Установка для низкотемпературных испытаний материалов на растяжениесжатие

и .,14 ; ,.ЪО П И С А Н ИИЗОБРЕТЕНИЯ р)777546 Савв Саввтвкнк Сациалнстичвскнх Республик(22) Заявлено 25.12.78 (21) 2700572/25-28с присоединением заявкиб 011 Ч 3/18 сударстеенныв комитет Приорит СС,СРевам неабретенн и вткрытнй(45) Дата опубликования описания 07.11.80 0.172.251.088.8) 2) Авторы изобретени. Абушенков, В. К, Чернецкий и В. Я. Ильиче ур АН физико-технический институт низких теУкраинской ССР 1) Заявител ТУР НЫХИЕ-СЖАТИ(54) УСТАНОВКА ДЛЯ НИЗКОТЕМПЕПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ НА РАСТЯЖ 2 твно 9 Изобретение относится к области низкотемпературных испытаний материалов, а именно к установкам для низкотемпературных испытаний материалов на растяжение- сжатие.Известна установка для низкотемпературных испытаний материалов на растяжение-сжатие, содержащая криостат, введенные в него тянущий шток и неподвижную штангу, захваты для крепления образца, связанные с тянущим штоком и неподвижной штангой 1.Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является установка для низкотемпературных испытаний материалов на растяжение-сжатие, содержащая криостат с рабочей камерой, в которой размещены захваты образца материала, опорную трубу и установленный в ней шток, связанные с захватами, траверсу, соединенную с опорной трубой, нагружающее устройство, связанное с траверсой и штоком, и откачное устройство 2,.Недостатками этих установок является большой расход криогенной жидкости из-за больших теплопритоков через опорную трубу и шток в нижнюю часть рабочей камеры криостата, а также большие габариты криостата по длине, затрудняющие его размещение в рабочем пространстве разрьмашины,Цель изобретения - уменьшение габаритов установки и расхода криогенной жид 5 кости.Указанная цель достигается тем, что установка снабжена двумя установленными вопорной трубе соосными, размещенными сторцовым зазором стаканами с двойнымй10 стенками, наружное днище первого из которых соединено с верхним захватом, а наружное днище второго - с нагружающимустройством, шток соединен с внутреннимиднищами стаканов, а опорная труба выпол 15 иена в виде двух соосных, установленныХодин над другим с зазором, полых цилинд,ров и цилиндрической оболочки С-образного сечения, установленной с внутренней стороны цилиндров и соединенной своими20 краями с обращенными друг к другу торцами цилиндров,Кроме того, полость опорной трубы может быть сообщена с откачным устройством, а межстенное пространство стаканов25 сообщено с полостью опорной трубы.Установка изображена на чертеже,Установка содержит криостат 1 с рабочейкамерой 2, в которой размещены захваты 3и 4 образца 5, связанные с опорной трубойЗО 6 и штоком 7, и нагружающее устройство 8.3Опорная труба 6 выполнена в виде двух соосных, установленных один над другим с зазором, образующим полость А, полых цилиндров 9, 10 и цилиндрической оболочки 11 С-образного сечения, установленной с внутренней стороны цилиндров 9, 10 и соединенной своими краями с обращенными друг к другу торцами цилиндров. Опорная труба 6 соединена с траверсой 12 и нижним захватом 4. Установка снабжена двумя смонтированными в опорной трубе соосными, размещенными с торцевым зазором В, 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 .О, стаканов 13 и 14 сообщены через отверстия 15, 17 и 18 с полостью А опорной трубы 6. Для заливки хладагента (например, жидкого гелия) в рабочую камеру 2 криостат 1 снабжен переливной трубой 19. Рабочая камера 2 окружена радиационным экраном 20, для охлаждения которого установлена азотная ванна 21. Корпус криостата 1 герметично присоединен к траверсе 12 стандартной разрывной машины 22. Термоизолированные полости Е и Р откачаны до среднего и глубокого вакуума соответственно. Рабочая камера 2 снабжена патрубком 23 для соединения с газгольдером (на чертеже не показан) или с атмосферой. Цилиндры 9 и 10 герметично соединены между собой сильфоном 24. Полость б между опорной трубой 6 и штоком 7 герметизирована сильфонами 25 и 26 и сообщена с откачным устройством 16. В пространство Н между захватами 3 и 4 введена 1.1-образная трубка 2, сообщенная с верхнейчастью рабочей камеры 2. Пространство Н сообщено ,с рабочей камерой 2 каналом 28.Установка работает следующим образом.При снятом криостате 1 испытуемый образец 5 устанавливают в захваты 3 и 4. Затем к траверсе 12 присоединяют криостат 1, рабочую камеру 2 которого откачивают до получения необходимого вакуума и заполняют теплообменным газом, а в ванну 21 заливают жидкий азот для охлаждения радиационного экрана 20 и предварительного охлаждения рабочей камеры 2. После этого в рабочую камеру 2 через трубу 19 заливают криогенную жидкость (например, гелий) до такого уровня, чтобы испытуемый образец 5 был полностью погруяен в жидкость. Пары жидкости, образующиеся в полости Н, отводятся по трубке 27 в верхнюю часть рабочей камеры 2, обеспечивая свободной доступ жидкого хладагента к образцу 5. По окончании заливки рабочую камеру 2 охлаждают криогенной жидкостью и ее пара 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4ми до температуры, близкой к температуре криогенной жидкости, при этом теплопроводность материала опорной трубы 6, штока 7 и стаканов 13, 14 уменьшается, уменьшается такжепри этом и интенсивность испарения криогенной жидкости. Далее включают рабочее движение штока 7 с захватом 3. При этом к образцу 5 прикладывают осевое усилие Я, под действием которого образец разрушается. После разрушения образца 5 и испарения остатков криогенной жидкости криостат 1 снимают и удаляют разрушенный образец.Поскольку полости А, В, С, й и б откачаны до глубокого вакуума, отсутствует теплообмен через радиальные и торцовые зазоры между стаканами 13, 14 и цилиндрами 9, 10, а благодаря форме выполнения этих стаканов и цилиндров и их последовательному соединению опорная труба 6 и шток 7 со стаканами 13, 14 обладают большим 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 отсутствия теплопритоков в рабочую камеру 2 исключается интенсивное испарение криогенной жидкости, процесс заливки уменьшается во времени, снижается расход криогенной жидкости.Установка обеспечивает значительное уменьшение расхода криогенной жидкости не только при ее заливке в криостат, но и на протяжении всего испытания, поскольку сведен к минимуму теплоприток через последовательно соединенные опорную трубу и шток со стаканами в рабочую полость ,криостата, Кроме того, благодаря коаксиальному и последовательному расположению цилиндров и стаканов, из которых состоят опорная труба и шток, последние имеют весьма малые габариты по длине, поэто. му малую длину имеет также и криостат, что дает возможность разместить такой .криостат в разрывной машине. Формула изобретения 1. Установка для низкотемпературных испытаний материалов на растяжение-сжа,тие, содержащая криостат с рабочей камерой, в которой размещены захваты образца материала, опорную трубу и установленный в ней шток, связанные с захватами, траверсу, соединенную с опорной трубой, нагружающее устройство, связанное с траверсой и штоком, и откачное устройство, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью уменьшения габаритов установки и расхода криогенной жидкости, она снабжена двумя 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 нагру77754 В Составитель Г. Длехов Техред И. Пенчко Корректор Л Орлова Редактор Г. Бельская Заказ 245/20 Изд.530 Тираж 1160 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, )К.35, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 жающим устройством, шток соединен с внутренними днищами стаканов, а опорная труба выполнена в виде двух соосных, установленных один над другим с зазором полых цилиндров и цилиндрической оболочки С-образного сечения, установленной с внутренней стороны цилиндров и соединенной своими краями с обращенными друг к другу торцами цилиндров.2, Установка по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что полость опорной трубы сообщена с откачным устройством.3. Установка по пп. 1 2, отличающ а я с я тем, что межстенное пространство стаканов сообщено с полостью опорной трубы. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Кононенко В. И., Пустовалов В. В. Установка для изучения деформации в широком интервале скоростей деформирования при температурах до 1,3 К. - Заводская лаборатория, 1975,2, с. 247, рис. 1.Г 0 2. Виноградов Н. П. и др. Установка длянизкотемпературных механических испытаний материалов в режимах ползучести и активного нагружения. - Заводская лаборатория, 1975,4, с. 489, рис. 1 (прототип).