CN111089106B - 一种低温复合材料螺纹柱组成 - Google Patents

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Abstract

一种低温复合材料螺纹柱组成,包括螺纹柱和垫片,螺纹柱包括由纤维增强复合材料加工成的中空的座体和柱头,座体内腔设有内螺纹,柱头靠近座体的一端设有与座体的内螺纹匹配的外螺纹,柱头与座体间螺纹连接成高度可调节的整体,且柱头的中空结构内填塞气凝胶。本发明将螺纹柱设置成多段螺纹连接,使用时可根据需要调节螺纹柱的整体高度,可以满足不同的高度要求,提高了使用范围,而将螺纹柱和垫片设置成在纤维增强复合材料内填塞气凝胶的结构,大大降低了螺纹柱的导热性能,避免深冷装置容易出现漏冷的情况,降低了能量损耗,提高了装置的工作效率。

Description

一种低温复合材料螺纹柱组成
技术领域
本发明涉及一种螺纹柱组成,具体涉及一种低温环境下使用的复合材料螺纹柱组成,属于深冷绝热技术领域。
背景技术
深冷绝热技术是深冷技术领域的一项重要分支,直接关系着深冷装置的安全运行。深冷回路内除了功能绝热层外,还包括防护板结构,方便检修及运送试验产品。而防护板结构是由螺纹柱支撑的,因此,要求螺纹柱具有较高的耐低温力学强度,较低的导热系数,同时高度可调节,又具有防松功能,一旦结构设计不合理,材质导热系数不满足工况要求,将造成深冷系统漏冷,导致深冷装置环境温度达不到要求,同时增大能量损耗,降低装置工作效率。如何设计一种既耐低温,又具有较高的绝热功能,同时兼具调节高度、防松功能的螺纹柱组成是亟待解决的问题。
如申请号CN201020679503.3,名称为“聚氨酯复合螺纹形型材”的实用新型专利公开了一种聚氨酯复合螺纹型材,其采用玻璃纤维构成螺纹型型材骨架,与常规的螺纹柱相比,具有轻质高强,节能保温、隔热,健康、绿色环保、节能效果显著,耐腐蚀、耐老化、寿命长,尺寸稳定性好,耐侯性好,耐高温、低温性能佳,绝缘性能好,减震性能好,色彩丰富等优点。
又如申请号CN201520807716.2,名称为“一种包括螺纹柱的塑料部件、塑料组件”的实用新型专利公开了一种塑料螺纹柱,在塑料部件上之间设置螺纹柱作为连接组件,与现有技术相比,此实用新型的塑料部件的螺纹柱中螺纹孔的深度较小,可便于产品成型,可以方便而可靠的实现距离较大的两个部件之间的螺钉紧固连接;螺纹柱下部分的内外表面不在同一方向出模,从而使得螺纹柱根部与塑料件之间的连接部位不会较厚,且结构简单,制备时所需的模具简单,成本低。
虽然上述专利中都采用了与当前常规螺纹柱不相同的结构,但其绝热性能及耐低温性能还是不能达到深冷绝热技术的要求,因此,需要一种低温螺纹柱组成来满足深冷环境下的使用。
发明内容
本发明为解决当前的螺纹柱组成不能满足深冷环境下使用的要求,导热系数大,耐低温性能差,易出现漏冷的问题,提出了一种具有低导热系数,耐低温力学强度高,同时兼具调节高度、防松功能的低温复合材料螺纹柱组成。
本发明为解决上述问题所采用的技术手段为:一种低温复合材料螺纹柱组成,包括螺纹柱和垫片,螺纹柱包括由纤维增强复合材料加工成的中空的座体和柱头,座体内腔设有内螺纹,柱头靠近座体的一端设有与座体的内螺纹匹配的外螺纹,柱头与座体间螺纹连接成高度可调节的整体,且柱头的中空结构内填塞气凝胶。
进一步地,螺纹柱的外壁包覆有气凝胶。
进一步地,垫片的一个环形面上设有凹槽,凹槽内填充气凝胶。
进一步地,垫片为两片叠加。
进一步地,垫片的两个环形面上均设有凹槽,凹槽内填充气凝胶。
进一步地,凹槽成等间距结构排列。
进一步地,柱头包括中空的中螺纹柱和上螺纹柱以及填充在中螺纹柱和上螺纹柱内的气凝胶,中螺纹柱的一端设有与座体匹配的外螺纹、另一端设有内螺纹,上螺纹柱一端设有与中螺纹柱的内螺纹匹配的外螺纹,中螺纹柱两端分别与座体和上螺纹柱螺纹连接。
进一步地,螺纹长度为30-50mm。
进一步地,中螺纹柱和上螺纹柱非外螺纹处的外侧设有方形卡槽。
进一步地,方形卡槽为在外侧周均匀对称设置的两个或四个。
本发明的有益效果是:
1. 本发明将螺纹柱设置成多段螺纹连接,使用时可根据需要调节螺纹柱的整体高度,可以满足不同的高度要求,扩大了使用范围。
2. 本发明将螺纹柱设置成在纤维增强复合材料内腔填塞气凝胶的结构,大大降低了螺纹柱的导热性能,避免深冷装置容易出现漏冷的情况,降低了能量损耗,提高了装置的工作效率。
3. 本发明将垫片设置成带凹槽的结构,进一步降低了导热性能,提高了绝热功能,避免热量的流失。
4. 本发明通过在中螺纹柱和上螺纹柱外侧设置方形卡槽,方便对螺纹柱整体高度进行调节。
附图说明
图1为实施例一结构示意图;
图2为图1剖视示意图;
图3为实施例一中螺纹柱和上螺纹柱外侧设置方形卡槽示意图;
图4为实施例一和实施例二垫片结构主视示意图;
图5为实施例一垫片结构左视示意图;
图6为实施例二垫片结构左视示意图;
图7为实施例三和实施例四垫片结构主视示意图;
图8为实施例三垫片结构剖视示意图;
图9为实施例四垫片结构剖视示意图;
图中:1.固定板,2.垫片,21.凹槽,3.座体,4.柱头,41.中螺纹柱,42.上螺纹柱,43.方形卡槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
实施例一
本实施例为一种较佳的结构,如图1-5所示,一种低温复合材料螺纹柱组成,包括螺纹柱和垫片2,螺纹柱和垫片2都由既耐低温且绝热性能较好的纤维增强复合材料制成,螺纹柱和垫片2均为中空的结构,螺纹柱靠近垫片2的中空内侧设有内螺纹,通过内螺纹将整个螺纹柱组成固定在固定板1上。
如图4和图5所示,垫片2的一个环形面上设有等间距齿牙结构的凹槽21,且凹槽21内填充具有高绝热性能的气凝胶,凹槽21的数量、深度和宽度根据应用环境的性能要求设置。以纤维增强复合材料为骨架,将垫片2设置成齿牙结构,并在凹槽21内填充气凝胶,纤维增强复合材料提供垫片2所需的强度,而气凝胶的绝热性能远远高于纤维增强复合材料,故在保证垫片2强度的同时大大降低垫片2的导热性能,而等间距齿牙凹槽21的结构不仅能保证垫片的强度,同时方便加工。本实施例中,采用两层垫片2设置在螺纹柱与固定板1之间,且两层垫片2的凹槽21呈垂直状态叠加。根据使用要求设置垫片2凹槽21的结构,在保证强度的前提下,两层垫片2的方式与单层垫片2相比,既方便加工,又有利用提高整个结构的绝热性能,凹槽21呈垂直状态叠加,既有利用分散作用力,又可以降低热量的传递速度。
如图1和图2所示,螺纹柱包括座体3和柱头4,座体3为内部中空的圆柱体,且中空内部的一端处有环形凸台,环形凸台的内表面设有与固定板1的连接部位匹配的内螺纹,通过座体3环形凸台处的内螺纹将整个螺纹柱组成固定在固定板1上。座体3内腔表面远离凸台的一端处也设有内螺纹,螺纹段长度为30-50mm。本实施例中,柱头4包括内部中空的中螺纹柱41和上螺纹柱42,其中中螺纹柱41一端处的外周表面设有外螺纹,此外螺纹长度为30-50mm,与座体3远离凸台一侧的内螺纹匹配,使座体3与中螺纹柱41通过螺纹连接成高度可调节的整体;中螺纹柱41远离外螺纹端的内表面处设有内螺纹,长度为30-50mm。上螺纹柱42的一端的外周表面也设有外螺纹与中螺纹柱41的内螺纹匹配,长度为30-50mm,使上螺纹柱42和中螺纹柱41通过螺纹连接成高度可调节的整体。中螺纹柱41和上螺纹柱42构成的柱头4内填塞气凝胶,以座体3和柱头4作为骨架,为整个螺纹柱提供支撑,在柱头4的空腔内填塞气凝胶,大大提高了螺纹柱的绝热性能,减少了热量的损失。当座体3和柱头4连接成整体后,螺纹柱的外侧面以及端面都有气凝胶包覆,使得纤维增强复合材料与冷气流由气凝胶隔开,进一步降低热量的传递速度。
在中螺纹柱41和上螺纹柱42远离各自外螺纹的一端外周面上设有方形卡槽43,长度为15-25mm,当调节螺纹柱的高度时,使用工具夹住方形卡槽43处将上螺纹柱42或中螺纹柱41拧进或旋出,方形结构能够防止工具打滑,有利于调节。本实施例中,中螺纹柱41和上螺纹柱42的外表面各等距离对称设置有四个方形卡槽43,也可以根据实际情况对称设置两个、三个、六个或者其他数量。
用于形成垫片2和柱头4骨架的纤维增强复合材料可为层压复合材料、缠绕复合材料、拉挤复合材料。
本实施例将螺纹柱设置成三段连接的结构,可实现在深冷装置复杂结构中精准调节高度,同时具有较低的整体导热系数,优良耐低温性能,较高力学强度。
实施例二
如图4和图6所示,本实施例中,垫片2为在两侧的环面上都设置等间距齿牙结构的凹槽21,在凹槽21内填充有气凝胶,图6中为两侧的凹槽21设置方式都相同,也可以将垫片2两侧的凹槽21相互垂直设置。此时可以根据需要将垫片2的厚度设置得大于实施例一中的垫片2厚度,一个螺纹柱组成内使用一个垫片2即可,当然,垫片2的实际规格尺寸以及数量都可以根据使用环境调整。
实施例三
如图7和图8所示,本实施例中,垫片2的一侧设置凹槽21,并在凹槽21内填充有气凝胶,其中凹槽21的设置方式为:所有凹槽21的中心线的延长线都过圆心,且所有凹槽21相同对称设置,既保证垫片2各处的强度,也方便加工和装配。使用时,可采用两层垫片2叠加的方式,且两层垫片2的凹槽21位置相同叠加,以保证强度。
实施例四
如图7和图9所示,本实施例中,垫片2在两侧都设置有实施例三中所述的凹槽21,并在凹槽21内填充有气凝胶,且两侧的凹槽21位置对应设置,以保证垫片2的强度。
实施例五
本实施例中,可以将螺纹柱的柱头4设置为一个整体,即螺纹柱不是如实施例一一样由三段构成,而是由两段螺纹连接,此时,座体3和柱头4的高度与实施例中的每段相比都会增加。当然,还可以根据实际使用情况选择螺纹柱的段数,每段之间的结构与连接关系与实施例一中的描述相同。
以上实施例仅供说明本发明之用,而非对本发明的限制,有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下,还可以做出各种变化或变换,因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的保护范围,本发明的保护范围应该由各权利要求限定。

Claims (6)

1.一种低温复合材料螺纹柱组成,包括螺纹柱和垫片,其特征在于:螺纹柱包括由纤维增强复合材料加工成的中空的座体和柱头,座体内腔设有内螺纹,柱头靠近座体的一端设有与座体的内螺纹匹配的外螺纹,柱头与座体间螺纹连接成高度可调节的整体,且柱头的中空结构内填塞气凝胶;垫片的一个环形面上设有凹槽,凹槽成等间距结构排列,凹槽内填充气凝胶;垫片为两片叠加,且两层垫片的凹槽呈垂直状态叠加。
2.如权利要求1所述的低温复合材料螺纹柱组成,其特征在于:螺纹柱还包括外壁包覆的气凝胶。
3.如权利要求1所述的低温复合材料螺纹柱组成,其特征在于:柱头包括中空的中螺纹柱和上螺纹柱以及填充在中螺纹柱和上螺纹柱内的气凝胶,中螺纹柱的一端设有与座体匹配的外螺纹、另一端设有内螺纹,上螺纹柱一端设有与中螺纹柱的内螺纹匹配的外螺纹,中螺纹柱两端分别与座体和上螺纹柱螺纹连接。
4.如权利要求3所述的低温复合材料螺纹柱组成,其特征在于:螺纹长度为30-50mm。
5.如权利要求3所述的低温复合材料螺纹柱组成,其特征在于:中螺纹柱和上螺纹柱非外螺纹处的外侧设有方形卡槽。
6.如权利要求5所述的低温复合材料螺纹柱组成,其特征在于:方形卡槽为在外侧周均匀对称设置的两个或四个。
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