Опора криогенного аппарата

 

Изобретение относится к криогенной технике и позволяет получить опору упрощенной конструкции, снизить теплопритоки к охлаждаемой аппаратуре во время работы и повысить надежность при транспортировке. Опора выполнена в виде радиально расположенных стержней из материала с эффектом памяти 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 хранения исключить тепловой контакт свободного конца стержня с элементами аппарата. Резко облегчаются процессы сборки и разборки криостата. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 Р 17 С 13/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4391318/23-26 (22) 10,03.88 (46) 30.07.90. Бюл, Х - 28 (72) !п.А.Кащеев и А.А.Викулов (53) 621.59 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1346901, кл. F 17 С 3/00, 1986. (54) ОПОРА КРИОГЕННОГО АППАРАТА (57) Изобретение относится к криогенной технике и позволяет получить опору упрощенной конструкции, снизить теплопритоки к охлаждаемой аппаратуре во время работы и повысить надежность при транспортировке. ОпоИзобретение относится к криогенной технике и может быть использовано в периодически транспортируемых криогенных системах, в частности для крепления теплообменной аппаратуры внутри криостата.

Цель изобретения — упрощение кон- струкции. .Iа.фиг.! изображена опора, план; на фиг.2 — аппарат с положением опоры в нормальных условиях, продольный разрез; на фиг.3 — деформация стержней путем отклонения их свободных концов; íà фиг.4 — деформация радиальным усилиям.

Опора содержит радиально ориентированные стержни 1 из материала с памятью формы, которые закреплены одним концом на силовом кольце 2 из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, Кольцо 2 установлено на криогенном аппарате, „„Я0„„1581 60 А1 ра выполнена в виде радиально расположенных стержней из материала с эффектом памяти формы, одни из кон-; цов которых закреплены на кольце иэ материала с высоким коэффициентом теплопроводности. Кольцо закреплено с тепловым контактом на криогенном аппарате. Стержни предварительно деформируют при криогенной температуре с тем, чтобы в режиме хранения исключить тепловой контакт свободного. конца стержня с элементами аппарата, Резко облегчаются процессы сборки и разборки криостата. 4 ил.

IIo внутренней поверхности кольца

2 выполнен тепловой контакт 3 с концом консольно укрепленной на фланце

4 охлаждаемой аппаратуры 5. По фланцам 4 осуществляют герметизацию корпуса 6 аппарата, Для минимизации теплопритоков к охлаждаемой аппаратуре в корпусе 6. аппарата, как пра-. вило, выполнено сужение горловины 7, а охлаждаемая аппаратура покрыта многослойной экранно-вакуумной пэо— ляцией 8, Стержни 1 опоры в нормальных условиях занимают положение, показанное на фиг,2, когда свободные концы стержней 1 взаимодействуют с внутренней поверхностью 9 корпуса 6, при этом в стержнях 1 возникает напряжение сжатия. Для обеспечения возможности монтажа охлаждаемой аппаратуры

5 в корпус 6 стержни 1 деформируют либо путем отклонения свободных кон15В1960 цов стержней 1 к оси 10 (см. фиг.3)

| либо радиальным усилием в направлении 11 (см. фиг.4) до диаметра, меньшего чем внутренний диаметр горлоМ

5 вины 7 корпуса 6, Опора работает следующим образом.

В нормальных условиях 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 стержнях 1 напряжение сжатия. При наличии как минимум трех стержней 1 обеспечивается жесткая фиксация в поперечной плоскости к. оси 10 охлаждаемой аппаратуры и

1 опора способна воспринимать значительные силовые нагрузки в этой плос- 0 кости, в частности., при транспортировке, Б стационарных условиях аппарат, как правило, монтируется вертикально.

При вклочении криогенной системы 25 происходит захолаживание аппаратуры

5 и соответственно и кольца 2, в которых из-за эффекта памяти формы восстанавливается структура, ранее имевшаяся в криогенных условиях, ЗО т,е. стержни деформируются (см, фиг ° 3 ( и 4) и термический контакт с внут, ренней поверхностью 9 корпуса б устраняется, чем обеспечивается минимум .

i. теплопритоков к охлаждаемой аппара туре, Таким образом, опора имеет су( щественно более простую конструкцию и при этом не нарушается цельность корпуса, что повь пает эксплуатационную надежность, в частности„ за счет исключения дополнительных сварочных ь швов и т.д., что снижает вероятность нарушения вакуума за время эксплуатации. Опора обеспечивает минимум теплопритоков к охлаждаемой аппара— туре, особенно в варианте конструкции, изображенной на фиг,4, так как теплоприток излучением передается только торцом стержней 1, относитель50 ная площадь которых предельно незначительна. Опора не требует высокой точнОсти изготовления аппарата„ в частности постоянства внутреннего диаметра по длине, и позволяет обеспечить крепление свободного конца

55 охлаждаемой аппаратуры, консольно закрепленной на фланце 4, даже при наличии горловины меньшего диаметра, чем внутренний диаметр корпуса в плоскости расположения опоры. Высокая жесткость и прочность крепления обеспечивают высокую вибро- и ударопрочность 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 для стержней, обладающих эффектом памяти формы с температурой фазового превращения, находящейся в интервале -196 до 75 О,можно применять следующие материалы: 50 Ti — 47 Ni — 3 Fe; (40,25-49,00)Ti - 50 Ni — (0,75

1,00)А1; 48,.5 7i — 5i,5 Ni; 50 7i

48 Ni — 2 Мп.

Кольцо 2 можно изготовить из меди, молибдена или, например, из стали плакированной медью ° Применение опоры для криогенной аппаратуры, которая выполнена в виде радиально расположенных стержней из материала с памятью формы, которые закреплены одним концом на кольце из материала с высоким коэффициептом теплопроводности, а внутренняя поверхность коль" ца имеет тепловой контакт с охлаждающим объектом, по сравнению с прототипом позволяет упростить конструкцию, снизить теплопритоки во время работы, повысить надежность при транспортировке, Повышается технологич ность монтажа и демонтажа охлаждающей аппаратуры и опоры, так как для выполнения этих операций достаточно охладить опору„ Применение кольца из высокотеплопроводного материала позволяет точно центрировать охлаждаемую опору относительно внутренней стенки корпуса за счет выравнивания поля температур по периметру кольца и, как следствие, к синхронному де-. формированию стержней, Формула изобретения

Опора криогенного аппарата„содержащая установленные радиально в вакуумной изоляции аппарата дистанционные элементы иэ низкотеплопроводного материала, одним концом закрепленные на силовом кольце,.о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции, увели- .

158 чеиия надежности пои транспортировке и снижения теплопритоков в рабочем режиме хранения, дистанционные элементы выполнены в виде стержней

1 иэ материала с памятью формы, дефорl 960 б мированных при криогенной температу-, ре, при этом cèëàâîp кольцо Bûïoëнено из материала с высокой теплопроводностью и установлено с тепло5 ным контактом на криогенном аппарате, 1581960

Составитель Г.Ольшанская

Техред Л. Сердюкова Корректор, JI.IIäTää

Редактор H.Êèëòóëèíåö

Заказ 2078 Тираж 415 Подписное

В НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101