Термокриокамера для статических испытаний материалов

(51)4 Г 25 0 3 10 фсфри ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) ТЕРМОКРИОКАМЕРА ДЛЯ СТАТИЧЕСКИХИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к областистатических испытаний материалов (металлов и пластмасс) в температурномполе на ползучесть, релаксацию, теплостойкость и морозостойкость. Цельюизобретения является уменьшение габаритов, снижение материалоемкости иэнергоемкости термокамеры, улучшение,условий техники безопасности при за13 17253мене образцов, Термокриокамера содержит цилиндрический корпус 1 с верхним 10 и нижним 9 основаниями с отверстиями для тяг 16 захватов 15 образцов, закрывающихся термоизоляционными крышками 17. Термокриокамера выполнена разъемной в виде двух симметричных относительно продольной оси съемных частей, Верхнее и нижнее 10 и 9 основания термокриокамеры выполнены снаружи коническими и установлены соответственно в верхнюю и нижнюю кольцевые опоры 12 и 11, размещенные на разрывной машине, причем верхняя опора 12 выполнена с возможностью продольного перемещения вдольнаправляющего кольца 13. Муфель 2термокриоэлемента выполнен двустенным и его полость 5 образует криокамеру, в верхней части которой расположен кольцевой распределитель 6хладагента. Термоиэоляционные крышки17 выполнены в виде теплоизоляционных шайб 18, установленных с зазороммежду ними на тягах 16 захватов 15образцов. Изобретение может быть использовано в разрывных машинах и приборах для температурных испытанийматериалов (металлов и пластмасс) .1 з.п, ф-лы, 1Изобретение относится к исследованию физических свойств материалов в температурном поле и может быть использовано в конструкциях разрывных машин с термостатами при испытаниях материалов.Термокриокамера является составной частью испытательного комплекса и предназначена для создания заданного температурного режима испытуемого материала в процессе исследования его механических свойств.Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение безопасности работы при замене образцов путем создания быстросъемной конструкции термокриокамеры убираемой иэ машины в момент замены образца и лег ко монтируемой при испытаниях.На чертеже изображена термокриокамера, разрез.Термокриокамера содержит цилиндрический корпус 1, в котором симметрично продольной оси размещен двустенный муфель 2, отделенный от корпуса 1 внутренней теплоиэоляцией 3. Трех- секционная обмотка нагревателя 4 размещена на муфеле 2 и изолирована фарфоровыми бусами. Выполненная внутри муфеля 2 полость 5, закрытая в верхней части кольцевым распределителем 6 с штуцером 7 ввода хладагента, об- . разует криокамеру. В нижней части полости 5 расположен штуцер 8 вывода газа, Боковые поверхности нижнего 9 и верхнего 10 основания корпуса 135 раэца в захваты 15 тяг 16 обе половины корпуса 1 устанавливаются на5 10 15 20 25 ЗО термокриокамеры выполнены коническими. Нижнее основание 9 установлено на кольцевой опоре 11, внутренняя поверхность которого конгруэнтна боковой поверхности основания 9. Верхнее основание 10 установлено в кольцевой опоре 12, которая имеет возможность перемещения в вертикальном направлении вдоль направляющего кольца 13. Опора 12 выполнена аналогично опоре 11, Вращательное движение опоры 12 преобразуется в поступательное эа счет перемещения штифта 14, запрессованного в нем, по винтовой канавке в направляющем кольце 13. Корпус 1 выполнен разъемным и содержит две съемные симметричные относительно продольной оси половины, соединяемые по плоскости, проходящей через продольную ось. Учитывая интенсивный отвод тепла от концов образца эа счет теплопроводности материала захватов 15 и тяг 16 и охлаждающее действие, оказываемое торцами термокриокамеры, на тягах 16 жестко закреплены термоизоляционные крышки 17, состоящие из теплоизоляционных шайб 18 с воздушным зазором между ними. Тяги 16 установлены в отверстиях оснований 9 и 10, В нижней части корпуса 1 расположены выводы 19 нагревателя 4.Работа термокриокамеры осуществляется следующим образом.После установки испытуемого обВНИИПИ Заказ 2410/35 Тираж 475 Подписное Производств.-полиграф. пред-е, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 131 нижнее основание 9 и затем в отверстие кольцевой опоры 11, а сверху - в кольцевой опоре 12, которая при вращении получает продольное перемещение за счет движения штифта 14 по винтовой канавке направляющего кольца 13. Для испытания образца при высокой температуре на трехсекционные обмотки нагревателя 4 через выводы 19 подается напряжение питания, Передача тепла от разогретого муфеля 2 к образцу происходит за счет тепло- излучения. Для смены образца после испытания поворотом подвижной кольцевой опоры 12 обе половины термокриокамеры освобождаются, после чего вручную поднимаются до выхода нижнего основания 9 из конического кольца 11 и убираются из машины.Для испытания материала при отрицательных температурах хладагент (обычно жидкий азот) из сосуда Дюара через штуцер 7 ввода подается в кольцевой распределитель 6 и, просачиваясь через щель между ним и стенкой полости 5, испаряется, охлаждая муфель 2. Газ выводится наружу через штуцер 8 вывода. Для выравнивания температур по длине муфеля 2 может использоваться одна иэ обмоток нагревателя 4.Преимущества термокриокамеры заключаются в повышении безопасности и удобства работы оператора при замене образца, так как съемная термокриокамера не ограничивает зону действия оператора и исключает возможность получения ожогов рук о муфель термокриокамеры; значительно уменьшаются габариты термокриокамеры, так как ее размеры определяются не требованиями возможности безопасной рабаты оператора, а размерами испытуемого образца и захватов. Внутренний диаметр муфеля должен немного превышать размеры захватов, чтобы они не задевали за стенки муфеля, а длина муфеля определяется общей длиной захватов с образцами, так как при растяжении или разрыве образца исключена возможность удара о днище термокриокамеры за счет того, что отверстия 7253 4муфеля закрыты термоизоляционными крышками, расположенными на тягах и перемещающимися вместе с ними.Выполнение криокамеры внутри полого муфеля позволяет уменьшить вес и наружный диаметр термокриокамеры.Уменьшение внутренних размеров муфеля и его объема позволяет снизить энергоемкость термокриокамеры за счет 10 снижения тепловых потерь и вьравнивания температурного поля возле образца. Формула изобретения15 1. Термокриокамера для статических испытаний материалов, содержащаяцилиндрический корпус с внутреннейтеплоизоляцией с верхним и нижним20 основаниями, в которых выполнены соосно расположенные отверстия и размещены тяги с захватами образца материала, термоизоляционные крышки,средства для,нагрева и охлаждения,содержащие соответственно муфель собмоткой нагревателя и криокамерус патрубками для подвода и отводахладагента, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью повышения безопасности работы при замене образцов иупрощения конструкции, боковые поверхности верхнего и нижнего оснований выполнены коническими и размещены в кольцевых опорах, внутренние35 поверхности которых конгруэнтны боковым поверхностям оснований, приэтом кольцевая опора верхнего основания установлена с возможностью вертикального перемещения, муфель сред 40 ства для нагрева выполнен двустенным,полость между стенками которого образует криокамеру, и снабжен кольцевымраспределителем хладагента, установленным в верхней части криокамеры,45 термоиэоляционные крышки жестко соединены с тягами, а корпус выполненразъемным вдоль оси,2, Термокриокамера по п.1, о т -л и ч а ю щ а я с я тем, что каждаяиз термоизоляционных крышек выполнена в виде шайб, размещенных одна наддругои с зазором.