CN108249002A - 一种真空容器夹层结构 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机械结构设计技术领域,具体涉及一种真空容器夹层结构。包括内壁,外壁,内壁和外壁构成了中间真空夹层结构,夹层中设置有加强筋和小挡板,所述夹层结构分为外弧段夹层和内直段夹层,再真空夹层结构的外弧段夹层纵向排列5根加强筋。本发明采用并联式流道结构解决了塞焊缝隙造成的流体串流问题;在中平面处布置加强筋,可以增加流道长度,加强流体与器壁的热量交换效果,合适的塞焊缝隙还有利于夹层上端区域排水。
Description
技术领域
本发明属于机械结构设计技术领域,具体涉及一种真空容器夹层结构。
背景技术
在热核聚变实验装置运行时,等离子体产生的热量将传递到其盛装的真空容器上,为保证安全需要对真空容器进行冷却;此外由于等离子体要求在超高真空环境下运行,为了达到超高真空条件,装置运行前还需要对真空容器进行加热以除去吸附在器壁上的水汽。真空容器多采用双层壁结构并由多个扇形段组焊而成,扇形段夹层中布置加强筋,加强筋不仅可以增加容器的机械强度,还可以通过合理布置在夹层中形成流道回路,通过介质的流动对容器进行加热或冷却。通常加热介质为热氮气,冷却介质为水。实验完成后需将夹层中冷却水排净,以便下一轮实验运行前进行用热氮气进行烘烤加热。由于加强筋在夹层内,制造时常采用一侧器壁与加强筋直接焊接,另一侧器壁通过塞焊或条焊与加强筋连接。对于塞焊式连接,加强筋与器壁接合面在未焊接的地方会存在缝隙,如果缝隙过大,两个相邻流道就会互相串流,影响加热和冷却效果。为此专门设计了一种适用于采用塞焊连接的真空容器夹层结构,此结构不仅可以不受塞焊缝隙带来的影响,而且塞焊缝隙有利于真空容器夹层内流体分布更均匀,此外还可以利用合适的缝隙对上端夹层区域排水。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述缺陷,提供一种适用于塞焊连接的双层壁真空容器扇形段夹层结构,此结构采用并联式流道设计解决了塞焊缝隙造成的流体串流问题,并利用合适的塞焊缝隙解决了夹层上端区域排水问题。
本发明的技术方案如下:
一种真空容器夹层结构,包括内壁,外壁,内壁和外壁构成了中间真空夹层结构,夹层中设置有加强筋和小挡板,所述夹层结构分为外弧段夹层和内直段夹层,再真空夹层结构的外弧段夹层纵向排列5根加强筋,被横向排列的中平面槽钢断开,内直段纵向排列3根加强筋;加强筋沿中平面B和中轴面A对称分布;外弧段沿中轴面A布置有中间竖筋,在其左侧向心均匀布置有上第一竖筋、出口槽钢、下第一竖筋、进口槽钢,右侧加强筋沿中轴面B对称布置;中间竖筋将延伸到内直段,其两端在中平面处B与中平面槽钢相连;内直段沿中间竖筋还左右对称布置有第二竖筋,第二竖筋两端与出口槽钢和进口槽钢相连;进口槽钢和出口槽钢腰体上开有进口孔和出口孔,靠近进口孔和出口孔一端用平板将端口焊接封住,另一端敞开,敞开端延伸到近中平面B处;流体进口和流体出口通过外壁与进口槽钢和出口槽钢内腔相连。
一种真空容器夹层结构,包括内壁,外壁,内壁和外壁构成了中间真空夹层结构,夹层中设置有加强筋和小挡板,所述夹层结构分为外弧段夹层和内直段夹层,再真空夹层结构的外弧段夹层纵向排列5根加强筋,被横向排列的中平面槽钢断开,内直段纵向排列3根加强筋;加强筋沿中平面B和中轴面A对称分布;外弧段沿中轴面A布置有中间竖筋,在其左侧向心均匀布置有上第一竖筋、出口槽钢、下第一竖筋、进口槽钢,右侧加强筋沿中轴面B对称布置;中间竖筋将延伸到内直段,其两端在中平面处B与中平面槽钢相连;内直段沿中间竖筋还左右对称布置有第二竖筋,第二竖筋两端与出口槽钢和进口槽钢相连;进口槽钢和出口槽钢腰体上开有进口孔和出口孔,靠近进口孔和出口孔一端用平板将端口焊接封住,另一端敞开,敞开端延伸到近中平面B处;流体进口和流体出口通过外壁与进口槽钢和出口槽钢内腔相连;
沿中轴面A有各种贯穿孔,在布置加强筋时需对贯穿孔让位;此外小挡板都迎向流体方向布置,小挡板本实施例中都与水平线成45°。
一种真空容器夹层结构,所述加强筋数量将根据扇形段尺寸和强度来确定。
一种真空容器夹层结构,所述加强筋选用宽型槽钢,高度是60mm,腿宽是20mm,腰厚是2.5mm,进口槽钢、出口槽钢和中平面槽钢都是宽型槽钢;其余加强筋为窄加强筋,可选用腿宽是20mm的普通槽钢或直板;焊接槽钢时,将其两腿与内壁通过角焊连接在一起,腰体与外壁通过塞焊连接在一起;外弧段塞焊孔距为50mm,内直段孔距为80mm,中平面孔距为40mm;小挡板板厚5mm,长度50mm~80mm,沿中平面B和中轴面A对称分布,与上第一竖筋和下第一竖筋一端焊接在一起。
本发明的有益效果在于:
采用并联式流道结构解决了塞焊缝隙造成的流体串流问题;在中平面处布置加强筋,可以增加流道长度,加强流体与器壁的热量交换效果,合适的塞焊缝隙还有利于夹层上端区域排水。
附图说明
图1为本发明实施例1的一个真空容器扇形段外形示意图;
图2为本发明实施例1的隐去外壁后的一个扇形段夹层结构外弧段夹层示意图;
图3为本发明实施例1的隐去外壁后的一个扇形段夹层结构内直段夹层示意图;
图4为本发明实施例1的隐去外壁后的一个扇形段夹层结构上弧段夹层示意图;
图5为本发明实施例2的一个真空容器扇形段外形示意图;
图6为本发明实施例2的隐去外壁后的一个扇形段夹层结构正视图;
图7为本发明实施例2的隐去外壁后的一个扇形段夹层结构后视图。
图中:1、内壁;2、流体出口;3、外壁;4、塞焊;5、流体进口;6、出口孔;7、第一竖筋;8、出口槽钢;9、中平面槽钢;10、小挡板;11、下第一竖筋;12、进口槽钢;13、进口孔;14、中间竖筋;15、第二竖筋;16、平板;17、官穿孔。
具体实施方式
实施例1:
本实施例提供一种双层壁真空容器的扇形段夹层结构,如图1-4所示,包括内壁1,外壁3,内壁1和外壁3构成了中间真空夹层结构,夹层中设置有加强筋和小挡板10,所述夹层结构分为外弧段夹层和内直段夹层。加强筋数量将根据扇形段尺寸和强度来确定,本实施例中在真空夹层结构的外弧段夹层纵向排列5根加强筋,被横向排列的中平面槽钢9断开,内直段纵向排列3根加强筋;加强筋沿中平面B和中轴面A对称分布。外弧段沿中轴面A布置有中间竖筋14,在其左侧向心均匀布置有上第一竖筋7、出口槽钢8、下第一竖筋11、进口槽钢12,右侧加强筋沿中轴面B对称布置;中间竖筋14将延伸到内直段,其两端在中平面处B与中平面槽钢9相连;内直段沿中间竖筋14还左右对称布置有第二竖筋15,第二竖筋15两端与出口槽钢12和进口槽钢8相连。进口槽钢12和出口槽钢8腰体上开有进口孔13和出口孔6,靠近进口孔13和出口孔6一端用平板16将端口焊接封住,另一端敞开,敞开端延伸到近中平面B处;流体进口5和流体出口2通过外壁3与进口槽钢12和出口槽钢8内腔相连。
加强筋有宽、窄两种规格,本实施例中宽加强筋选用宽型槽钢,高度是60mm,腿宽是20mm,腰厚是2.5mm,进口槽钢12、出口槽钢8和中平面槽钢9都是宽型槽钢;其余加强筋为窄加强筋,可选用腿宽是20mm的普通槽钢或直板。焊接槽钢时,将其两腿与内壁1通过角焊连接在一起,腰体与外壁3通过塞焊4连接在一起。外弧段塞焊孔距为50mm,内直段孔距为80mm,中平面孔距为40mm。小挡板10板厚5mm,长度50mm~80mm,沿中平面B和中轴面A对称分布,与上/下第一竖筋7/11一端焊接在一起。
实施例2:
本实施例提供一种双层壁真空容器的扇形段夹层结构,如图5-7所示,其结构与实施例1基本相同,不同点为:容器沿中轴面A有各种贯穿孔17,在布置加强筋时需对贯穿孔17让位;此外小挡板10都迎向流体方向布置,小挡板10本实施例中都与水平线成45°。
Claims (4)
1.一种真空容器夹层结构,包括内壁(1),外壁(3),内壁(1)和外壁(3)构成了中间真空夹层结构,夹层中设置有加强筋和小挡板(10),所述夹层结构分为外弧段夹层和内直段夹层,其特征在于:再真空夹层结构的外弧段夹层纵向排列5根加强筋,被横向排列的中平面槽钢(9)断开,内直段纵向排列3根加强筋;加强筋沿中平面B和中轴面A对称分布;外弧段沿中轴面A布置有中间竖筋(14),在其左侧向心均匀布置有上第一竖筋(7)、出口槽钢(8)、下第一竖筋(11)、进口槽钢(12),右侧加强筋沿中轴面B对称布置;中间竖筋(14)将延伸到内直段,其两端在中平面处B与中平面槽钢(9)相连;内直段沿中间竖筋(14)还左右对称布置有第二竖筋(15),第二竖筋(15)两端与出口槽钢(12)和进口槽钢(8)相连;进口槽钢(12)和出口槽钢(8)腰体上开有进口孔(13)和出口孔(6),靠近进口孔(13)和出口孔(6)一端用平板(16)将端口焊接封住,另一端敞开,敞开端延伸到近中平面B处;流体进口(5)和流体出口(2)通过外壁(3)与进口槽钢(12)和出口槽钢(8)内腔相连。
2.一种真空容器夹层结构,包括内壁(1),外壁(3),内壁(1)和外壁(3)构成了中间真空夹层结构,夹层中设置有加强筋和小挡板(10),所述夹层结构分为外弧段夹层和内直段夹层,其特征在于:再真空夹层结构的外弧段夹层纵向排列5根加强筋,被横向排列的中平面槽钢(9)断开,内直段纵向排列3根加强筋;加强筋沿中平面B和中轴面A对称分布;外弧段沿中轴面A布置有中间竖筋(14),在其左侧向心均匀布置有上第一竖筋(7)、出口槽钢(8)、下第一竖筋(11)、进口槽钢(12),右侧加强筋沿中轴面B对称布置;中间竖筋(14)将延伸到内直段,其两端在中平面处B与中平面槽钢(9)相连;内直段沿中间竖筋(14)还左右对称布置有第二竖筋(15),第二竖筋(15)两端与出口槽钢(12)和进口槽钢(8)相连;进口槽钢(12)和出口槽钢(8)腰体上开有进口孔(13)和出口孔(6),靠近进口孔(13)和出口孔(6)一端用平板(16)将端口焊接封住,另一端敞开,敞开端延伸到近中平面B处;流体进口(5)和流体出口(2)通过外壁(3)与进口槽钢(12)和出口槽钢(8)内腔相连;
沿中轴面A有各种贯穿孔(17),在布置加强筋时需对贯穿孔(17)让位;此外小挡板(10)都迎向流体方向布置,小挡板(10)本实施例中都与水平线成45°。
3.如权利要求1、2所述的一种真空容器夹层结构,其特征在于:所述加强筋数量将根据扇形段尺寸和强度来确定。
4.如权利要求1、2所述的一种真空容器夹层结构,其特征在于:所述加强筋选用宽型槽钢,高度是60mm,腿宽是20mm,腰厚是2.5mm,进口槽钢(12)、出口槽钢(8)和中平面槽钢(9)都是宽型槽钢;其余加强筋为窄加强筋,可选用腿宽是20mm的普通槽钢或直板;焊接槽钢时,将其两腿与内壁(1)通过角焊连接在一起,腰体与外壁(3)通过塞焊(4)连接在一起;外弧段塞焊孔距为50mm,内直段孔距为80mm,中平面孔距为40mm;小挡板(10)板厚5mm,长度50mm~80mm,沿中平面B和中轴面A对称分布,与上第一竖筋(7)和下第一竖筋(11)一端焊接在一起。
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CN114388150A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-22 | 核工业西南物理研究院 | 可拆卸板式辉光放电电极及电极组件 |
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Publication number | Publication date |
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CN108249002B (zh) | 2024-04-09 |
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