CN219346223U - 适用于深冷环境下的可拆卸绝热支撑结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于深冷环境下的可拆卸绝热支撑结构，第一和第二轴套设置在支撑杆上，支撑杆两端与外杜瓦连接，第一制冷连接件外侧与内杜瓦连接，内侧与第一碳和第二碳纤环氧层连接；第一碳纤环氧层与第一外层支撑件一端连接，二碳纤环氧层与第二外层支撑件一端连接，第一外层支撑件的另一端与第三玻纤环氧层的一侧连接，第二外层支撑件的另一端与第四玻纤环氧层的一侧连接，第三玻纤环氧层的另一侧与第一中间层支撑件连接，第四玻纤环氧层的另一侧与第二中间层支撑件连接；第一玻纤环氧层设置在第一中间层支撑件与内层连接件之间，第二玻纤环氧层设置在第二中间层支撑件与内层连接件之间，第三碳纤环氧层设置在第一轴套和第二轴套之间。

Description

适用于深冷环境下的可拆卸绝热支撑结构

技术领域

本实用新型涉及支撑结构技术领域，尤其涉及一种适用于深冷环境下的可拆卸绝热支撑结构。

背景技术

在低温液体贮存、低温研究及超导领域，杜瓦瓶占据举足轻重的作用，能够很好的维持低温环境，从而降低制冷设备的能耗，现在的杜瓦瓶是由苏格兰物理学家和化学家詹姆斯——杜瓦爵士与1983年实用新型，一般采用双层结构，包括内杜瓦和外杜瓦，并设置用于隔热保温的支撑结构，在本技术领域中，支撑结构的设计要求是在保证支撑强度的基础上，尽可能的降低漏热。

现有杜瓦瓶多用于竖直状态下的液氦杜瓦支撑稳定，仅承受单向载荷，且支撑结构内部为一体固化形式，安装及维修存在困难，对于承受动载荷和振动冲击的异形杜瓦无法使用。

实用新型内容

本实用新型提供了一种适用于深冷环境下的可拆卸绝热支撑结构，能够解决现有技术中的问题。

本实用新型提供了一种适用于深冷环境下的可拆卸绝热支撑结构，其中，该支撑结构包括支撑杆、第一外层支撑件、第一轴套、第一玻纤环氧层、第二玻纤环氧层、第一中间层支撑件、第二中间层支撑件、第三玻纤环氧层、第四玻纤环氧层、第二外层支撑件、第一碳纤环氧层、第二碳纤环氧层、第一制冷连接件、第二制冷连接件、第三制冷连接件、第二轴套、第三碳纤环氧层和内层连接件，

所述第一轴套和所述第二轴套设置在所述支撑杆上，所述支撑杆两端与外杜瓦连接，所述第一制冷连接件外侧与内杜瓦连接，内侧与所述第一碳纤环氧层的一侧和第二碳纤环氧层的一侧连接，所述第二制冷连接件和所述第一中间层支撑件连接，所述第三制冷连接件和所述第二中间层支撑件连接；

所述第一碳纤环氧层的另一侧与所述第一外层支撑件的一端连接，所述二碳纤环氧层的另一侧与所述第二外层支撑件的一端连接，所述第一外层支撑件的另一端与所述第三玻纤环氧层的一侧连接，所述第二外层支撑件的另一端与所述第四玻纤环氧层的一侧连接，所述第三玻纤环氧层的另一侧与所述第一中间层支撑件连接，所述第四玻纤环氧层的另一侧与所述第二中间层支撑件连接；

所述第一玻纤环氧层设置在所述第一中间层支撑件与所述内层连接件之间，所述第二玻纤环氧层设置在所述第二中间层支撑件与所述内层连接件之间，所述第三碳纤环氧层设置在第一轴套和所述第二轴套之间。

优选地，该支撑结构还包括固定件，所述第二制冷连接件和所述第一中间层支撑件通过所述固定件连接，所述第三制冷连接件和所述第二中间层支撑件通过所述固定件连接。

优选地，所述固定件为螺钉。

优选地，所述第一中间层支撑件、所述第一外层支撑件、所述第二外层支撑件和所述第二中间层支撑件的材料为不锈钢。

优选地，所述支撑杆的材料为钛合金。

优选地，所述第一制冷连接件上设置有多个安装孔，所述第一制冷连接件通过多个所述安装孔与螺栓配合实现与所述内杜瓦连接。

通过上述技术方案，可以实现包括玻纤环氧树脂套筒和碳纤环氧树脂套筒的多层套筒的可拆卸绝热支撑结构。并且，该结构简单紧凑，传热路径长，操作方便，稳定性能好，各方向刚度、强度性能平衡，方便安装液氦杜瓦本体，同时能够有效的对横向放置的液氦杜瓦本体进行稳定支撑，且能承受振动冲击载荷，抗疲劳性能好。

附图说明

所包括的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本实用新型的实施例，并与文字描述一起来阐释本实用新型的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本实用新型一种实施例的一种适用于深冷环境下的可拆卸绝热支撑结构的俯视图；

图2示出了沿图1中A-A的剖面图。

附图标记说明

1支撑杆；2第一外层支撑件；3轴套；4第一玻纤环氧层；

5第二玻纤环氧层；6第一中间层支撑件；7第二中间层支撑件；

8第三玻纤环氧层；9第四玻纤环氧层；10第二外层支撑件；

11第一碳纤环氧层；12第二碳纤环氧层；13第一制冷连接件；

14第二制冷连接件；15第三制冷连接件；16第二轴套；

17第三碳纤环氧层；18内层连接件；20固定件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1示出了根据本实用新型一种实施例的一种适用于深冷环境下的可拆卸绝热支撑结构的俯视图。

如图1和2所示，本实用新型实施例提供了一种适用于深冷环境下的可拆卸绝热支撑结构，其中，该支撑结构包括支撑杆1、第一外层支撑件2、第一轴套3、第一玻纤环氧层4、第二玻纤环氧层5、第一中间层支撑件6、第二中间层支撑件7、第三玻纤环氧层8、第四玻纤环氧层9、第二外层支撑件10、第一碳纤环氧层11、第二碳纤环氧层12、第一制冷连接件13、第二制冷连接件14、第三制冷连接件15、第二轴套16、第三碳纤环氧层17和内层连接件18，

所述第一轴套3和所述第二轴套16设置在所述支撑杆1上，所述支撑杆1两端与外杜瓦连接，所述第一制冷连接件13外侧与内杜瓦连接，内侧与所述第一碳纤环氧层11的一侧和第二碳纤环氧层12的一侧连接，所述第二制冷连接件14和所述第一中间层支撑件6连接，所述第三制冷连接件15和所述第二中间层支撑件7连接；

所述第一碳纤环氧层11的另一侧与所述第一外层支撑件2的一端连接，所述二碳纤环氧层12的另一侧与所述第二外层支撑件10的一端连接，所述第一外层支撑件2的另一端与所述第三玻纤环氧层8的一侧连接，所述第二外层支撑件10的另一端与所述第四玻纤环氧层9的一侧连接，所述第三玻纤环氧层8的另一侧与所述第一中间层支撑件6连接，所述第四玻纤环氧层9的另一侧与所述第二中间层支撑件7连接；

所述第一玻纤环氧层4设置在所述第一中间层支撑件6与所述内层连接件18之间，所述第二玻纤环氧层5设置在所述第二中间层支撑件7与所述内层连接件18之间，所述第三碳纤环氧层17设置在第一轴套3和所述第二轴套16之间。

通过上述技术方案，可以实现包括玻纤环氧树脂套筒和碳纤环氧树脂套筒的多层套筒的可拆卸绝热支撑结构。并且，该结构简单紧凑，传热路径长，操作方便，稳定性能好，各方向刚度、强度性能平衡，方便安装液氦杜瓦本体，同时能够有效的对横向放置的液氦杜瓦本体进行稳定支撑，且能承受振动冲击载荷，抗疲劳性能好。

其中，第一制冷连接件13、第一碳纤环氧层11和第二碳纤环氧层12工作在液氦温区。

根据本实用新型一种实施例，该支撑结构还包括固定件20，所述第二制冷连接件14和所述第一中间层支撑件6通过所述固定件20连接，所述第三制冷连接件15和所述第二中间层支撑件7通过所述固定件20连接。

由此，可以更好地实现固定支撑作用。

根据本实用新型一种实施例，所述固定件20为螺钉。

根据本实用新型一种实施例，所述第一中间层支撑件6、所述第一外层支撑件2、所述第二外层支撑件10和所述第二中间层支撑件7的材料为不锈钢。

根据本实用新型一种实施例，所述支撑杆1的材料为钛合金。

根据本实用新型一种实施例，所述第一制冷连接件13上设置有多个安装孔，所述第一制冷连接件13通过多个所述安装孔与螺栓配合实现与所述内杜瓦连接。

也就是，第一制冷连接件13与内杜瓦之间可以通过安装孔和螺栓连接。

举例来讲，第一制冷连接件13的材料可以为不锈钢，螺栓可以为钛合金螺栓，安装孔的数量可以为8个，但本实用新型不限于此。

本领域技术人员应当理解，上述关于材料的描述仅仅是示例性的，并非用于限定本实用新型。

更具体地，对于本实用新型上述实施例所述的适用于深冷环境下的可拆卸绝热支撑结构，该支撑结构从外向内各组件连接顺序为：外层支撑件-碳纤环氧层-中间层支撑件-玻纤环氧层-内层连接件-玻纤环氧层-碳纤环氧层-轴套-支撑杆。

导热路径为：外杜瓦-支撑杆-轴套-碳纤环氧层-玻纤环氧层-内层连接件-玻纤环氧层-中间层支撑件-碳纤环氧层-外层不锈钢连接件-内杜瓦。

由此可见，本实用新型可以充分利用环氧/玻璃钢材料在高温端的低导热系数和环氧/碳纤材质在低温端的低导热系数，增加内杜瓦和外杜瓦之间的热阻，有效的隔绝外杜瓦向内杜瓦传热。

本实用新型所述的支撑结构在深冷环境下具有极高的承载能力，经过力学试验测试及传热性能测试，在4.2k环境下，结构静载安全系数可达2.5以上。漏热量约为0.22w，比同类型金属方案降低约80％。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种适用于深冷环境下的可拆卸绝热支撑结构，其特征在于，该支撑结构包括支撑杆(1)、第一外层支撑件(2)、第一轴套(3)、第一玻纤环氧层(4)、第二玻纤环氧层(5)、第一中间层支撑件(6)、第二中间层支撑件(7)、第三玻纤环氧层(8)、第四玻纤环氧层(9)、第二外层支撑件(10)、第一碳纤环氧层(11)、第二碳纤环氧层(12)、第一制冷连接件(13)、第二制冷连接件(14)、第三制冷连接件(15)、第二轴套(16)、第三碳纤环氧层(17)和内层连接件(18)，

所述第一轴套(3)和所述第二轴套(16)设置在所述支撑杆(1)上，所述支撑杆(1)两端与外杜瓦连接，所述第一制冷连接件(13)外侧与内杜瓦连接，内侧与所述第一碳纤环氧层(11)的一侧和第二碳纤环氧层(12)的一侧连接，所述第二制冷连接件(14)和所述第一中间层支撑件(6)连接，所述第三制冷连接件(15)和所述第二中间层支撑件(7)连接；

所述第一碳纤环氧层(11)的另一侧与所述第一外层支撑件(2)的一端连接，所述第二碳纤环氧层(12)的另一侧与所述第二外层支撑件(10)的一端连接，所述第一外层支撑件(2)的另一端与所述第三玻纤环氧层(8)的一侧连接，所述第二外层支撑件(10)的另一端与所述第四玻纤环氧层(9)的一侧连接，所述第三玻纤环氧层(8)的另一侧与所述第一中间层支撑件(6)连接，所述第四玻纤环氧层(9)的另一侧与所述第二中间层支撑件(7)连接；

所述第一玻纤环氧层(4)设置在所述第一中间层支撑件(6)与所述内层连接件(18)之间，所述第二玻纤环氧层(5)设置在所述第二中间层支撑件(7)与所述内层连接件(18)之间，所述第三碳纤环氧层(17)设置在第一轴套(3)和所述第二轴套(16)之间。

2.根据权利要求1所述的支撑结构，其特征在于，该支撑结构还包括固定件(20)，所述第二制冷连接件(14)和所述第一中间层支撑件(6)通过所述固定件(20)连接，所述第三制冷连接件(15)和所述第二中间层支撑件(7)通过所述固定件(20)连接。

3.根据权利要求2所述的支撑结构，其特征在于，所述固定件(20)为螺钉。

4.根据权利要求1所述的支撑结构，其特征在于，所述第一中间层支撑件(6)、所述第一外层支撑件(2)、所述第二外层支撑件(10)和所述第二中间层支撑件(7)的材料为不锈钢。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的支撑结构，其特征在于，所述支撑杆(1)的材料为钛合金。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的支撑结构，其特征在于，所述第一制冷连接件(13)上设置有多个安装孔，所述第一制冷连接件(13)通过多个所述安装孔与螺栓配合实现与所述内杜瓦连接。

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