CN101738127A - 一种绝热支撑装置 - Google Patents

Abstract

一种绝热支撑装置，用于低温真空系统内对低温器件进行支撑，包括其上具有多个安装孔的冷台和用于支撑所述冷台的支撑杆，所述支撑杆的底部与真空室固结，所述支撑杆又包括上顶支撑杆，其上部以点接触或线接触方式与所述安装孔配合，且对冷台提供上顶的力；下压支撑杆，穿过所述安装孔后其顶部以点接触或线接触方式与所述安装孔配合，且对冷台提供下压的力；所述上顶的力与所述下压的力相平衡。本发明在保证力学结构稳定性的前提下，最大限度地减小了热接触面积，由原来螺母的面接触变为现在的线接触或者点接触，从而减小了从真空室向冷台的漏热，因此极大地减小了热负载。

Description

一种绝热支撑装置

技术领域

本发明涉及绝热支撑装置，具体地说，是涉及用于低温真空系统内对低温器件进行支撑的绝热支撑装置。

背景技术

需要在低温环境下工作的器件，比如高温超导滤波器，红外阵列等，一般通过机械制冷机、低温液体、半导体制冷器件等获取冷量，实现低温。而这些低温器件必须支撑在真空室内，引入的支撑装置就必然导致一定的漏热。为了提高制冷效率，必须在保证力学结构稳定的情况下最大限度地减少漏热。

以机械制冷机为例，比如微型斯特林制冷机，冷指为薄壁不锈钢管，受力容易弯曲变形而损坏，较重的器件，比如高温超导滤波器，不能直接放在冷指上，需要采用单独的绝热支撑装置。通常的绝热支撑采用绝热材料(例如不锈钢管、玻璃钢等)做成支撑杆，如图1所示，现有技术的绝热支撑装置10′的支撑杆12′一端安装在处于室温的真空室内壁20′，另一端与处于低温的冷台11′固定。冷台11′上放置待冷却低温器件30，冷台11′与制冷机冷指之间通过热耦合传递冷量。为了结构稳定，往往需要3-4个绝热支撑杆，每根支撑杆12′与冷台11′由上下两个螺母13′固定，这样总共的接触面积大约是6-8个螺母的面积。

热量从真空室经支撑杆传到冷台，单位时间传导的热量正比于两者之间的接触面积。因此，减小支撑杆与冷台之间的热接触面积，可以有效地减小漏热。因此，怎样减少支撑杆与冷台之间的热接触面积以有效地减小漏热就成了当前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了有效地减小漏热问题，提供一种绝热支撑装置。

为了实现上述目的，本发明提供一种绝热支撑装置，用于低温真空系统内对低温器件进行支撑，包括其上具有多个安装孔的冷台和用于支撑所述冷台的支撑杆，所述支撑杆的底部与真空室固结，所述支撑杆又包括

上顶支撑杆，其上部以点接触或线接触方式与所述安装孔配合，对冷台提供上顶的力；

下压支撑杆，穿过所述安装孔后其顶部以点接触或线接触方式与所述安装孔配合，对冷台提供下压的力；

所述上顶的力与所述下压的力相平衡。

上述的绝热支撑装置，其中，所述上顶支撑杆的上部为圆锥形，所述下压支撑杆的上部为倒圆锥形。

上述的绝热支撑装置，其中，所述上顶支撑杆的上部为棱锥形，所述下压支撑杆的上部为倒棱锥形。

上述的绝热支撑装置，其中，所述安装孔为圆形安装孔。

上述的绝热支撑装置，其中，所述安装孔为方形安装孔。

上述的绝热支撑装置，其中，所述多个安装孔成四边形分布于所述冷台上，对应地，所述上顶支撑杆和下压支撑杆成四边形布置支撑所述冷台。

上述的绝热支撑装置，其中，所述上顶支撑杆位于所述四边形的两个对角，所述下压支撑杆位于所述四边形的另两个对角。

上述的绝热支撑装置，其中，所述多个安装孔成圆形分布于所述冷台上，且在所述圆形的中心设置一中心安装孔。

上述的绝热支撑装置，其中，所述上顶支撑杆的上部以点接触或线接触方式与所述中心安装孔配合，且对冷台提供上顶的力；所述下压支撑杆穿过所述成圆形分布的安装孔后其顶部以点接触或线接触方式与安装孔配合，且对冷台提供下压的力；所述上顶的力与所述下压的力相平衡。

上述的绝热支撑装置，其中，所述上顶支撑杆的上部以点接触或线接触方式与所述成圆形分布的安装孔配合，且对冷台提供上顶的力；所述下压支撑杆穿过所述中心安装孔后其顶部以点接触或线接触方式与中心安装孔配合，且对冷台提供下压的力；所述上顶的力与所述下压的力相平衡。

本发明的有益功效在于，在保证力学结构稳定性的前提下，最大限度地减小了热接触面积，由原来螺母的面接触变为现在的线接触或者点接触，从而减小了从真空室向冷台的漏热，因此极大地减小了热负载。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为现有技术的绝热支撑装置结构图；

图2为本发明的绝热支撑装置的立体图；

图3为本发明的绝热支撑装置的剖视结构图；

图4为本发明的上顶绝热支撑杆结构图；

图5为本发明的下压绝热支撑杆结构图；

图6为本发明的一种实施例的冷台俯视图；

图7为本发明的另一种实施例的冷台俯视图；

图8为本发明的另一种实施例的冷台俯视图。

其中，附图标记

10′    绝热支撑装置

11′    冷台

12′    支撑杆

13′    螺母

20′    真空室内壁

30      待冷却低温器件

10      绝热支撑装置

11      冷台

111     安装孔

112     中心安装孔

12      支撑杆

121     上顶支撑杆

1211    上部

1212    螺纹部

122     下压支撑杆

1221    上部

1222    螺纹部

20    真空室

具体实施方式

下面结合附图对本发明的绝热支撑装置作具体的描述：

参阅图2本发明的绝热支撑装置的立体图及图3本发明的绝热支撑装置的剖视结构图，如图所示，本发明的绝热支撑装置10，包括冷台11和用于支撑冷台11的支撑杆12。

冷台11上具有四个安装孔111，如图6和图7所示，安装孔111可以是圆形也可以方形。

支撑杆12包括两根上顶支撑杆121和两根下压支撑杆122，其中上顶支撑杆121的上部1211以点接触或线接触方式与安装孔111配合，并对冷台11提供上顶的力，如图4所示，上顶支撑杆121的上部1211为圆锥形，其圆锥端与安装孔111配合，与安装孔形成线接触，当然，上顶支撑杆121的上部1211还可以为棱锥形，此处的棱锥可以是三棱锥、四棱锥、五棱锥等等，最佳为三棱锥，当为所述的棱锥形时，棱锥与安装孔配合时，与安装孔形成点接触，从而进一步减少支撑杆121与冷台11的接触面积。

下压支撑杆122穿过安装孔111，其上部1221以点接触或线接触方式与安装孔111配合，并对冷台11提供下压的力，如图5所示，下压支撑杆122的上部1221为倒圆锥形，与安装孔111形成线接触，当然，下压支撑杆122的上部1221还可以为棱锥形，此处的棱锥可以是三棱锥、四棱锥、五棱锥等等，最佳为三棱锥，当为所述的棱锥形时，棱锥与安装孔配合时，与安装孔形成点接触，从而进一步减少支撑杆122与冷台11的接触面积。

上顶支撑杆121对冷台11提供的上顶的力与下压支撑杆122对冷台11提供的下压的力相平衡。

为了最大范围的减少热接触面积，上顶支撑杆121最佳为两根，下压支撑杆122也最佳为两根。上顶支撑杆121与下压支撑杆122最好为成对设置，安装孔111成四边形分布于冷台11上，对应地，上顶支撑杆121和下压支撑杆122成四边形布置支撑冷台11，其中，两根上顶支撑杆121位于四边形的两个对角，两根下压支撑杆122位于四边形的另两个对角，从而保证绝热支撑装置10的力学结构稳定性。上顶支撑杆121通过其下部的螺纹部1212与真空室20固结，下压支撑杆122通过其下部的螺纹部1222与真空室20固结。

此种结构的绝热支撑装置10在装配时，先将两根上顶支撑杆121旋入真空室20固定，再将冷台11置于其上，使冷台11对角线上的一对安装孔与两根上顶支撑杆121的上部相对，然后将两根下压支撑杆122穿过冷台11对角线上的另外两个安装孔，最后将下部的螺纹部1222旋入真空室20固定。

冷台11还可以是如图8所示的结构，即，安装孔111成圆形分布于冷台11上，在该圆形的中心具有中心安装孔112。对应地，上顶支撑杆121的上部以点接触或线接触方式与中心安装孔112配合，且对冷台11提供上顶的力；下压支撑杆122穿过成圆形分布的安装孔111后其顶部以点接触或线接触方式与其配合，且对冷台提供下压的力，为了保证绝热支撑装置10的力学结构稳定性，上顶的力与下压的力相平衡。为了最大范围的减少与冷台11的接触面积，最佳地，安装孔111为三个，对应地，下压支撑杆122为三根。此处的安装孔111可以是圆形也可以方形，同样地，中心安装孔112可以是圆形也可以方形。

针对如图8所示结构的冷台，还可以是，上顶支撑杆121的上部以点接触或线接触方式与成圆形分布的安装孔111配合，且对冷台提供上顶的力；下压支撑杆122穿过中心安装孔112后其顶部以点接触或线接触方式与中心安装孔配合，且对冷台11提供下压的力；为了保证绝热支撑装置10的力学结构稳定性，上顶的力与下压的力相平衡。为了最大范围的减少与冷台11的接触面积，最佳地，安装孔111为三个，对应地，上顶支撑杆121为三根。此处的安装孔111可以是圆形也可以方形，同样地，中心安装孔112可以是圆形也可以方形。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种绝热支撑装置，用于低温真空系统内对低温器件进行绝热支撑，包括其上具有多个安装孔的冷台和用于支撑所述冷台的支撑杆，所述支撑杆的底部与真空室固结，其特征在于：所述支撑杆又包括

上顶支撑杆，其上部以点接触或线接触方式与所述安装孔配合，且对冷台提供上顶的力；

下压支撑杆，穿过所述安装孔后其顶部以点接触或线接触方式与所述安装孔配合，且对冷台提供下压的力；

所述上顶的力与所述下压的力相平衡。

2.根据权利要求1所述的绝热支撑装置，其特征在于，所述上顶支撑杆的上部为圆锥形，所述下压支撑杆的上部为倒圆锥形。

3.根据权利要求1所述的绝热支撑装置，其特征在于，所述上顶支撑杆的上部为棱锥形，所述下压支撑杆的上部为倒棱锥形。

4.根据权利要求1、2或3所述的绝热支撑装置，其特征在于，所述安装孔为圆形安装孔。

5.根据权利要求1、2或3所述的绝热支撑装置，其特征在于，所述安装孔为方形安装孔。

6.根据权利要求1所述的绝热支撑装置，其特征在于，所述多个安装孔成四边形分布于所述冷台上，对应地，所述上顶支撑杆和下压支撑杆成四边形布置支撑所述冷台。

7.根据权利要求6所述的绝热支撑装置，其特征在于，所述上顶支撑杆位于所述四边形的两个对角，所述下压支撑杆位于所述四边形的另两个对角。

8.根据权利要求1所述的绝热支撑装置，其特征在于，所述多个安装孔成圆形分布于所述冷台上，且在所述圆形的中心设置一中心安装孔。

9.根据权利要求8所述的绝热支撑装置，其特征在于，所述上顶支撑杆的上部以点接触或线接触方式与所述中心安装孔配合，且对冷台提供上顶的力；所述下压支撑杆穿过所述成圆形分布的安装孔后其顶部以点接触或线接触方式与安装孔配合，且对冷台提供下压的力；所述上顶的力与所述下压的力相平衡。

10.根据权利要求8所述的绝热支撑装置，其特征在于，所述上顶支撑杆的上部以点接触或线接触方式与所述成圆形分布的安装孔配合，且对冷台提供上顶的力；所述下压支撑杆穿过所述中心安装孔后其顶部以点接触或线接触方式与中心安装孔配合，且对冷台提供下压的力；所述上顶的力与所述下压的力相平衡。

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