SU728039A1

SU728039A1 - Device for testing materials at low temperatures

Info

Publication number: SU728039A1
Application number: SU782664589A
Authority: SU
Inventors: Евгений Михайлович Медведев; Владимир Яковлевич Ильичев; Вадим Константинович Чернецкий; Иван Дмитриевич Абушенков
Original assignee: Физико-технический институт низких температур АН УССР
Priority date: 1978-09-19
Filing date: 1978-09-19
Publication date: 1980-04-15

Description

1one

Изобретение относитс к области криогенной техники, а именно, к устройствам дл испытани , материалов при низких температурах.The invention relates to the field of cryogenic engineering, namely, to devices for testing materials at low temperatures.

Известно устройство дл испытани материалов в услови х низких температур, Содержащее сосуд с жид КИМ хлсщагентом, размещенные в нем -держатель дл креплени образца материала и охватывающий держатель термоизолирующий элемент, выполненный в виде тора с вакузмируемой полостью 11 .A device for testing materials in low temperature conditions is known. It contains a vessel with a liquid CMD, placed in it a holder for fastening a sample of a material and a thermal insulating element encompassing the holder, made in the form of a torus with a vacuumed cavity 11.

Целью изобретени вл етс уменьшение расхода хладагента. The aim of the invention is to reduce refrigerant consumption.

Это достигаетс тем, что термоизолирующий элемент установлен с возможностью перемещени вдоль Держател , а устройство снабжено датчиками погружени термоизолирующего элемента и хладагент и приводом термоизолирующего элемента, электрически св занным с датчиками погружени .This is achieved in that the thermal insulating element is mounted for movement along the Holder, and the device is equipped with immersion sensors of the thermal insulating element and a coolant and a thermal insulating element driven electrically connected with the immersion sensors.

На чертеже приведена схема устройства.The drawing shows a diagram of the device.

Устройство содержит корпус 1 со съемной крышкой 2, внутри которого размещен сосуд 3 Дьюара. В сосуде The device includes a housing 1 with a removable cover 2, inside of which is placed the vessel 3 Dewar. In the vessel

размещен термойзолирующий элемент 4, выполненный в виде тора с вакуумируемой полостью, изготовленного из материала с высоким термическим сопротивлением (нержавеюща сталь, армированный стеклопластик, стекло, кварц и т.д.) Термоизолирующий элемент 4 прикреплен тонкимитермоизол ционными нит ми 5- к стержн м 6, placed thermo-insulating element 4, made in the form of a torus with a vacuumized cavity, made of a material with high thermal resistance (stainless steel, fiberglass reinforced, glass, quartz, etc.) Thermal-insulating element 4 attached thin thermal insulation insulator 5 to the rods 6 ,

0 жестко св занным с подвижной в направлении оси термоизолирующего элемента втулкой 7.0 rigidly connected with the sleeve 7, which is movable in the direction of the axis of the heat-insulating element.

в нижней части термоизолирующего элемента 4 размещены датчики 8 и 9 In the lower part of the insulating element 4 placed sensors 8 and 9

5 погружени , а втулка 7 снабжена электромеханическим приводом 1C, св занным электропроводами 11 через управл ющий блок 12 с датчиками 8 и 9 погружени . Электромеханический 5, and the sleeve 7 is provided with an electromechanical actuator 1C connected by electric wires 11 through a control unit 12 with immersion sensors 8 and 9. Electromechanical

0 привод 10 св зан винтовой передачей 13 с подвижной втулкой 7, которац смонтирована по подвижной посадке на хвостовике 14 крышки 2. Сосуд 3 Дьюара снабжен радиацион5 ным экраном 15,, дл охлаждени которого предна значена азотна ванна 16. Дл заливки хладагента устройство снабжено трубкой 17. Корпус 1 герметично присоединен0, the actuator 10 is connected by a screw gear 13 with a movable sleeve 7, which is mounted on a movable fit on the shank 14 of the cover 2. The Dewar flask 3 is equipped with a radiation shield 15, for cooling of which the nitrogen bath 16 is designed. For filling the refrigerant, the device is equipped with a tube 17 The housing 1 is sealed.

00

крышке 2, имеющей вакуумированую полость а и уплотненной резиовой прокладкой 18. Термойзолируща полость 6 радиационного экрана 15 откачана до среднего вакуума, а термоизолирующа полость-6 корпуса 1 откачана до высокого вакуума. В рабочей полости г сосуа 3 размещен прикрепленный к хвостовику 14 держатель 19, выполненнь1й из термоизол ционного материала и предназначенный дл прикрелени , к нему испытуемого образца 20. вакуумируемой плоскости д- элемена 4 помещен адсорбент 21 (цеолит, активированный уголь и т.д.), предназначенный дл поглощени остаточных газов в полости Э , а также. газов, проникающих в эту полость через стенки термоизолирукщего элемента 4. ПЬдвижное соединение стерж- , ней 6 с крышкой герметизировано уплотнени ми 22,a cover 2 having an evacuated cavity a and a compacted rubber gasket 18. The thermo-insulating cavity 6 of the radiation shield 15 is pumped out to medium vacuum, and the heat-insulating cavity-6 of housing 1 is pumped out to high vacuum. In the working cavity g of the vessel 3 there is a holder 19 attached to the shank 14, made of thermally insulating material and intended to attach the test specimen 20. to the evacuated d-element 4 plane placed adsorbent 21 (zeolite, activated carbon, etc.) designed to absorb residual gases in cavity e, as well. gases penetrating into this cavity through the walls of the heat-insulating element 4. The sliding joint of the rod 6 and its 6 with the lid is sealed with seals 22,

Устройство работает следующим образом..The device works as follows.

Перед заливкой жидкого хладагента рабоча полость 2- откачиваетс до необходимого вакуума и заполн етс газообразный хладагентом, а в ванну 16 заливаетс жидкий азот дл охлаждени радиационного экрана и предварительного охлаждени масс, поме{ценных в,рабочую, полость 2 . Термоизолирующий элемент 4 находитс в крайнем верхнем положении. Через трубку 17 в рабочую полость г заливаетс жидкий хладагент. Когда уровень жидкого хладагента достигает нижнего торца термоизолируклцего элемента 4, заливка прекращаетс , а пары хладагента проход т через малые зазоры междувнутренней стенкой сосуда 3 Дьюара, боковыми стенками термоизолирующегоfэлемента 4 и держателем 19. При этом происходит интенсивное охлаждение стенки сосуда 3 боковых стенок термйизолирующего элемента 4 и стержн до температур, близких к температуре Ж1эдкого хладагента , что обеспечивает ми нимальный приток тепла че15ез стенку 5осуда 3, боковые стенки термоизолирующего элемента 4 и держатель 19. В процессе испытаний уровень жидкости в рабочей полости z измен етс , датчики 8 и 9 погружени вырабатывают сигналы дл управлени приводом 10, который обеспечивает слежение заBefore the liquid refrigerant is poured, the working cavity 2- is pumped out to the required vacuum and the gaseous refrigerant is filled, and liquid nitrogen is poured into the bath 16 to cool the radiation screen and pre-cool the masses of the mass 2. The heat insulating element 4 is in its highest position. A liquid refrigerant is poured through the tube 17 into the working cavity r. When the level of the liquid refrigerant reaches the bottom end of the thermal insulating element 4, the pouring stops, and the refrigerant vapor passes through small gaps between the inner wall of the Dewar 3, the side walls of the thermally insulating element 4 and the holder 19. In this case, the wall of the thermal insulating element 3 of the thermal insulating element 4 and the holder 19 intensively cools. the rod to temperatures close to the temperature of the coolant that provides the minimum heat flow through the wall of the vessel 5, the side walls of the thermally insulating element 4 and the holder 19. During the tests, the liquid level in the working cavity z is changed, the immersion sensors 8 and 9 produce signals to control the actuator 10, which provides tracking

уровнем жидкости в рабочей полости и обеспечивает посто нный контакт между днищем термоизолируюшего элемента 4 и поверхностью жидкости.Налчие термоизолирук дего элемента 4 об печивает существенное уменьшение интенсивности испарени и расхода жидкого хладагента за счет уменьшени величины площади его испарени , а так как термоизолирукщий элемент 4 обладает значительно большим термическим сопротивлением, чем столб газообразного хладагента, то достига етс наибольшее уменьшение подвода тепла через стенки элемента по сравнению с подводом тепла через столб газообразного хладагента.level of the liquid in the working cavity and provides constant contact between the bottom of the thermally insulating element 4 and the surface of the liquid. The thermal insulation of element 4 ensures a significant decrease in the evaporation rate and flow rate of the liquid refrigerant by reducing the size of its evaporation area, greater thermal resistance than the gaseous refrigerant column, the greatest reduction in the heat supply through the walls of the element is achieved compared to the heat through the gas column of the refrigerant.

Термоизолирующий элемент 4 может быть использован в качестве радиационного экрана. Дл этого его поверхности подвергаютс тщательной полировке. Кроме того, термоизолирук ций элемент 4 вместе с датчиками 8 и 9 погружени и подвижной втулкой 7 может быть использован также дл контрол уровн жидкого хладагента, дл чего хвостовик 14 снабжаетс отсчетной шкалой, а втулка 7 - указателем .уровн (на чертеже не показаны). . . 1 Таким образом, устройство позвол ет значительно снизить расход жидкого хладагента при испытани х.Thermal insulation element 4 can be used as a radiation screen. To this end, its surfaces are thoroughly polished. In addition, the thermal insulation element 4 together with the immersion sensors 8 and 9 and the movable sleeve 7 can also be used to monitor the level of liquid refrigerant, for which the shank 14 is provided with a reading scale, and the sleeve 7 is indicated by a level indicator (not shown). . . 1 Thus, the device can significantly reduce the flow rate of liquid refrigerant during testing.

Claims

1. USSR Author's Certificate in Application No. 2554327 / 25-28, cl. G 01 N 3/18, 1977 (prototype).

20Ю

nineteen