SU1588984A1 - Криостат - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к криогенной технике и найдет применение в различных криостатах, преимущественно как опорна  система. Цель изобретени  - повышение надежности в услови х кратковременных перегрузок при одновременном уменьшении теплопритоков. Криостат содержит наружную и внутреннюю оболочки с по сами жесткости, установленные одна в другой на закрепленных в плоскости по сов наклонных в осевом направлении выступах с пазами, между которыми размещены вкладыши в виде тел качени . Оболочки снабжены оппозитно закрепленными на их стенках упорами с наклонными в осевом и радиальном направлени х поверхност ми, расположенными на рассто нии друг от друга

выступы выполнены упругими в виде пластин с прорез ми и осевой угол наклона упора равен углу наклона соответствующего выступа. В каждой паре упоров одна из опорных оппозитных поверхностей выполнена выпуклой, а друга  - вогнутой. Предложенна  опорна  система компенсирует перегрузки в осевом, радиальном и тангенциальном направлени х. При этом сначала срабатывают упругие выступы, а при максимальных перегрузках - упоры, что снижает теплопритоки к криожидкости. 2 н.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Изобретение относитс  к криогенной технике и может быть использовано в системах криостатировани , примен емых в различных област х техники, например в криогенном электромашиностроении, дл  сверхпровод щей обмотки возбуждени , в криогенной . оптике дл  хранени  и транспортировки криогенных жидкостей, в топливных криогенных баках и др.

Цель изобретени  - увеличение надежности конструкции при одновременном уменьшении теплопритока в услови х значительных динамических нагрузок, действующих в трех взаимно перпендикул рных направлени х .

На фиг. 1 изображен криостат, продольное сечение; на фиг. 2 - то же, поперечное сечение; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на

фиг. 5 - расположение тела качени  на нижнем выступе; на фиг. 6 - вариант выполнени  упругих выступов в виде набора пластин; на фиг. 7 - схема взаимодействи  выступов и тела качени  под нагрузкой; на фиг. 8 - схема взаимодействи  выступов тела качени  и упоров под максимальной нагрузкой.

Криостат содержит концентрично установленную наружную 1 и внутренюю оболочки 2 с теплоизол цией 3 между ними. Внутренн   оболочка 2 установлена в наружной 1 на опорах, равномерно расположенных по окружности и состо щих из выступов 4 и 5, закрепленных попарно и оппозитно на стенках оболочек, из вкладышей 6 между ними в виде тел качени , шариков или ролико в из низкотеплопроводного материала. На выступах выполнены наклонные к оси

сл

00 00

со

00

внутренней оболочки пазы 7 и 8. Угол наклона пазов а выбран из соотношени 

,

где d - наружный диаметр внутренней оболочки;

/ - рассто ние между опорами. Оппозитные выступы выполнены упругими , например в виде тонкой пластины или набора пластин из металла или стеклопластика , а пазы 7 и В, выполнены сквюз- ными и в них установлены тела качени . Оболочки снабжены по сами 9 и 10 жесткости и упорами 11 и 12, установленными меж- жу оболочками равномерно по окруж- ности и закрепленными на их стенках попарно и оппозитно. Упоры могут быть выполнены заодно с выступами или отдельно от них, но в плоскости расположени  по сов жесткости. Упоры имеют опорные Оппозитные поверхности 13 и 14, которые выполнены с углом наклона к оси, равным углу наклона пазов 7 и 8. В каждой паре упоров Оппозитные опорные поверхности выполнены: одна - выпуклой, а друга  - вогнутой в виде ответной впади- ны. Зазор между опорными поверхност ми 13 и 14 выбирают из услови  заданной величины нагрузки на тело качени  и жесткости упругого выступа. Криостат содержит патрубки 15, 16 дл  криожидкости, а также патрубок 17 отвода паров.

Один из вариантов технологии сборки криостата осуществл етс  следующим образом .

Устанавливают внутреннюю оболочку в наружную обечайку наружной оболочки с помощью специального приспособлени . За- тем с одной из сторон устанавливают с помощью специальных приспособлений (их может быть несколько вариантов) выступы и упоры. В зазор между опорными оппозитными поверхност ми вставл ют щу- пы, толщина которых равна расчетному зазору . С другой стороны оболочки, где еще не установлены опоры, прикладывают к внутренней оболочке такую силу (с помощью струбцины), чтобы щуп в зазоре можно было перемещать с небольшим усилием. Затем устанавливают выступы и упоры, контролируют зазор между упорами и закрепл ют выступы и упоры, крыщки и по са жесткости.

Криостат работает следующим образом.

При действии перегрузки вдоль оси крио-

стата одна из групп выступов с телами

качени  загружаетс , а друга  нагружаетс 

до тех пор, пока не начнут воспринимать

0

5 25 30

35 Q 45

50

перегрузку оппозитные опорные поверхности упоров в данном по се жесткости. Это произойдет тогда, когда будет выбран зазор между накло 1ными опорными оппозитными поверхност ми во всех упорах по са жесткости. Сначала вьГбираетс  зазор нижних упоров, затем - верхних. При действии перегрузки в направлении, перпендикул рном продольной оси и совпадающим с направлением силы т жести, перегрузку воспринимают нижние оппозитные упоры. Если перегрузка действует в направлении, противоположном силе т жести, то она будет восприниматьс  верхними упорами. Если при перегрузке возникает крут щий момент, действующий на внутреннюю оболочку, то он воспринимает выпуклый и вогнутый оппозитными поверхност ми 13 и 4.

Таким образом, отсутствует значительный предварительный нат г в опорах, что приводит к уменьшению контактных напр жений в опорах качени  (в 1,5-2 раза). Благодар  этому, во столько же раз уменьшаетс  п тно контакта в опорных элементах и кондуктивный теплоприток в криостат. Существенное уменьшение контактных механических напр жений в опорных элементах дает возможность повысить надежность конструкции, а также примен ть материалы дл  тел качени  с низким коэффициентом теплопроводности (например, стекло вместо нержавеющей стали).

Claims (3)

1.Криостат, содержащий наружную и внутреннюю оболочки с по сами жесткости установленные одна в другой на закрепленных в плоскости по сов наклонных в осевом направлении выступах с пазами, между которыми размещены вкладыщи в виде тел качени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности в услови х кратковременных перегрузок при одновременном уменьшении теплопритоков, оболочки снабжены оппозитно закрепленными на их стенках упорами с наклонными в осевом и радиальном направлени х поверхност ми, расположенными на рассто нии одна от другой, выступы выполнены упругими и осевой угол наклона упора равен углу наклона соответствующего выступа.

2.Криостат по п. 1, отличающийс  тем, что выступы с пазами выполнены в виде плас ,тин с прорез ми.

3.Криостат по п. 1, отличающийс  тем, что в каждой паре упоров одна их опорных оппозитных поверхностей выполнена выпуклой , а друга  - вогнутой.

W

Фиг. 1

Фиг. 2

Щи2М

Фиг.з

Фиг. 5

Фиг. 6

Шиг.1

Фиг. 8