SU1581960A1 - Опора криогенного аппарата - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к криогенной технике и позвол ет получить опору упрощенной конструкции, снизить теплопритоки к охлаждаемой аппаратуре во врем  работы и повысить надежность при транспортировке. Опора выполнена в виде радиально расположенных стержней из материала с эффектом пам ти формы, одни из концов которых закреплены на кольце из материала с высоким коэффициентом теплопроводности. Кольцо закреплено с тепловым контактом на криогенном аппарате. Стержни предварительно деформируют при криогенной температуре с тем, чтобы в режиме хранени  исключить тепловой контакт свободного конца стержн  с элементами аппарата. Резко облегчаютс  процессы сборки и разборки криостата. 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к криогенной технике и может быть использовано в периодически транспортируемых криогенных системах, в частности дл  креплени  теплообменной аппаратуры внутри криостата.

Цель изобретени  - упрощение конструкции .

Ча-фиг.1 изображена опора, план; на фиг.2 - аппарат с положением опоры в нормальных услови х, продольный разрез; на фиг.З - деформаци  стержней путем отклонени  их свободных концов; на фиг.4 - деформаци  радиальным усили м.

Опора содержит радиально ориентированные стержни 1 из материала с пам тью формы, которые закреплены одним концом на силовом кольце 2 из материала с высоким коэффициентом теплопроводности. Кольцо 2 установлено на криогенном аппарате.

По внутренней поверхности кольца 2 выполнен тепловой контакт 3 с концом консольно укрепленной на фланце

4охлаждаемой аппаратуры 5. По фланцам 4 осуществл ют герметизацию корпуса 6 аппарата. Дл  минимизации теплопритоков к охлаждаемой аппаратуре в корпусе 6 аппарата, как правило , выполнено сужение горловины 7, а охлаждаема  аппаратура покрыта многослойной экранно-вакуумнон изол цией 8.

Стержни 1 опоры в нормальных услови х занимают положение, показанное на фиг.2, когда свободные концы стержней 1 взаимодействуют с внутренней поверхностью 9 корпуса 6, при этом в стержн х 1 возникает напр жение сжати . Дл  обеспечени  возможности монтажа охлаждаемой аппаратуры

5в корпус 6 стержни 1 деформируют либо путем отклонени  свободных консл

OS

о

цов стержней 1 к оси 10 (см. фиг.З), либо радиальным усилием в направлении П (см. фиг.4) до диаметра, мень чтего, чем внутренний диаметр горловины 7 корпуса 6,

Опора работает следующим образом, В нормальных услови х перед включением криосистемы стержни 1. установленные на кольце 2, радиально ориентированы и взаимодействуют свободными концами с внутренней поверхностью 9 корпуса 6. Это взаимодействие вызывает в стержн х 1 напр жение сжати . При наличии как минимум трех стержней 1- обеспечиваетс  жестка  фиксаци  в поперечной плоскости к оси 10 охлаждаемой аппаратуры и опора способна воспринимать значительные силовые нагрузки в этой плоскости , в частности, при транспортировке .

В стационарных услови х аппарат, как правилов монтируетс  вертикально При включении криогенной системы происходит захолаживание аппаратуры 5 и соответственно и кольца 2, в которых из-за эффекта пам ти формы восстанавливаетс  структура, ранее имевша с  в криогенных услови х, т.е. стержни-деформируютс  (см, фиг. и 4) и термический контакт с внутренней поверхностью 9 корпуса 6 устрн етс , чем обеспечиваетс  минимум теплопритоков к охлаждаемой аппаратуре .

Таким образом, опора имеет существенно более простуюiконструкцию и при этом не нарушаетс  цельность корпуса, что повышает эксплуатационную надежность, в частности, за счет исключени  дополнительных сварочных швов и т.д., что снижает веро тность нарушени  вакуума за врем  эксплуатации . Опора обеспечивает минимум теплопритоков к охлаждаемой аппаратуре , особенно в варианте конструкции , изображенной на фиг,4, так как теплоприток излучением передаетс  только торцом стержней 1, относительна  площадь которых предельно незначительна Опора не требует высокой точности изготовлени  аппарата,, в частности посто нства внутреннего диаметра по длине, и позвол ет обеспечить крепление свободного конца охлаждаемой аппаратуры, консольно закрепленной на фланце 4, даже при наличии горловины меньшего диаметра,

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

чем внутренний диаметр корпуса в плоскости расположени  опоры. Высока  жесткость и прочность креплени  обеспечивают высокую вибро- и ударо- прочность даже при наличии значительной массы охлаждаемой аппаратуры и как следствие высокую частоту собственного резонанса,, как правило выше низкочастотного спектра частот колебаний, возникающих при транспортировке .

В качестве материала дл  стержней , обладающих эффектом пам ти формы с температурой фазового превращени , наход щейс  в интервале -196 до 75°С;можно примен ть следующие материалы: 50 Ti - 47 Ni - 3 Fe; (40,25-49,00)Ti - 50 Ni - (0,75 )A1; 48,5 Ti - 5i,5 Ni; 50 Ti -48 Ni - 2 Mn.

Кольцо 2 можно изготовить из меди, молибдена ипи, например, из стали плакированной медью. Применение опоры дл  криогенной аппаратуры, котора  выполнена в виде радиально расположенных стержней из материала с пам тью формы, которые закреплены одним концом на кольце из материала с высоким коэффициентом теплопроводности , а внутренн   поверхность кольца имеет тепловой контакт с охлаждающим объектом, по сравнению с прототипом позвол ет упростить конструк- циюв снизить теплопритоки во врем  работы, повысить надежность при транспортировке . Повышаетс  технологичность монтажа и демонтажа охлаждающей аппаратуры и опоры, так как дл  выполнени  этих операций достаточно охладить опору. Применение кольца из высокотеплопроводного материала позвол ет точно центрировать охлаждаемую опору относительно внутренней стенки корпуса за счет выравнивани  пол  температур по периметру кольца и, как следствие, к синхронному деформированию стержней.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Опора криогенного аппарата, содержаща  установленные радиально в вакуумной изол ции аппарата дистанционные элементы из низкотеплопроводного материала, одним концом закрепленные на силовом кольце, о т - лишающа с  тем, что, с целью упрощени  конструкции, увели

   Фиг.1

   Фиг. 2

   5 //О 1

   ФигЛ

   Фиг.З