4, на котором установлены кассеты 5 для образ"цов. Опорный круг 4 содержит поворот" ную заслонку б. Установка содержит приспособление для поворота кассеты (не показано). С опорным кругом 4 связан направляющий патрубок 7., один конец которого расположен со стороны держателя„ а другой размещен в емкости для охлаждающей жидкости и выпол" 25 нен в виде стакана 8 с перфорированными стенками и дном, Под дном стакана расположен выпускной патрубок 9 гидросистемы 1О, предназначенной для осуществления циркуляции охлаждающей 30 жидкости внутри емкости 3 и обтекания жидкостью образца 2 при достижении им дна стакана 8. Установка содержит груз 11, предназначенный для закрепления на образце и имеющий на поверхности направленные в одну сторону и изогнутые винтообразные лопасти, сходящиеся в одной точке, обращенной к стакану. Груз 11 крепится на образце при помощи цилиндрической 40 спирали 12,. охватывающей образец 2, верхний и-нижний концы которой крепятся на соответствующих концах образца. К нижнсму концу спирали 12 прикрепг ен стержень 13, второй конец 45 которого закреплен на грузе 11. Регулирование температуры в процессе нагрева осуществляется при помощи высокочастотного регулятора 14 температуры. Термопара !5 установлена в не- Я посредственной близости от нагревательной спирали 16 камеры 1 нагрева, ° Контроль температуры в рабочем объеме камеры 1 осуществляется термопарой 17, я зяпись изменения температуры — при помощи самописца 18, Устройство ряботает следуюшим образом, На торцах каждого из образцов 2 закрепляют концы спирали 12 и устаналивают в кассеты 5. Устанавливают держатель для образцов в камере 1 нагрева. Перед началом испытаний sacлонка б должна закрывать выпускное окно опорного круга 4, удерживая кас" сеты 5 в камере 1. После выдержки образцов при заданной температуре заслонка 6 открывается и образец 2 с грузом 11 движется по направляющему патрубку 7 под действием силы тяжести и достигает дна стакана 8, где происходит его охлаждение в условиях вынужденной конвекции. При этом образец попадает в восходящий поток охлаждающей жидкости из выпускного патрубка 9 гидросистемы 10. .В качестве хладагента могут быть использованы вода, соляные растворы, силиконовое масло. Кроме того, наличие тяжелого груза высокой плотности позволяет использовать в качестве хладагента жидкие металлы, такие как олово, свинец, так как при этом обеспечивается полное погружение образца в хладагенте. Применение в качестве охлаждающей среды расплавов солей или жидких металлов позволяет .уменьшить интенсивность теплоотдачи в процессе охлаждения до уровней, близких к реальным условиям эксплуатации изделий из хрупких керамических материалов, что повьппает ценность и достоверность полученных результатов, кроме того, у указанных хладагентов высокая температура кипения, что исключает возможность появления паровой рубашки. Это позволяет сравнивать результаты испытаний материалов с различными величинами критического перепада температур, так как несмотря на различные температуры охлаждаемых образцов, условия теплообмена по их поверхности практически не изменяются благодаря стабильной зависимости коэффициента теплообмена от температуры. Груз, имеющий на поверхности направленные в одну сторону изогнутые винтообразные лопасти, уменьшает лобовое сопротивление образца при его движении в охлаждающей жидкости и придает ему при этом вращательное движение. Оба этих фактора способствуют срыву паровой рубап ки с поверхности образца и охляждению всех гра" 1441261 ней образца в условиях, близких к идентичным. Условия теплообмена при охлаждении образцов подцерживаются практически одинаковыми на всех гранях образца sa счет удержания образца в вертикальном положении и придания ему вращательного движения. При использовании в качестве охлаждающей жидкости расплава солей, - имеющих высокую удельную плотность, . близкую к плотности керамических материалов, скорость нагружения образцов в процессе охлаждения резко падает, что приводит к неустойчивому ре" жиму конвективного обмена. То же са.мое явление наблюдается при погружении в силиконовое масло вследствие его высокого коэффициента вязкости. Применение в качестве охлаждающей среды расплавленного свинца также становится весьма затруднительно, так как керамические образцы не погружаются в него полностью. Применение груза, имеющего на поверхности направленные. в одну сторону и изогнутые винтообразные лопасти, сходящиеся в одной точке из металца с. высокой удельной плотностью позволяет преодолеть указанный недостаток. При этом обеспечивается строго вертикальное погружение образца. При использовании в качестве охлаждающей среды. жидкостей с низкой удельной плотностью и низкой температурой кипения (««апример, воды) направляющий патрубок 7 и стакан 8 позволяют стабилизировать условия теплообмена. Формула и э о б р е т е н и я Установка для испытания образцов на термоудар, содержащая последовательно установленные камеру нагрева и емкость для охлаждающей жидкости, 15 держатель для образцов и систему контроля и управления, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повы«пения точности при испытании образцов из керамических материалов эа счет y() создания одинаковых условий теплообмена партии образцов, она снабжена направляющим патрубком, предназначен- нь«м для перемещения в нем образцов, один конец которого расположен со 25 стороны держателя, а другой размещен в емкости для охлаждак«цей жидкости и выполнен в виде стакана с перфори- . рованными стенками и дном, и грузом, предназначенным для закрепления на образце и имеющим на поверхности направленные в одну сторону и изогнутые винтообраэные лопасти, сходящиеся в одной точке, обращенной к стакану, 144 1261 Составитель В.Лазарева Техред М.Дидык, Корректор С.Шекмар Редактор Т.Лазоренко Тираж 847 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 6280/46 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
