Дилатометр вышванюка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ ЬО , 1742 РЕСПУБЛИК 05 601825 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ тельширеллов. , Леаука,(54) ДИЛАТОМЕТР ВЫШВАН (57) Изобретение относится ной технике и может быть исп исследования теплового расш дых материалов в диапазон ЮКАиль эмерительзовано для рения твер,2473 К. ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Методы измерения теплового расния стекол и спаиваемых с ними метТруды 1-го Всесоюзного симпозиумнинград, 13-16 апреля.1966, - Л.: Н1967, с. 182-183.Авторское свидетельство СССРМ 798573, кл. 6 01 й 25/16, 1981. Изобретение относится к области измерения теплофиэических свойств веществ и может быть использовано для исследования теплового расширения твердых материалов в диапазоне 4,2-473 К,Известен. кварцевый дилатометр для исследования теплового расширения твердых тел.Недостатком этого дилатометра является недостаточная точность измерений из-за неудовлетворительной стабилизации температуры кварцевой конструкции,Наиболее близкм к предлагаемому является кварцевый дилатометр, в котором нижний торец толкателя выполнен в виде стакана, охватывающего с зазором внутрен. Цель - повышение производительности и точности измерений, Кварцевый. дилатометр содержит криостат, в котором размещена измерительная трубка со сквозными отверстиями, направляющими втулками, столиком и стаканом для установки образца. толкатель, нагреватель образца, датчики измерения его температуры и датчик измерения удлинения. На верхнем торце измерительной трубки установлен дополнительный стакан, в котором на цилиндрической части выполнены сквозные отверстия нижнего уровня размещения датчика измерения удлинения. Направляющие втулки закреплены на измерительной трубке при помощи обечаек в виде конуса со сквозными отверстиями, а измерительная трубка содержит дополнительные сквозные отверстия, которое располагаются ниже уровня крепления к ней обечаек. 1 ил. нии стакан, дно изготовлено заодно со столиком. Высота каждого из стаканов, охватывающих образец, меньше отверстия, одно из которых ниже, а другое выше уровня низкокипя щей жидкости.Недостаток известного дилатометра состоит в том, что нетермостатируемая часть его кварцевой конструкции и узел крепления и перемещения датчика измерения удлинения образца, .находящиеся выше уровня низкокипящей жидкости; изменяют температуру в процессе измерений и таким образом вносят погрешность в результаты измерений, Кроме того, большая часть времени (примерно один час) в подготовке дилатометра к работе затрачивается на стабилизациютемпературы этой части конструкции дилатометра после заливки дилатометра низко- кипящей жидкостью,Цель изобретения - повышение производительности и точности измерений,Введение в конструкцию дилатометра еще одного стакана со сквозными отверстиями и организация вытеснения из этого стакана термостатирующей низкокипящей жидкости ее парами до уровня ниже головки датчика измерения удлинения, а также поддержание жидкости на этом уровне при помощи конусов со сквозными отверстиями и дополнительных сквозных отверстий в измерительной трубке позволяют обеспечить термостатирование всей конструкции дилатометра путем прямого контакта с низкокипящей жидкостью. Организация такого термостатирования позволяет устранить температурный дрейф конструкции, а следовательно, повыситьточность измерений, Кроме того, прямой контакт с низкокипящей жидкостью интенсифицирует теплообмен между жидкостью и конструкцией при ее захолаживании и таким образом сокращает время, затрачиваемое на эахолаживание и выход на рабочий тепловой режим конструкции.На чертеже приведена конструктивная схема дилатометра,, Дилатометр имеет криостат, выполненный в виде сосуда Дьюара 1, В криостате размещена кварцевая конструкция, которая содержит измерительную трубку 2, столик 3 со стаканом 4, толкатель 5 со стаканом 6, при этом стакан 6 с зазором одет на стакан 4. На измерительную трубку 2 одет стакан 7 с размещенным в нем датчиком 8 измерения удлинения образца, В цилиндрической части стакана 7 ниже уровня головки датчика выполнены сквозные отверстия 9 для поддержания уровня низкокипящей жидкости ниже головки датчика 8. Радиальная фиксация толкателя обеспечивается направляющими втулками 10, обечайки крепления которых выполнены в виде конусов 11 и снабжены сквозными отверстиями 12.Конусы служат для улавливания пузырьков газа, образующихся при испарении низкокипящей жидкости теплом, поступающим от нагревателя 13 образца, а сквозные отверстия - для дозированной его подачи в стакан 7. Излишки газа отводятся через сквозные отверстия 4, выполненные в измерительной трубке, Температура образца измеряется при помощи термопары 15.Полностью смонтированный дилатометр заправляется низкокипящей жидкостью, например жидким азотом, так, что уровень азота выше стакана 7 с датчиком, В течение примерно 5 мин дилатометр и образец принимают температуру жидкого азотаи дилатометр готов к работе. С помощьюнагревателя последовательно устанавливаются требуемые температуры образца и из 5 меряется изменение его длины,В процессе заливки жидкости азот попадает в полости стаканов 4, 6 и 7, Привключении нагревателя образца азот в полости стаканов 4 и 6 быстро испаряется,10 образуя в ней избыточное давление, которое исключает в процессе проведения измерений проникновение в эту полость жидкогоазота. Пары азота, образующиеся на поверхностях стаканов 4 и 6 вследствие выделе 15 ния нагревателем тепла в виде пузырьков,поднимаются, до конических обечаек, иэ которых через отверстия 12 в виде мелкихгазовых пузырьков азот поступает в стакан7 и вытесняет из него жидкий азот до уровня20 сквозных отверстий 9, через которые удаляется его избыточное количество. Обечайки ввиде конуса пропускают часть газообразного азота через отверстие 12 для вытесненияжидкого азота из полости стакана 7, а дру 25 гую избыточную его часть отводят через отверстия 14 в измерительной трубке,При отсутствии конических обечаек сосквозными отверстиями поднимающиесявверх пузырьки газа увеличиваются в раз 30 мерах за счет уменьшения гидростатического давления и схлопываются в стакане 7,вызывая гидроудары, которые увеличиваютпогрешность измерений. В процессе измерений все элементы конструкции дилато 35 метра, температуру которых необходимоподдерживать постоянной, термостатируются путем прямого контакта с жидким азотом.Таким образом, предлагаемый дилато 40 .метр повышает производительность и точность измерений кварцевых дилатометров,сохраняя в то же время их преимущества:простоту конструкции, надежность в эксплуатации, низкую стоимость и др. Кроме45 того, эффективное термостатирование всехэлементов конструкции дилатометра, температуру которых необходимо поддерживать постоянной, позволяет изготавливатьконструкцию дилатометра не только из50 кварца, но и из других материалов, обладающих низким тепловым расширением не вовсем рабочем температурном диапазоне,как у плавленного кварца, а только при температурах, близких к температуре кипения55 термостатирующей жидкости,Ф ор мул а изобретенияДилатометр, содержащий криостат,размещенную в нем измерительную трубкусо сквозными отверстиями, направляющими втулками, столиком и стаканом, дно ко1742692 12 Ж Составитель В.МарчеТехред М.Моргентал Шулл Редакт орректор З.Са аказ 2280 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям и 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 т СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,торого выполнено заодно со столиком, толкатель, нижний торец которого выполнен в виде стакана, охватывающего с зазором стакан измерительной трубки, нагреватель образца, а также датчики измерения его 5 температуры и удлинения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения производительности и точности измерений, на верхнем торце измерительной трубки установлен дополнительный стакан. на ци линдрической части которого ниже уровня датчика удлинения выполнены сквозные отверстия, направляющие втулки прикреплены к измерительной трубке при помощи обечаек в виде конуса, имеющего сквозные отверстия, а угол раствора которого направлен в сторону датчика измерения удлинения, при этом измерительная трубка содержит дополнительные сквозные отверстия, расположенные ниже уровня крепления к ней обечаек.