Термовакуумная установка для проведения испытаний

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 429 А 1 04 В 37 08 ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМ ИДЕТЕЛ ЬСТВУ(21) 4922453/29 контейнер и устройство фиксации объектов испытаний с контейнером. Контейнер выполнен в виде прямоугольной емкости со стенками, усиленными ребрами жесткости, Устройство фиксации выполнено в виде распорной штанги, установленной в распор между стенкой контейнера и объектом испытаний. Стенка контейнера перфорирована. Распорная штанга снабжена сменной опорной пятой, выполненной с комбинированным контактным диском. Пята снабжена центробежным конусом, выполненным с возможностью установки в отверстии перфорации. В контактном диске выполнена расточка, в которой установлена калибровочная контактная шайба, расточка, выполнена теплопроводной пастой. 5 з,п.ф-лы, 10 ил.(71) Ленинградский государственныческий университет(56) Авторское свидетельство СССРМ 537610, кл. Е 04 В 37/14, 1975,Авторское свидетельство СССРМ 1455044, кл, Е 04 В 37/08, 1988,Авторское свидетельство СССРМт 580349, кл. Е 04 В 37/08, 1975.(54) ТЕРМОВАКУУМНАЯ УСТАНОВПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ техниКА 57) Сущность изобретения; терм ая установка содержит негерм акуум- ичный вариант раслорной штанги с кон диском. и теплопроводной пастой; показано устройство, аналогичное ству по фиг.2 с отверстиями под ко фиг.6 изображена схема фиксации испытаний в контейнере на столе вариант с двумя теплоизолирующи порными штангами; на фиг. 7 - то ж ант с двумя теплоотводящими расп штангами; на фиг,Я - то же, вариант теплоотводящей распорной штан фиг. 9 - то же, вариант с несольки лоотводящими параллельно устано ми штангами; на фиг.10 - вариант распорнымищтангами, установленн позитно и фиксирующими одновр два объекта испытаний.Термовакуумная установка для дения испытаний содержит вакуумн Изобретение относится к теным установкам для проведенний, научных экспериментов итехнологических процессов и каблем теплообмена объекта испыловиях вакуумной камеры.. Цель изобретения - расширение технико-эксплуатационных возможностей установки и повышение качества теплового взаимодействия объекта испытаний и теплового экрана.На фиг.1 показан пример конструктивного выполнения термовакуумной устайовки для проведения испытаний; на фиг.2 - фрагмент устройства, вариант распорной штанги с центровочным конусом; на фиг.3 - фрагмент устройства, вариант распорной штанги.с контактным диском и калибровочной шайбой; на фиг.4 - фрагмент устройства,рмовакуумия испытанекоторых сается протаний в усгой; на ми теп- вленныс двумя ыми оп- еменно ве- каГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССРмеру 1 со средствами ее откачки 2 и монтажным столом 3, На столе 3 съемно установлен негерметичный контейнер 4 для обьекта испытаний 5. Контейнер 4 представляет собой прямоугольную емкость - контейнер (параллелепипед) с крышкой 6 и стенками 7, усиленными ребрами жесткости 8 и снабженными средствами 9 их охлаждения и/или нагрева, В частности, средства 9 выполнены в видеЪмеевика, связанного шлангами 10, 11 через гермосоединения 12 с системой снабжения камеры 1 хладагентом и/или теплоносителем, Таким образом, емкость 4, являясь контейнером для размещения объекта испытаний 5, является также тепловым экраном. Негерметичность контейнера 4 обеспечивается, например, перфора. цией - множеством сквозных отверстий 13 в стенках (стенке) 7 и, при необходимости, в крышке 6,Термовакуумная установка содержит также устройство фиксации объектов испытаний 5 в контейнере 4 и тепловой мост для связи объекта 5 с контейнером 4, При этом устройство фиксации и тепловой мост конструктивно объединены в одно изделие, представляющее собой две (см,фиг. 1, 6, 10), одну (см.фиг,Я / или несколько (см.фиг,9) распорных штанг 14, устанавливаемых (при монтаже объекта 5) враспор в контейнере 4 между объектом 5 и стенками 7 контейнера 4. Расположенные на концах штанги 14 опорные пяты 15 могут, в общем случае, иметь различную конфигурацию рабочей поверхности, т.е. со стороны, противоположной паре 16 "винт-гайка", в зависимости от конкретных задач (минимум, максимум или определенное промежуточное значение теплостоков через устройство фиксации объекта 5),В предпочтительном варианте устройства термовакуумной установки каждая штанга 14 выполнена со сменными пятами 15, набор которых включает в себя;пяты 17(см.фиг, 2, 5, 6) с центровочными конусами, соответствующими по крайней мере части отверстий 13 или отверстий 18, специально предусмотренных на внутренних поверхностях стенок 7;пяты 19 (см.фиг. 3, 4) с комбинированными контактными дисками с внутренней расточкой 20 под калибровочную контактную шайбу 21 диаметром б (т,е, с определенной, известной, "гарантированной" площадью контакта) и/или теплопроводную пасту 22 (см.фиг,4); глубина расточки 20 меньше толщины контактной шайбы 21,Минимальное количество сменных пят 15 - по две однотипных на одну штангу 14.40 45 50 и повышение качества контакта объекта 5 со столом 3 через стенку 7 (усилие и равномерность прижатия).В варианте на фиг.10 посредством двух оппозитно установленных враспор штанг 14 зафиксировано сразу два объекта 5, при этом каждая из штанг 14 находится в контакте с одним из объектов 5, а обьекты 5 плотно прижаты друг к другу п.ротивоположными стенками,Описанное многообразие вариантов охарактеризовано обобщающими конструктивными признаками; Возможны и другие варианты конструктивного исполнения устройства в рамках формулы изобретенияУстройство работает следующим образом,Объект 5(см,фиг,1) устанавливают вместе со штангами 14 в контейнер 4 (при открытой крышке 6) и, посредством пар 16 (см,фиг.2-7), с усилием Р(см.фиг,6, 7) фиксируют, При этом При необходимостй электрической связи объекта 5 с системой управления и/илиизмерения используется кабель 23.Для усиления жесткости контейнера 45 при монтаже объекта 5 и штанг 14 крышка 6может быть выполнена составной (не показано) или с технологическими окнами 24,достаточными для доступа инструмента кпарам 16,10 Описанное устройство допускает различные комбинации элементов (вариантыфиксации объекта 5 в контейнере 4),Так, в варианте на фиг,6 объект 5 вконтейнере 4 зафиксирован посредством15 двух оппозитно расположенных штанг 14 сминимально возможной для данного устройства контактной тепловой связью с контейнером 4, Б варианте на фиг,7 обьект 5зафиксирован в кон гейнере 4 также посред 20 ством двух оппозитно расположенных штанг14, но с пятами 19, обеспечивающими максимальную или определенную промежуточнуюконтактную тепловую связь с контейнером 4,, В варианте на фиг,8 предусмотрена всего од 25 на штанга 14 с пятами 19, обеспечивающая нетолько развитую кондуктивную тепловуюсвязь стенки объекта 5 со стенкой контейнера4, но и., одновременно, надежный контактпротивоположной стенки объекта 5 с термо 30 статируемым монтажным столом 3 через соответствующую стенку 7. Штанги 14 могутбыть независимо или дополнительно установлены горизонтально(показано пунктиром нафиг,8, 9).Вариант на фиг,9 отключается от предыдущего количеством штанг 14 - тепловых мостов, параллельная установка которых обусловливает пропорциональное увеличение суммарного теплового потока через нихобъект 5 не контактирует непосредственно со стенками контейнера 4. При использовании пят 17 элементы устройства устанавливают таким обраЗом, чтобы конусные их части вошли во взаимодействие с фасками отверстий 13 или 18 (см. фиг. 2,5), а в случае использования пят 19 с шайбами 21 или пастой 22 выбирают, по воэможности, места опор без отверстий 13, 18. После описанных операций состыковывают злектроразъемы кабелем 23, закрывают крышку 6, устанавливают контейнер 4 на столе 3 (при открытой камере 1) и присоединяют шланги 10. 11. Прй упомянутом выше варианте с недостаточной для усилия. Р жесткостью контейнера 4 ео снятой крышкой 6 последовательность. операций монтажа меняют: часть крышки 6 устанавливают до распора штанг 14 или выполняют их распор через окна 24.После этого обеспечивают заданные условия для объекта испытаний 5 в камере 1: откачивают камеру средствами 2 и захолаживают (нагревают) контейнер 4, заполняя средства (змеевик) 9 и/или прокачивая через них хладагент(например, жидкий азот) или горячий воздух. За счет негерметичности (перфорации 13) полость контейнера 4 также вакууми 2 оуется, например до высокого вакуума(10 -10 Па),В варианте.с пятами 17 / см.фиг.2,5, б/ объект 5 имеет минимальный контакт со стенками 7 и, следовательно, минимальную; практически нулевую тепловую кондуктивную связь со стенКами 7 и крышкой б контейнера 4 и в условиях высокого вакуума гарантируется только теплаобмен излучением - оиэл (см.фиг,б).В варианте с пятами 19 и теплопроводной пастой 22 в расточке 20 (см,фиг.4) обес. печивается максимальная площадь контакта при данном диаметре пяты 19 и, соответственно, максимальный теплосток с обьекта 5 при захолаживании /теплосток к нему при нагреве контейнера/ - цт /см,фиг,7/.В варианте с пятами 19 и шайбами 21 (см,фиг.3) эа счет постоянной, известной площади пятна контакта в условиях прижатия с усилием Р (см,фиг.7) обеспечивается контролируемый (удобство расчета) тепло- сток (теплоприток) через штанги 14. 8 вариантах на фиг, 8. 9 охлаждение (нагрев) объекта 5 происходит, прежде всего, за счет его прижатия штангами 14 инйжней стенке 7 контейнера 4, взаимодействующей с нагреваемым или эахолаживаемым столом 3 камеры 1, Существенная, хотя и меньшая часть кондуктивного теплостока(- притока) от приходится на тепловой мост-.штангу 14(см,фиг.8) или несколько мостов-штанг 14(см.фиг.9).В варианте на фиг,10 теплосток (- приток) с каждого объекта 5 происходит через 5 одну связанную с ним штангу 14, а температуры объектов 5 выравниваются между собой за счет взаимного плотного силового контакта; два объекта 5 вывешены в объеме контейнера 4 посредством всего двух штанг 10 14. При теплоизоляции объектов 5 от стенок7 с помощью конусных пят 17 кондуктивный теплосток через штанги меньше, чем при установке объектов 5 по отдельности по варианту фиг.б.15 Расширение технико-эксплуатационных возможностей заключается в обеспеченвю возможности оперативных установки и крепления объекта испытаний в термовакуумной камере е различных положениях, в 20 широком диапазоне задаваемых условийиспытаний. включая требования: минимальной, максимальной или любой, но определенной, поддающейся простому и достоверному расчетному определению величине кондуктивногь теплообмена через элементы крепления.Выполнение устройства со сменнымиопорными пятами енижает номенклатуру 30 деталей для обеспечения широкого спектразадаваемых различных условий испытаний: заменяют лишь тип пяты или размещаемых в них калибровочных контактных шайб, теплопроводящих материалов,35 Под повышением качества тепловоговзаимодействия подразумевается возможность Оперативного выбора. легкость контроля и обсчета кондуктивной составляющей теплообмена объекта испытаний с окружаю щей средой, теламц. В частности, устройство позволяет проще и с большим усилием прижать поверхности обьекта испытаний кстенкам непосредственно контейнера и/или к контактным поверхностям тепловых мостов, связывающих обьект испытаний со стенками контейнера. Это необходимо для "гарантированной", более эффективной кондуктивной теплопередачи через две контактирующие .между собой поверхности,имеющие микронеровности, в вакуумеПри этом обеспечиваются одновременно фиксация объекта и надежный его тепловой контакт с тепловым мостом или стенкойтеплового экрана даже в тех случаях, когда не допускаются конструктивные измененияобъекта испытаний(сверление в их корпусах отверстий под винты или иные технологичеекие отверстия, проушины и т,д.),Формула изобретения 1, Термовакуумная установка для проведения испытаний, содержащая вакуум1827429 20 ную камеру, негерметичный контейнер, выполненный в виде теплового экрана, устройство фиксации объектов испытаний, выполненное в виде. теплового моста для связи обьекта испытаний с контейнером, о тличающаяся тем,что,сцелью расширения технико-эксплуатационнын возможностей установки и повышения качества теплового взаимодействия обьекта испытаний и тесового экрана, контейнер выполнен в виде прямоугольной емкости со стенками, усиленными ребрами жесткости, а устройство фиксации выполнено в виде. по меньшей мере, одной распорной штанги. установленной в распор между стенкой контейнера и обьектом испытаний,2. Установка по н,1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что по меньшей мере одна из стенок контейнера перфорирована, а распорнаяштанга снабжена сменной опорной пятойЗ,Установкапо п.2, отличающаясятем, что сменная пята выполнена с комбини рованным контактным диском.4,Установка по п.2. отл и ча ющая с ятем, что сменная пята снабжена центровочным конусом, выполненным с возможностью .установки в.отверстия перфорации.10 5. Установка по п.б, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что В комбииироваинои контактном диске выполнена расточка, в которой установлена калибровочная контактная шайба. 15 6.Установка поп,б,отличающаясятемчто в комбинированном контактном диске выполнена расточка, заполненная тепло- проводной пастой,Составитель А,СеменТех е М,Мо гентал РедакторР д Р Корректор 0 Кравцова За водственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 каз 2347 Тираж Подписное .ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 .