Устройство для нагрева цилиндрических трубчатых образцов

 

Изобретение относится к средствам нагрева в испытательной технике для проведения механических испытаний и может быть испсльзовано для нагрева вертикально расположенных труБчатых образцов. Цель изобретения - повышение точности воспроизведения температурных полей в образце путем регулирования зазора между внутренней поверхностью образца и поверхностью нагревателя. Нагревательное устройство содержит цилиндрический нагреватель 1 и нагревательный элемент 2 с выводами 3, подключенными к источнику тока. Новым в устройстве является использование одной или двух насадок 4 цилиндрической и/или цилиндроконических форм, установленных на нагревательном элементе с возможностью осевого перемещения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я „„1 758483А1 (я)5 6 01 N 3/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ьи,„.,","" "„,":

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4843074/28 (22) 26.06.90 (46) 30.08.92. Бюл. М 32 (71) Научно-исследовательский институт механики при Нижегородском государственном университете им. H.È,Ëîáà÷åâñêîão (72) Л.Н,Крамарев и А.Р,Филиппов (56) Гаденин M.M. Метод нагрева образца при малоцикловых испытаниях на установках типа УРС. — Заводская лаборатория, 1989, т.55 М 3. с.52.

Авторское свидетельство СССР

N 985704, кл. G 01 N 3/02. G 01 N 3/18, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ТРУБЧАТЫХ ОБРАЗЦОВ (57) Изобретение относится к средствам нагрева в испытательной технике для проведеИзобретение относится к средствам нагрева и может быть использовано при проведении испытаний трубчатых образцов.

Известное нагревательное устройство к установкам для механических испытаний выполнено в аиде стержня — нагревателя из дисилицид молибдена, устанавливаемого внутри трубчатого образца. Нагреватель в установившемся тепловом режиме создает неравномерный нагрев образца вследствие конвективного процесса теплопередачи, а потому не обеспечивает точности воспроизведения температурного поля в образце.

Использование в известном устройстве сменных теплоизоляционных вкладышей .между образцом и захватами машины, а также подогрев головок образца для повышения точности воспроизведения температурного поля .приводят к усложнению устройства. ния механических испытаний и может быть использовано для нагрева вертикально расположенных трубчатых образцов, Цель изобретения — повышение точности воспроизведения температурных полей в образце путем регулирования зазора между внутренней поверхностью образца и поверхностью нагревателя. Нагревательное устройство содержит цилиндрический нагреватель 1 и нагревательный элемент 2 с выводами 3, подключенными к источнику тока. Новым в устройстве является использование одной или двух насадок 4 цилиндрической и/или цилиндроконических форм, установленных на нагревательном элементе с возможностью осевого перемещения. 1 з.п. ф-лы,.1 ил., 1 табл, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эф-. фекту является нагревательное устройство к установкам для механических испытаний, выполненное в виде цилиндрического нагревателя с винтовой наружной прорезью, для размещения нагревательного элемента.

Шаг винтовой канавки определяет закон распределения температуры по длине образца.

Вследствие винтовой укладки нагревательного элемента излучение тепла нагревателем осуществляется по спирали. что приводит к возникновению неравномерности нагрева рабочей части образца и низкой точности воспроизведения температурных полей в образце.

Цель изобретения — повышение точности воспроизведения температурных полей в образце за счет регулирования зазора

1758483 между внутренней поверхностью образца и поверхностью нагревателя.

Повышение точности воспроизведения температурных полей в образце достигается эа счет использования набора цилиндри- 5 ческих насадок, охватывающих нагреватель с всэможностью их перемещения вдоль его оси. Перемещение насадки вдоль нагревателя позволяет изменять воздушный зазор по длине образца, а использование насадок 10 выполненных с переходом на конус обеспечивает изменение ориентации излучающей поверхности.

На чертеже показана конструкция нагревательного устройства с насадками раз- 15 личной формы.

Нагревательное устройство для трубчатых образцов содержит цилиндрический нагреватель 1 с установленными на нем с возможностью продольного перемещения 20 цилиндрическими насадками 2. Нагревательное устройство размещают соосно в полости образца 3.

Нагревательное устройство работает . следующим образом. 25

Его устанавливают в гнездо захвата испытательной машины. Трубчатый образец надевают на нагреватель с зазором,закрепляют образец в захватах. Устанавливают тсрмопары на рабочем участке образца. 30

Осуществляют нагрев образца. Точность воспроизведения температурных полей в образце обеспечивается за счет подбора форм насадок и последующего перемещения насадок вдоль образца. 35

Пример. Устройство нагревательное для трубчатых образцов было использовано на испылгательной машине УМЭ-10Т, В качестве образца использовался стандартный образец с наружным диаметром 23 мм, 40 внутренним диаметром 20 мм и длиной рабочей части 60 мм. Наружный диаметр цилиндрического нагревателя из нержавеющей стали составлял 18 мм. На нагреватель последовательно в процессе 45 достижения равномерного распределения температуры по длине образца надевались насадки в форме цилиндра или цилиндра с конической частью, а также насадки разных форм. При этом внутренний диаметр всех насадок был равен 18 мм. Цилиндрическая насадка имела толщину стенки 0,5 мм, цилиндрическая насадка с конической частью имела толщину стенки 0,7 мм. Длина насадки 20 мм. Температура измерялась ХА-термопарами (диаметр проволоки 0,2 мм).

Термопары приваривались в трех точках на рабочей части образца. Одна приваривалась в середине, две другие на расстоянии

15 мм от средней термопары, что соответствовало базе измерения деформаций 30 мм.

Ток в нагревательном элементе при Т =

350 С составлял 50А, а при Т = 640 C 60А.

Время разогрева 2+3 мин, При использовании нагревательного устройства для нагрева вертикально расположенных трубчатых образцов наибольшую точность воспроизведения температурного поля в образце обеспечивает использование цилиндроконической насадки в сочетании с установленной вверху нагревателя цилиндрической насадкой, При этом происходит общее выравнивание температур с достижением предельно малого градиента, равного 0,32 — 0,15 j на базе 30 мм в диапазоне температур 300-650 С.

Значения температур в трех точках на рабочей части образца при различных формах насадок приведены в таблице, Формула изобретения

1. Устройство для нагрева цилиндрических трубчатых образцов, содержащее цилиндрический нагреватель для соосного размещения в полости образца, о т л и ч а ющ е е с я тем, что; с целью повышения точности воспроизведения температурных полей в образце путем регулирования зазора между внутренней поверхностью образца и поверхностью нагревателя, оно снабжено набором цилиндрических насадок, охватывающих нагреватель с возможностью их перемещения вдоль его оси.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что наружная поверхность насадки в сторону торцов выполнена с переходом на конус.

1758483

Составитель О.Солнышкова

Техред М,Моргентал Корректор С.Патрушева

Редактор М.Циткина

Заказ 2993 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", r. Ужгород. ул.Гагарина, 101