Секционированный калориметр

ОЛ ИКАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц,744252 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 03.04.78 (21) 2598929/18-10с присоединением заявки ЪЪ -51) М. Кл."- 6 01 К 17 Государстввииый ко 1 иит(45) Дата опубликования оппсав 1 я 30.06,8 2) Авторы изобретен Н. С. Зубков и В. А. Терентьевбирский металлургический институт им. Серго Орджоникидзе(71) Заявитель СЕКЦИОНИРОВАННЫЙ КАЛОРИМЕ 1 Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к научно-исследовательскому оборудованию для изучения энергетических характеристик сварочных источников тепла, в частности, для исследования радиального распределения теплового потока в пятне нагрева электрических дуг с неплавящимся электродом.Известен секционированный калорцметр для определения радиального распределения плотности теплового потока по пятну нагрева сварочных источников тепла, преимущественно электрических дуг с неплавящимся электродом, содержащий две термически разделенные и охлаждаемые изнутри секции с тепловоспринимающцми элементами 1.Использование известного секционпрованного калориметра для изучения радиального распределения плотности теплового потока по пятну нагрева сжатых электрических дуг прямого действия с силой тока до 400 А, горящих в среде азота, показало невозможность его использования для указанных сварочных источников тепла, поскольку высокая плотность теплового потока в пятне нагрева, обусловленная повышенной силой тока и концентрированностью тепловложения, характерной для сжатых дуг, приводит к оплавлению тепловоспринимающих поверхностей ц рабочих кромок секций калориметра. В результате оплавленця нарушаются термическая ц электрическая изоляции секций относительно друг друга ц секццо нпрованпый калорцмстр станов:1 тся непригоден к работе. 11 срсмсщенце пятна нагрева в направлении, перпендикулярном границе между секццямп, для цсключеьц 1 я погрешностей измерения цз-за инерционности 0 составляющих систем калориметрпрованцяосуществляется со скоростью не выше 2 мм/мпн. Такая скорость перемещения не позволяет предотвратить оплавления тепловоспрцнцмающцх поверхностей. Оплаьленце 5 тепловоспрцццмающцх поверхностей известного секццонцрованцого калориметра можно было бы предотвратить прц перемещении пятна нагрева со скоростью порядка 6 м/мцц в направлении, параллельном границе меяс ду секциями. Прц этом распределение теплового потока между секцпямц остается постоянным, соответствующим положению пятна нагрева относительно границы между секцпямц, а предотвращение оплавления 5 тепловоспрцнцмающих поверхностей осуществляется за счет сокращения времени взаимодействия теплового потока дуги с тепловоспрцнпмающей поверхностью. Однако при применении известного секционпрованного 0 калориметра это приведет к большому уве 744252личению нсобходмой длины сск иеа,)оримстра, что сделает его применен;с прак- ТИ"1 ССЕИ ИСБОЗЪ 0 кнЫ 1.Целью настоящего изобретен;и язляс Г(я расширение диапазона измсренш.Постав;синая цел, до"пи;Стс; Гс)1 1 о секции калориметра Быпогин.иы и ш дс цилиндров одинакового диамсра, соединенных Скд сооо ПО торноы: Поверхностям, при этом противоноложиыс торцы сВязаны с Осями Врашсиия ци,1 иид;)ОВ, 2 тепловоспринимающие элементы расК)лага - ются на боковых иовсрхностях цилиндров.Такое выполнение калориметра позволясг поВысить допустиму 10 тсплову 0 нсирузе(у на тепловоспришгмаощие поверхности и т;м самым расширить диапазон измерений.На чертеже изобра)ксн сскциопировашый калориметр.1(,алорметр состоит из двух сосдпненных мскДу сооой сеецП, 1,2 КД 251 сееЦН 51 нрсдставляст собой цилиндр 1 из тс)ГОизоляционного материала. Цилиндры фикс:руются относительно друг друга с помоиью рсзьбового соединения таким образом, и;о их оси Врацеия совпадают. На сосдинясмых концах цилиндров имс 10 тс 51 еолысвы(. иро 101- ки, которые закрываются мсдиь:(1:.1 крышками 2, вь;полнсины.;)и В Вндс накитиы:( Вск. Наружная поверхность крышек 5.ил 5 с Гс) тспловоспринимаюЦсй повср (нос .ю секции. Полость, образованная кольцевой проточкой цилиндра и ниутренней поверхностью кр ь 1 ш ки, служит дл 51 ци р кус 51и 0(- ладителя, оосспечивющс)о отвод тепла от теп,10 восГрииимающсй поверхности ссеции. Между торцсьыми поверхностямн ерьш;се ВЫДЕР(ИВ 2 СТС 51 3230 Р, ИСООХОДИМЫИ 551 термической изоляции секций друг от друга, На противоположных концах ш)липдров размещаются скользяшис обоймы 3, которые имеют полости, образованныс внутренней кольцевой проточкой и нарукной поверхностью цилиндра и служащие для подвода и слива охадитсля, Полости скользя ЦИХ ОООЙМ СОСДИИ 51 ЮТСЯ С ПОЛОСТЯМИ, ООР 2- зованными кольцевыми протон(а;н цилиндров и внутренней повсрхностыо крышек, выполнешыми в виде каналов в иилиндре. Соединенные цилиндры 1 установлены во вращающихся центрах 4, один из которых приводной. Приводной центр соеднпсп с валом электродвигателя 5. Пятно нагрева электрической дуги 6 с неплавящимся электродом 7 располагается на тспловоспрннимающих Гювсрхностях крыпсе 2.Секцпонировапньш калориметр работает следующим образом. Калоримстр устанавливается во вращающихся центрах 4, В каждую секцию калориметра подастся охладитсль и ОбеспеиВается его цирОл 5 шя, затем приводятся во вращение от электродвигателя 5 соединспныс цлиндры секций калориметра. После это о возбуждается электрическая дуга 6 между нсплавящнмся электродом 7; х(,ио) Ер,Нео:" 2 О,юй Гз осеий еагОр:1,1 стр 2, р ГО)1 0 . Сн., м( тр) ду и норСи ",и (г яри; Ос( и; я ССЕ;Н 1; ЛС 1(ИТ Б )СР 1Еа, ЬИО ИЛОСЕО("И,б нрОХО;(511(1 срсз )О,)5 и;уту 10 ссь. Вр 21 цсше цилиндров обссис нваст псрсмсценис ГСИЛОВОСИрнппМаОШИХ ИОВСрхНОСТЕМСДНЫХ ЕРЫШСК; ИСООХОн) ОИ, (51 ИСКЛО)Ен 51 ГХ ОПГ 2 В,СИПЯ СЕОРОС-.О 0)ИОС 1:СЛЬИО ИЯТ и с н (1 Г р с и с в н 2 и рв 51 с и и ., и 2) р Г л Г е Г ы 10)3230 ру мсжду сееии 1 мн еагор 1)мстра. ПОс;с этого Осщсств,5 От псремешени пятна нарева Э.)сктрисской ду и н(1 Гсп,10 БОснрииимаю 1 цю ПОБрхность крыгьки ссеи)й ссед ции еа,10)1 мстр 2 Б наГравлсиии, псриснди 1 Ол 51 РПО;1 ГГосеости 323 ОР 2 мсждм сскциЯ- ми, с постоянной скоростью, нс превышающей 2 )1 ин, При перемещении пятна нагрева с тсиловоспр,нимаюшсй иоьсрхности )О одной секции калор:Метра иа тснловоспринимаюшую поверхность дру ой секц;и происходит ГСрсраснре;Слсннс теплового потока дуги мскду секциями. Контролируя скорость перемещения пятна нагрева, расход 25 охладителяизменение разницы температур последнего на входе и на Выходе из секций, по.) 12 от эксперимснтальиыс даиныс для расчета раднал нос распределения теплового потока.дз Прменеше для исс,сдоваиин энсргсти сских х 2 раетеристие сварочиьх источников тепла, 2 13 сино дгя исследованя раснрсдслшя теплового п(вгика Б пятне иа рсва э л с к т р и ч с с е и х с 1 2 р О ч н ь 1 х д) 1 с н с и л 2 В я ш и м с 51 элсетрО;Ом сскционроваииОО ка;10 ри 1(ст ра ирсд (1 Гас."10 й еоистр, кции позволит за счет повышения допустимой тепло)ой нагрузки на тспловосприиимаюшис поверх- НОСТИ ССКЦИ )СТанавЛИБ 2 ТЬ К 232 НИУЮ Ха рактсристику для сварочных дуг большоймощности с высокой плотностью теплового оока В Гятнс нагрева. При сварке иитенсивносгь протекания фа.д зовых структурных и об 1 смньх прсвращешй которые в совокупности определяют структуру металла Нва и его прочностные характеристики, в первую очередь определяется характером распространения тепла в ,О сваривемом издсгии, П)и расчете и(с процессов расиространсшгя тепла необходимо учитывать характер рада,),ного распределения теплового потока по п 5 ггиу нагрева, что требует экспсрГмситального онрсдсле,") ии 5 укс 32 иио хараетсристики.Г 1 олуение воз 10 ености эесиери(Ситал- ного определения радиального распределения теплового поока для мощных электрических дуг с нсилавяшимся электродом позволит на огиовс тсорстических расчетов температурных голей в сваривасмом издели про Позировать структуру металла шва и околошовной зоны, получать сварные соединения с заданными прочностными харак теристиками.744252 Фар мула из обретен и я Составитель Г. Мухина Техред В. СериковаРедактор Е. Абрамова Корректор 3. Тарасова Заказ 771/3 Изд. М 320 Тираж 729 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, К, Раушская наб., д. 45 Типография, пр. Сапунова, 2 Секционированпый калориметр для определения радиального распределения плотности теплового потока по пятну нагрева сварочных источников тепла, преимущественно электрических дуг с неплавящимся электродом, содержащий две термически разделенные ц охлаждаемые изнутри секции с тепловоспринимающими элементами, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, секции калориметра выполнены в виде цилиндров одинакового диаметра, соединенных между собой по торцовым поверхностям, при этомпротивоположные торцы связаны с осямивращения, а тепловоспринимающие элемен 5 ты располагаются на боковых поверхностяхцилиндров.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Демяццевцч В. П., Михайлов Н. П. Ис 1 О следование распределения тепла мцкроплазменной дуги при смещешш центра пятна нагрева с осц стыка. - Сварочное производство М б, с. 2, 1973 (прототип),