CN214043217U - 低温恒温器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种低温恒温器，包括外管以及设置在所述外管内部的内管；在所述外管与所述内管之间设置有固定式支撑模块和伸缩式支撑模块；其中，所述固定式支撑模块在所述内管的长度方向上根据预设间距设置，所述伸缩式支撑模块在相邻两个所述固定式支撑模块之间设置有至少两个；并且，所述内管处于相邻两个所述固定式支撑模块之间的部分在所述伸缩式支撑模块的作用下呈S形。利用上述实用新型能够有效地解决现有的高温超导电缆的内部的内管由于温差而出现长度严重缩短的问题。

Description

低温恒温器

技术领域

本实用新型涉及电缆制备技术领域，更为具体地，涉及一种低温恒温器。

背景技术

高温超导电缆是采用无阻的、能传输高电流密度的超导材料作为导电体并能传输大电流的一种电缆设施，具有体积小、重量轻、损耗低和传输容量大的优点，可以实现低损耗、高效率、大容量输电的效果。

高温超导电缆由电缆芯、低温恒温器、终端和冷却系统四个部分组成；其中，低温恒温器，是一种采用真空绝热的金属压力容器，是为储存、运输和使用液氮等低温液体而设计的。具体地，低温恒温器由内管和外管组成；内管和外管之间为真空隔热层，电缆芯整体放置在内管的内部，整个高温超导电缆铺设完成后，需要对内管内部充装液氮。此时，由于内管和外管受热程度不同导致热胀冷缩的程度不同，造成内管和外管伸缩长度不同。

当长距离使用高温超导电缆时，外管工作在外界环境中，外界温度会随季节和昼夜发生变化，外管会受外界温度影响发生热胀冷缩；而电缆芯和内管工作在液氮环境下，不会受外界温度影响发生变化，造成内管和外管伸缩长度不同，内管和外管之间会有明显的长度差，从而导致电缆接头处以及终端部的内管和外管发生错位。

此外，当长距离使用高温超导电缆时，还需进行多段超导电缆的连接，具体地，需要进行超导电缆与超导电缆之间的端头以及终端与常规电缆之间的端头的连接，连接完成后再对内管的内部充装液氮，此时，内管由常温状态变为低温状态，其长度明显缩短，则会在各端头的连接部位产生特别大的拉伸应力，导致各端头的连接部位发生断裂。

基于以上技术问题，亟需一种能够有效避免高温超导电缆内部的内管由于温差而出现长度严重缩短的问题。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种低温恒温器，以解决现有的高温超导电缆的内部的内管由于温差而出现长度严重缩短的问题。

本实用新型实施例中提供的低温恒温器，包括外管以及设置在所述外管内部的内管；在所述外管与所述内管之间设置有固定式支撑模块和伸缩式支撑模块；其中，所述固定式支撑模块在所述内管的长度方向上根据预设间距设置，所述伸缩式支撑模块在相邻两个所述固定式支撑模块之间设置有至少两个；并且，

所述内管处于相邻两个所述固定式支撑模块之间的部分在所述伸缩式支撑模块的作用下呈S形。

此外，优选的结构是，所述伸缩式支撑模块包括卡环和弹性支撑件；其中，所述弹性支撑件固定在所述外管的内壁上，所述卡环连接在所述弹性支撑件远离所述外管的内壁的一端，所述内管卡接在所述卡环上。

此外，优选的结构是，所述弹性支撑件包括固定在所述外管的内壁上的定位块以及与所述卡环相连的导向柱；其中，

在所述定位块内开设有定位槽，在所述定位槽内限位有伸缩弹簧，所述导向柱远离所述卡环的一端延伸至所述定位槽的内部并与所述伸缩弹簧相连。

此外，优选的结构是，在所述伸缩弹簧上固定有定位环，所述导向柱远离所述卡环的一端通过所述定位环与所述伸缩弹簧相连接。

此外，优选的结构是，相邻两个所述伸缩式支撑模块的朝向相反，所述内管通过相邻的两个朝向相反的所述伸缩式支撑模块在相邻两个所述固定式支撑模块之间呈S形。

此外，优选的结构是，所述固定式支撑模块包括支撑盘，在所述支撑盘的中心位置开设有内孔，所述支撑盘设置所述外管的内部以实现所述支撑盘对所述外管的支撑，所述内管贯穿所述内孔以实现所述支撑盘对所述内管的支撑。

此外，优选的结构是，所述固定式支撑模块在所述内管的长度方向上呈等间距分布。

此外，优选的结构是，设相邻两个所述固定式支撑模块之间的外管的长度为L1，相邻两个所述固定式支撑模块之间的内管的长度为L2，相邻两个所述固定式支撑模块之间的内管在冷却和升温时的伸缩长度变化量为L3，相邻两个所述固定式支撑模块之间的外管在外界气温影响下的伸缩长度变化量为L4；其中，

L1、L2、L3、L4满足如下条件：

L2-L1≥L3+L4。

从上面的技术方案可知，本实用新型通过在高温超导电缆低温恒温器内增加支撑模块，可使低温恒温器的内管可自由伸缩，能够在对超导电缆进行冷却操作时，有效地吸收电缆缆芯和低温恒温器内管收缩所产生的收缩力，消除电缆芯和低温恒温器的内管与低温恒温器的外管的长度差，消除低温恒温器的内管之间的接头、电缆缆芯之间的接头、低温恒温器内管在终端部接头和电缆芯在终端部接头产生的应力。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本实用新型的更全面理解，本实用新型的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的低温恒温器的第一位置剖面图；

图2为本实用新型实施例提供的低温恒温器的第二位置剖面图；

图3为本实用新型实施例提供的伸缩式支撑模块的主视图；

图4为本实用新型实施例提供的定位块的剖视局部放大图；

图5为本实用新型实施例提供的固定式支撑模块的侧视图；

其中的附图标记包括：外管11、内管12、固定式支撑模块13、伸缩式支撑模块14、卡环142、导向柱143、定位块144、定位槽145、定位环146、伸缩弹簧147。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

为详细描述本实用新型的低温恒温器的结构，以下将结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细描述。

图1示出了本实用新型实施例提供的低温恒温器的第一位置剖面结构，图2示出了本实用新型实施例提供的低温恒温器的第二位置剖面结构，图3示出了本实用新型实施例提供的伸缩式支撑模块的主视结构，图4示出了本实用新型实施例提供的定位块的剖视局部放大结构，图5示出了本实用新型实施例提供的固定式支撑模块的侧视结构。

结合图1至图5共同所示，本实用新型实施例中提供的低温恒温器包括起保护作用的外管11以及设置在外管11内部的内管12；在使用过程中，电缆缆芯需要铺设在内管12的内部，并在内管12内通入氮气等降温气体，以对电缆缆芯进行降温，实现电缆的超导性能。

具体地，在外管11与内管12之间设置有固定式支撑模块13和伸缩式支撑模块14；这两种模块均由耐低温且绝热性能良好的聚四氟乙烯等材料制成，以提升其使用寿命。其中，固定式支撑模块13在内管12的长度方向上根据预设间距设置(根据实际需求而定)，伸缩式支撑模块14在相邻两个固定式支撑模块13之间设置有至少两个；并且，内管12处于相邻两个固定式支撑模块13之间的部分在伸缩式支撑模块14的作用下呈S形。

更为具体地，伸缩式支撑模块14包括卡环142和弹性支撑件；其中，弹性支撑件固定在外管11的内壁上，卡环142连接在弹性支撑件远离外管11的内壁的一端，内管12卡接在卡环142上。

在实际制作过程中，固定式支撑模块13和伸缩式支撑模块14可以在制作低温恒温器的内管12时先安装在低温恒温器的内管12上；即将固定式支撑模块13内孔套在低温恒温器的内管12外，将伸缩式支撑模块14的卡环142上套在低温恒温器的内管12外，然后在套有的固定式支撑模块13和伸缩式支撑模块14的低温恒温器的内管12上加工制作外管11，低温恒温器的外管1132与固定式支撑模块13的外圈以及伸缩式支撑模块14的定位块144刚性连接。

此外，需要说明的是，固定式支撑模块13包括支撑盘，在支撑盘的中心位置开设有内孔，支撑盘设置外管11的内部以实现支撑盘对外管11的支撑，内管12贯穿内孔以实现支撑盘对内管12的支撑。在实际使用过程中，固定式支撑模块13可以使低温恒温器的内管12保持在低温恒温器的外管11的中心位置，且固定式支撑模块13的内外圈分别与低温恒温器的外管11和低温恒温器的内管12固定连接，保证低温恒温器的内管12与外管11之间不会发生长度上的错位。

此外，为保证弹性支撑件的弹性支撑效果，弹性支撑件包括固定在外管11的内壁上的定位块144以及与卡环142相连的导向柱143；其中，在定位块144内开设有定位槽145，在定位槽145内限位有伸缩弹簧147，导向柱143远离卡环142的一端延伸至定位槽145的内部并与伸缩弹簧147相连。通过导向柱143配合定位槽145以及伸缩弹簧147实现对内管12的弹性支撑效果。

另外，为避免伸缩弹簧147与导向柱143之间出现错位，降低弹性支撑效果，还可以在伸缩弹簧147上固定定位环146，导向柱143远离卡环142的一端通过定位环146与伸缩弹簧147相连接。

具体地，相邻两个伸缩式支撑模块14的朝向相反，内管12通过相邻的两个朝向相反的伸缩式支撑模块14在相邻两个固定式支撑模块13之间呈S形。在实际使用过程中，在两个固定式支撑模块13之间等距离设有两个或多个朝向不同的伸缩式支撑模块14，电缆芯和低温恒温器的内管12在通过伸缩式支撑模块14时，伸缩式支撑模块14的伸缩弹簧147被挤压，会给内管12一个反向的力，使两个固定式支撑模块13之间的电缆芯以及内管12在外管11内呈S型结构。

另外，为提升固定式支撑模块13的支撑效果，固定式支撑模块13在内管12的长度方向上呈等间距分布。

需要说明的是，设相邻两个固定式支撑模块13之间的距离为L1，则相邻两个固定式支撑模块13之间的外管11的长度为L1，相邻两个固定式支撑模块13之间的内管12的长度为L2，相邻两个固定式支撑模块13之间的内管12在冷却和升温时的伸缩长度变化量为L3，相邻两个固定式支撑模块13之间的外管11在外界气温影响下的伸缩长度变化量为L4；则L1、L2、L3、L4需要满足如下条件：

L2-L1≥L3+L4。

该条件可以保证两固定式支撑模块13之间的电缆芯和内管12可以自由弯曲和伸直，在固定式支撑模块13处不与外管11之间发生长度上的错位，有效地吸收电缆缆芯和内管12收缩所产生的收缩力，长距离使用高温超导电缆时，内管12和外管11之间整体上不会有明显的长度差，有效地消低内管12之间的接头、电缆芯之间的接头、内管12在终端部的接头以及电缆芯在终端部的接头所产生的应力，将电缆的伸缩应力转化为电缆的弯曲应力，保证超导电缆的使用性能。

下面结合具体场景对本实用新型提供低温恒温器地结构做进一步说明，超导电缆铺设完成后需要对低温恒温器的内管12内部充装液氮，内管12会发生收缩，外管11不受内部液氮温度影响，不会发生收缩；在低温恒温器内增加两种支撑模块后，由于固定式支撑模块13的固定，内管12收缩时在固定式支撑模块13处不会发生变化，内管12的S弯会变小，会对伸缩式支撑模块14产生压力，伸缩弹簧147被压缩，直到内管12的收缩力消失，从而杜绝内管12和外管11伸缩长度不同带来的影响。

同理，对超导电缆进行维护检查时，需要将内管12的内部液氮放出，内管12从液氮温度恢复到常温状态会发生伸长，外管11不受内部液氮温度影响，不会发生伸长；在超导电缆低温恒温器内增加两种支撑模块后，由于固定式支撑模块13的固定，内管12伸长时在固定式支撑模块13处不会发生变化，内管12的S弯会变大，会对伸缩式支撑模块14产生拉力，伸缩弹簧147被拉长，直至内管12的伸长力消失，从而避免内管12和外管11伸缩长度不同带来的影响。

此外，超导电缆铺设完成后低温恒温器内管12内部充装液氮，恒温容器内管12处于液氮恒温状态，运行时不会随外界气温变化发生伸缩变化，恒温容器外管11会随外界温度变化发生变化；冬季或晚上外界温度下降时，恒温容器外管11收缩，恒温容器内管12不受外界温度影响，不会发生收缩；在超导电缆低温恒温器内增加两种支撑模块后，由于固定式支撑模块13的固定，恒温容器外管11收缩时会通过固定式支撑模块13对恒温容器内管12施加压缩力，恒温容器内管12的S弯会变大，会对伸缩式支撑模块14产生拉力，伸缩弹簧147被拉伸，直到恒温容器外管11对恒温容器内管12的压缩力消失，从而杜绝恒温容器内管12和外管11伸缩长度不同带来的影响。

另外，夏季或白天，外界温度上升时，恒温容器外管11伸长，恒温容器内管12不受外界温度影响，不会发生变化；在超导电缆低温恒温器内增加两种支撑模块后，由于固定式支撑模块13的固定，恒温容器外管11伸长时会通过固定式支撑模块13对恒温容器内管12施加拉伸力，恒温容器内管12的S弯会变小，会对伸缩模块产生压缩力，伸缩弹簧147被压缩，直到恒温容器外管11对恒温容器内管12的拉伸力消失，从而杜绝恒温容器内管12和外管11伸缩长度不同带来的影响。

如上参照附图以示例的方式描述了根据本实用新型提出低温恒温器。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本实用新型所提出的低温恒温器，还可以在不脱离本实用新型内容的基础上做出各种改进。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (8)

1.一种低温恒温器，包括外管以及设置在所述外管内部的内管；其特征在于，

在所述外管与所述内管之间设置有固定式支撑模块和伸缩式支撑模块；其中，

所述固定式支撑模块在所述内管的长度方向上根据预设间距设置，所述伸缩式支撑模块在相邻两个所述固定式支撑模块之间设置有至少两个；并且，

所述内管处于相邻两个所述固定式支撑模块之间的部分在所述伸缩式支撑模块的作用下呈S形。

2.如权利要求1所述的低温恒温器，其特征在于，

所述伸缩式支撑模块包括卡环和弹性支撑件；其中，所述弹性支撑件固定在所述外管的内壁上，所述卡环连接在所述弹性支撑件远离所述外管的内壁的一端，所述内管卡接在所述卡环上。

3.如权利要求2所述的低温恒温器，其特征在于，

所述弹性支撑件包括固定在所述外管的内壁上的定位块以及与所述卡环相连的导向柱；其中，

在所述定位块内开设有定位槽，在所述定位槽内限位有伸缩弹簧，所述导向柱远离所述卡环的一端延伸至所述定位槽的内部并与所述伸缩弹簧相连。

4.如权利要求3所述的低温恒温器，其特征在于，

在所述伸缩弹簧上固定有定位环，所述导向柱远离所述卡环的一端通过所述定位环与所述伸缩弹簧相连接。

5.如权利要求4所述的低温恒温器，其特征在于，

相邻两个所述伸缩式支撑模块的朝向相反，所述内管通过相邻的两个朝向相反的所述伸缩式支撑模块在相邻两个所述固定式支撑模块之间呈S形。

6.如权利要求5所述的低温恒温器，其特征在于，

所述固定式支撑模块包括支撑盘，在所述支撑盘的中心位置开设有内孔，所述支撑盘设置所述外管的内部以实现所述支撑盘对所述外管的支撑，所述内管贯穿所述内孔以实现所述支撑盘对所述内管的支撑。

7.如权利要求6所述的低温恒温器，其特征在于，

所述固定式支撑模块在所述内管的长度方向上呈等间距分布。

8.如权利要求1至7中任意一项所述的低温恒温器，其特征在于，

设相邻两个所述固定式支撑模块之间的外管的长度为L1，相邻两个所述固定式支撑模块之间的内管的长度为L2，相邻两个所述固定式支撑模块之间的内管在冷却和升温时的伸缩长度变化量为L3，相邻两个所述固定式支撑模块之间的外管在外界气温影响下的伸缩长度变化量为L4；其中，

L1、L2、L3、L4满足如下条件：

L2-L1≥L3+L4。

Images