Криостат для испытаний материалов на усталость

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 220 1.76 (21) 2317163/23-26 (5 )

F 25 D 3/10 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.565. .58(088.8) Опубликовано 1506я(1 Бюллетень МО22

Дата опубликования описания 1806.80 (72) Авторы изобретения

В.К. Самарин и Н.B. Новиков

Институт проблем прочности AH Украинской CCP (71) Заявитель (54) КРИОСТАТ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ

НА УСТАЛОСТЬ

25

Изобретение относится к криогенной технике, в частности к охлаждающим устройствам, обеспечивающим проведение исследований прочности материалов при низких температурах.

Известны криостаты, используемые в машинах для испытаний материалов на прочность при криогенных температурах, выполненные в виде сосудов, снабженных вакуумными и радиационными экранами, образованными одной или несколькиМи оболочками, обеспечивающими теплоиэоляцию рабочей камеры, заполняемой жидким или газообразным хладагентом. Сверху, или свер- 15 ху и снизу такой криостат имеет отверстия для ввода в камеру рабочих органов испытательной машины (1) .

Известны также криостаты к машинам для испытаний материалов на усталость, в которых силовая часть (возбудитель колебаний образца) и образец помещены внутри криостата и подвешены к крышке на специальном устройстве (2).

Недостатком таких криостатов яв.ляется значительный теплоприток в рабочую камеру по массивным деталям. подвески нагружающих устройств.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является криостат, состоящий из нескольких разборных секций, образующих рабочую камеру и включающих внешние и внутренние оболочки и размещенные между ними радиационные коаксиальные теплоизоляционные экраны. Крышки криостата и двойные коаксиальные трубы упираются в торцовые поверхности фланцев — дисков, расположенных с обеих сторон труб и стягиваются прЬходящими через фланцы стяжными болтами (3) .

Недостатком этого криостата является невысокая жесткость стыковых соединений труб с фланцами, что при усталостных испытаниях может привести к разрушению криостата или к относительному смещению его элементов, так как вибрации находящихся в криостате устройств, связанные с действием циклических знакопеременных нагрузок в системе возбудитель колебаний — образце, совместно с действием статических усилий от веса массивных нагружающих систем, передаются на элементы криостата, вызывая их деформацию.

741022

Целью изобретения является повышение жесткости рабочей камеры криостата.

Поставленная цель достигается тем, что каждая секция снабжена внешним и внутренним фланцами, соединенными герметично с ответными фланцами примыкающей секции, а внутренние фланцы соединены с внешними посредством двух коаксиальных экранов и закрепленной между их торцами трубой, выполненной в виде кольца. Для снижения теплопритока к рабочей камере кольцевые трубы соединены трубопроводом с рабочей камерой и атмосферой.

На чертеже изображен предлагаемый криостат, раз рез. t 5

Криостат состоит из двух секций, каждая из которых имеет внешнюю 1 и внутреннюю 2 оболочки, снабженные соответственно внешним 3 и внутренним.

4 фланцами. Связь между фланцами осу- 20 ществлена экранами 5 и б, на противоположных от фланцев торцах которых установлены кольцевые трубы 7. Внутренние полости кольцевых труб соединены с полостью, образованной внутренней оболочкой, трубками 8 и с атмосферой трубками 9. Внешняя 1 и внутрення 2 оболочки имеют отверстия, в которые могут быть установлены стекла 10 для наблюдения за процессом испытаний, или, в случае использования криостата с другими испытатель-. ными машинами, введены рабочие органы испытательной машины. Сборка криостата производится путем попарного соединения внутренних и внешних фланцев. В качестве примера на чертеже показано соецинение внутренних фланцев при помощи болтов 11, установка которых осуществляется через отверстия во внешней оболочке., После уста- 40 ковки болтов отверстия вакуумплотно. закрываются крышками 12 и закрытую полость вакуумируют. Фланцы соеди" няются герметично, что обеспечивается геометрией стыкующихся поверхнос; тей и установкой уплотнителей. Заливка в рабочую камеру хладагента производится через трубку 13. Для улучшения условий охлаждения кольцевые трубы соединены с дополнительными радиационными экранами 14. Нагружающее устройство 15 устанавливается на внутреннем фланце криостата.

Работа криостата, как устройства для охлаждения и поддержания заданных условий испытаний материалов при

55 криогенных температурах, заключается в следующем.

После сборки криостата и вакуумирования полостей между оболочками и . экранами 5 и б и трубами 7 рабочую 60 камеру заполняют жидким азотом, охлаждая находящиеся в ней устройства до температуры, близкой к температуре кипения азота. Затем откачивают пары азота и заливают в рабочую камеру 65 хладагент, который должен обеспечить рабочую температуру испытаний, например жидкий гелий. Пары хладагента, образующиеся при охлаждении рабочей камеры, а также выделяющиеся в процессе испытаний от тепла, возникающего при деформации образца, охлаждают трубу 7 и реакционные экраны 5, б и 14, после чего выводятся иэ криостата через трубки 8.

Подвеска рабочей камеры на коаксиальных экранах и кольцевых трубах, образующих вместе с внутренними и внешними фланцами замкнутую конструкцию, повышает прочность и жесткость крепления рабочей камеры, обеспечивает его надежную работу в условиях повышенных вибраций, позволяет помещать в криостат массивные детали и узлы испытательной машины, исключая при этом деформацию деталей криостата, Кольцевые трубы и соединенные с ними и внутренними фланцами экраны 5 и б охлаждаются до температуры, близ— кой к температуре кипения жидкого хладагента, вследствие чего уменьша.ется теплоприток за счет теплопроводности. Равномерное распределение температуры внутри рабочей камеры значительно снижает теплоприток к хладагенту за счет конвективного теплообмена. Предлагаемый криостат может быть использован с различными испытательными машинами для испытаний материалов в широком диапазоне низких температур.

При сохранении полезного объема рабочей камеры конструкции криостата позволяет уменьшить его габариты по сравнению с габаритными размерами криостатов, применяемых в настоящее время. Секционное исполнение криостата обеспечивает удобство доступа к механизмам, помещенным в криостат, позволяет производить разборку криостата в условиях ограниченного пространства в направлении отсоединяемой секции.

Формула изобретения

1. Криостат для испытаний материалов на усталость, состоящий из разборных секций, образующих рабочую кааеру и включающих внешние и внутренние оболочки и размещенные между ними охлаждаемые коаксиальные радиационные экраны с закрепленными на них трубами, отличающийся тем, что, с целью повышения жесткости рабочей камеры, каждая секция снабжена внешними и внутренними фланцами, соединенными герметично с фланцами примыкающей секции, а в нутренние фланцы соединены с внешними посредством двух экранов и закрепленной между их торцами трубой, выполненной в виде кольца.

741022, 1. Авторское свидетельствб

М 274442, кл. G 01 N 3/18, 1969.

Составитель К. Чириков

Редактор Н. Потапова Техред Н.Бабурка Корректор Е. Папп

Заказ 3184/39

Тираж 575 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП . Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

2. Криостат по п. 1, о т л и чающи йс я тем, что, с целью снижения теплопритока к рабочей камере, кольцевые трубы соединены с рабочей камерой и атмосферой.

Источники информации, принятые г- — — канне при экспертизе

2. Авторское свидетельство

Р 237435, G 01 N 3/38, 1966.

3. Патент Англии Р 1365368, кл. F 4 H, 1974 (прототип) .

Криостат для испытаний материалов на усталость Криостат для испытаний материалов на усталость Криостат для испытаний материалов на усталость 

 

Похожие патенты:

Криостат // 735879

Криостат // 702220

Криостат // 659852

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к использованию низких температур для длительного (многолетнего) хранения биологических материалов

Изобретение относится к области криогенной техники и предназначено для хранения жидкого гелия в требуемом температурном диапазоне, обеспечивающем работу сверхпроводящего соленоида в части создания и поддержания магнитного поля заданной величины, и может быть использовано при решении ряда научно-технических и прикладных задач, например, для разгрузки накопленного кинетического момента инерционных исполнительных органов (ИИО) системы управления двигателей (СУД) космического корабля (КК)

Изобретение относится к области холодильной технологии

Изобретение относится к области холодильной обработки и хранения пищевых продуктов

Изобретение относится к холодильной технике и предназначено для замораживания продуктов с использованием криогенных жидкостей

Изобретение относится к холодильному технологическому оборудованию, к установкам для замораживания пищевых продуктов путем непосредственного их контакта с жидким азотом

Изобретение относится к области холодильной обработки и хранения пищевых продуктов

Изобретение относится к холодильному технологическому оборудованию и предназначено для замораживания пищевых продуктов при их контакте с криогенной жидкостью
Наверх