КАМЕРА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ, РАБОТАЮЩИХ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ

Полезная модель относится к испытательной технике, а именно к крупногабаритным испытательным камерам для изделий, работающих при низких температурах.
Известна испытательная камера (1) для контроля герметичности емкостей, которую вакуумируют и охлаждают, наполняя ее жидким хладагентом.
Камера содержит течеискатель и вентиль, установленные на испытательной камере, систему наполнения жидким хладагентом и заполнения контрольным газом, соединенную с контролируемой емкостью, магистраль, предназначенную для соединения через вентиль емкости и испытательной камеры, регулятор потока газа и мерный объем с датчиком давления, установленный последовательно в магистраль, и секундомер.
Однако, данное устройство предназначено для испытания изделий только на барометрическую герметичность.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для контроля герметичности крупногабаритных изделий (топливных баков ракет-носителей), работающих в вакууме при низких температурах (2).
Устройство содержит испытательную камеру с контролируемым изделием, сообщенную с трубопроводами для подачи и дренажа жидкого хладагента с регулируемым вентилем, уровнемер, течеискатель, манометр и др. контрольно-измерительные приборы.
Причем, контролируемая емкость охвачена со всех сторон газопроницаемым чехлом, выполненным из адсорбента, с возможностью свободного прохождения сквозь него контрольного газа и осаждения в нем молекул хладагента.
В данном случае, газопроницаемый чехол является приспособлением для равномерного распределения хладагента по поверхности испытуемого изделия.
Однако, применение охватывающей сорбирующей ткани при охлаждении приводит к термическим напряжениям и деформации поверхности испытуемого изделия, что способствует разрушению его защитных покрытий (появляются трещины, раковины и т.д.). Кроме того, для проведения данного испытания требуются значительные затраты времени - до 12 часов.
Целью настоящей полезной модели является создание крупногабаритной испытательной камеры для контроля
работоспособности изделий, работающих при низких температурах, обеспечивающей целостность испытуемого изделия с наименьшим затратами времени.
Камера для испытания работоспособности крупногабаритных изделий представлена на фиг.1 (вид спереди), на фиг.2 (вид сверху) и на фиг.3 (вид сбоку).
Камера для испытания работоспособности крупногабаритных изделий, работающих при низких температурах, содержит корпус 1, в который помещают испытуемое изделие 2. Вдоль боковых стенок камеры размещено устройство для равномерного распределения хладагента, выполненное в виде верхнего 3 и нижнего 4 ряда лотков. Лотки 3 и 4 установлены относительно друг друга с противоположным уклоном 1,5-15° относительно горизонта и подвешены посредством крепления 5 по периметру испытуемого изделия 2 на расстоянии 500-бООмм от его поверхности. Над лотками 3 и 4 проходит трубопровод 6 с вентилем 7, по которому подается хладагент. Хладагент подается через гибкий шланг 8 из емкости 9, установленной рядом с камерой 1. Под нижним рядом лотков 4 установлены герметичные поддоны-испарители 10, соединенные с собирательной емкостью 11.
Предложенная камера работает следующим образом. Криогенный хладагент из специальной емкости 9 по шлангу 8 посредством перекрывающего вентиля 7 по трубопроводу 6 подается на верхний ряд лотков 3. Пройдя верхний ряд лотков 3,
в конце, хладагент перетекает на нижний ряд лотков 4. Во избежание пролива хладагента, его избытки сливаются в герметичный поддон-испаритель 10, а затем в собирательную емкость 11. В качестве холодильной установки используют емкость, заполненную сжиженным газом: азотом или воздухом или смесью азота и кислорода в соотношении 80:20. Контрольно-измерительными приборами (на чертеже не показано) задается соответствующий режим работы испытательной камеры, при необходимости режим корректируется автоматически.
Были проведены опытные рабочие испытания крупногабаритных изделий, работающих при низких температурах в предлагаемой камере. Испытания показали, что хладагент интенсивно испаряется с двухъярусных лотков и плавно вытесняет вверх теплый воздух; равномерная (мягкая) подача хладагента исключает турбулентные потоки и, как следствие, подмешивание теплого воздуха.
Применение конструкции двухъярусных лотков, расположенных на расстоянии 500-600 мм от поверхности изделия, позволяет плавно охватить изделие поступающим хладагентом, что исключает повреждение поверхности испытуемого изделия при его соприкосновении с хладагентом.
Разброс угла уклона лотков от 1,5 до 15° позволяет выбирать (изменять) режим захолаживания камеры изменяя угол уклона: при большем угле уклона - больше расход хладагента и выше
скорость захолаживания; соответственно, при меньшем угле уклона - меньше скорость захолаживания.
В целом предлагаемая конструкция испытательной камеры обеспечивает охлаждение крупногабаритного изделия до температуры -50° за 5 часов с разницей температур на концах изделия ±2°С.
Источники информации:
1. Патент РФ №2032888 «Способ контроля герметичности емкостей, работающих в вакууме при низких температурах, и устройство для его осуществления», кл. G 01 M 3/04, опубл. 10.04.1995 г.
2. Патент РФ №2172479» Устройство для контроля герметичности емкостей, работающих в вакууме при низких температурах», кл. G 01 M 3/04, опубл. 20.08.2001 г.