SU777546A1 - Установка дл низкотемпературных испытаний материалов на раст жение- сжатие - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области низкотемпературных испытаний материалов, а именно к установкам дл  низкотемпературных испытаний материалов на, раст жениесжатие .5

Известна установка дл  низкотемпературных испытаний материалов на раст жение-сжатие , содержаща  криостат, введенные в него т нущий щток и неподвижную штангу, захваты дл  креплени  образца, ю св занные с т нущим штоком и неподвижной штангой .

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  установка дл  низкотемпера- 15 турных испытании.материалов на раст жение-сжатие , содержаща  криостат с рабочей камерой, в которой размещены захваты образца материала, опорную трубу и установленный в ней щток, св занны с захва- 20 тами, траверсу, соединенную с опорной трубой , нагружающее устройство, св занное с .траверсой и штоком, и откачное устройство

2-..

Недостатками этих установок  вл етс  25 больщой расход криогенной жидкости из-за больщих теплопритоков через опорную трубу и шток в нижнюю часть рабочей камеры криостата, а также больщие габариты крирстата по длине, затрудн ющие его размеще- ЗО

ние в рабочем пространстве разрьшной машины.

Цель изобретени  - уменьшение габаритов установки и расхода криог,енной жидкости .

Указанна  цель достигаетс  тем, что установка снабжена двум  установленными в опорной трубе соосными, размещенными с торцовым зазором стаканами с двойньт.мй стенками, наружное днище первого из которых соединено с верхним захватом, а наружное днище второго - с нагружающим устройством, шток соединен с внутренними днищами стаканов, а опорна  труба выполнена в виде двух соосных, установленных один над другим с зазором, полых цилинд )ов и цилиндрической оболочки С-о0разного сечени , установленной с внутренней стороны цилиндров и соединенной своими кра ми 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 крностат 1 с рабочей камерой 2, в которой размещены захваты 3 и 4 образца 5, св занные с опорной трубой 6 и щтоком 7, и нагружающее устройство 8.

Опорна  труба 6 выполнена в виде двух соосных , установленных один над другим с зазором, образующим полость А, полых цилиндров 9, 10 и цилиндрической оболочки И С-образного сечени , установленной с внутренней стороны цилиндров 9, 10 и соединенной своими кра ми с обращенными друг к другу торцами цилиндров. Опорна  труба 6 соединена с траверсой 12 и нижним захватом 4. Установка снабжена двум  смонтированными в опорной трубе соосными, размещенными с торцевым зазором 5, 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 отверсти  15, 17 и 18 с полостью А опорной трубы 6. Дл  заливки хладаг.ента (например, жидкого гели ) в рабочую камеру 2 криостат 1 снабжен переливной трубой 19. Рабоча  камера 2 окружена радиационным экраном 20, дл  охлаждени  которого установлена азотна  ванна 21. Корпус криостата 1 герметично присоединен к траверсе 12 стандартной разрывной машины 22. Термоизолированные полости Е F откачаны до среднего и глубокого вакуума соответственно . Рабоча  камера 2 снабжена патрубком 23 дл  соединени  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 Я Между захватами 3 и 4 введена U-образна  трубка 27, сообщенна  с верхнейчастью рабочей камеры 2. Пространство Я сообщено .с рабочей камерой 2 каналом 28.

Установка работает следующим образом.

При сн том криостате 1 испытуемый образец 5 устанавливают в захваты 3 и 4. Затем к траверс.е 12 присоедин ют криостат 1, рабочую камеру 2 которого откачивают до получени  необходимого вакуума и заполн ют теплообменным газом, а в ванну 21 заливают жидкий азот дл  охлаждени  радиационного экрана 20 и предварительного охлаждени  рабочей камеры 2. После этого в рабочую камеру 2 через трубу 19 заливают криогенную жидкость (например, гелий) до такого уровн , чтобы испытуемый образец 5 был полностью погружен в жидкость. Пары жидкости, образующиес  в полости Н, отвод тс  по трубке 27 в верхнюю часть рабочей камеры 2, обеспечива  свободной доступ жидкого хладагента к образцу 5. По окончании заливки рабочую камеру 2 охлаждают криогенной жидкостью и ее парами до т.емпературы, близкой к температуре криогенной жидкости, при этом теплопроводность материала опорной трубы 6, штока 7 и стаканов 13, 14 уменьшаетс , уменьШаётс  такжеПри этом и интенсивность испарени  криогенной жидкости. Далее включают рабоче.е движение штока 7 с захватом 3. При этом к образцу 5 прикладывают осевое усилие R, под действием которого образец разрушаетс . После разрушени  образца 5 и испарени  остатков криогенной жидкости криостат 1 снимают и удал ют разрушенный образец.- . . - Поскольку полости А, В, С, D к G откачаны до глубокого вакуума, отсутствует теплообм.ен через радиальные и торцовые зазоры между стаканами 13, 14 и цилиндрами 9, 10, а благодар  форме выполнени  этих стаканов и цилиндров и их последовательному соединению опорна  труба 6 и шток 7 со стаканами 13, 14 обладают большихм 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 отсутстви  теплопритоков в рабо .чую камеру 2 исключаетс  интенсивное испарение криогенной жидкости, процесс заливки уменьшаетс  во времени, снижаетс 

расход криогенной жидкости, ,,

Установка обеспечивает значительное уменьшение расхода криогенной жидкости не только при ее заливке в криостат, но и на прот жении всего испытани , поскольку сведен к минимуму теплоприток через последовательно соединенные опорную трубу и шток со стаканами в рабочую полость .криостата. Кроме того, благодар  коаксиальному и последовательному расположению цилиндров и стаканов, из которых состо т опорна  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.

Claims (3)

1. Установка дл  низкотемпературных

испытаний материалов на раст жение-сжа .тие, содержаща  криостат с рабочей камерой , в которой размещены захваты образца материала, опорную трубу и установленный в ней шток, св занные с захватами, траверсу , соединенную с опорной трубой, нагружающее устройство, св занное с траверсой и штоком, и откачное устройство, отличающа с  тем, что, с целью уменьшени  габаритов установки и расхода криогенной

жидкости, она снабжена двум  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 нагружающим устройством, шток соединен с внутренними днищами стаканов, а опорна  труба выполнена в виде двух соосных, установленных один над другим с зазором полых цилиндров и цилиндрической оболочки С-образного сечени , установленной с внутренней стороны цилиндров и соединенной своими кра ми с обращенными друг к другу торцами цилиндров.

2.Установка пон. 1, отличающа с  тем, что полость опорной трубы сообщена с откачным устройством.

3.Установка по нп. 1, 2, отличающа с  тем, что межстенное пространство

стаканов сообщено с полостью опорной трубы .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Кононенко В. И., Пустовалов В. В. Установка дл  изучени  деформации в широком интервале скоростей деформировани  при температурах до 1,3°К. - «Заводска  лаборатори , 1975, № 2, с. 247, рис. 1.

2.Виноградов Н. П. и др. Установка дл  низкотемпературных механических испытаний материалов в режимах ползучести и активного нагружени . - «Заводска  лаборатори , 1975, № 4, с. 489, рис. 1 (прототип).