Криостат

(51)5 Р 17 С 13 0 ОМИТЕТОТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕННЬПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗОБРЕТЕН 00 Ж АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Специальное конструкторско-технологическое бюро по криогенной технике с опытным производством Физико-технического института низких температур АН УССР(57) Изобретение относится к криогеннойтехнике и найдет применение в различныхкриостатах, преимущественно как опорнаясистема. Цель изобретения - повышениенадежности в условиях кратковременныхперегрузок при одновременном уменьшениитеплопритоков. Криостат содержит наружную и внутреннюю оболочки с поясами жесткости, установленные одна к другой на закрепИзобретение относится к криогеннои технике и может быть использовано в системах криостатирования, применяемых в различных областях техники, например в криогенном электромашиностроении, для сверх- проводящей обмотки возбуждения, в криогенной. оптике для хранения и транспортировки криогенных жидкостей, в топливных криогенных баках и др.Цель изобретения - увеличение надежности конструкции при одновременном уменьшении теплопритока в условиях значительных динамических нагрузок, действующих в трех взаимно перпендикулярных направлениях.На фиг. 1 изображен криостат, продольное сечение; на фиг. 2 - то же, поперечное сечение; на фиг. 3 - узел 1 на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез Б - Б на фиг. 3; на,ЯО 158898 ленных в плоскости поясов наклонных в осевом направлении выступах с пазами, между которыми размещены вкладыши в виде тел качения. Оболочки снабжены оппозитно закрепленными на их стенках упорами с наклонными в осевом и радиальном направлениях поверхностями, расположенными на расстоянии одна от другой; выступы выполнены упругими в виде пластин с прорезями и осевой угол наклона упора равен углу на клона соответствующего выступа.В каждой ларе упоров одна из опорных оппозитных поверхностей выполнена выпуклой, а другая - вогнутой. Предложенная опорная система компенсирует перегрузки в осевом, радиальном и тангенциальном направлениях. При этом сначала срабатывают упругие выступы, а при максимальных перегрузках - упоры, что снижает теплопритоки к криожидкости. 2 н. п.ф-лы, 8 ил.С: СЛ фиг. 5 - расположение тела качения на нижнем выступе; на фиг, 6 - вариант выполнения упругих выступов в виде набора пластин; на фиг. 7 - схема взаимодействия выступов и тела качения под нагруз- (;ф кой; на фиг. 8 - схема взаимодействия ф выступов тела качения и упоров под максимальной нагрузкой.Криостат содержит концентрично установленную наружную 1 и внутренюю оболочки 2 с теплоизоляцией 3 между ними. Внутренняя оболочка 2 установлена в наружной 1 на опорах, равномерно расположенных по окружности и состоящих из выступов 4 и 5, закрепленных попарно и оппозитно на стенках оболочек, из вкладышей 6 между ними в виде тел качения, шариков или роликов из низкотеплопроводного материала.На выступах выполнены наклонные к оси1588984 1 да=д/1,5 10 15 20 25 30 Формула изобретения 35 40 45 50 3внутренней оболочки пазы 7 и 8. Угол наклона пазов а выбран из соотношения где д - наружный диаметр внутренней оболочки;1 - расстояние между опорами.Оппозитные выступы выполнены упругими, например в виде тонкой пластины или набора пластин из металла или стеклопластика, а пазы 7 и 8, выполнены сквозными и в них установлены тела качения. Оболочки снабжены поясами 9 и 1 О жесткости и упорами 11 и 12, установленными межжу оболочками равномерно по окружности и закрепленными на их стенках попарно и оппозитно. Упоры могут быть выполнены заодно с выступами или отдельно от них, но в плоскости расположения поясов 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 другая - вогнутой в виде ответной впадины. Зазор между опорными поверхностями 13 и 14 выбирают из условия заданной величины нагрузки на тело качения и жесткости упругого выступа. Криостат содержит патрубки 15, 16 для криожидкости, а также патрубок 17 отвода паров.Один из вариантов технологии сборки криостата осуществляется следующим образом.Устанавливают внутреннюю оболочку в наружную обечайку наружной оболочки с помощью специального приспособления. Затем с одной из сторон устанавливают с помощью специальных приспособлений (их может быть несколько вариантов) выступы и упоры. В зазор между опорными оппозитными поверхностями вставляют щупы, 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 перемешать с небольшим усилием. Затем устанавливают выступы и упоры, контролируют зазор между упорами и закрепляют выступы и упоры, крышки и поясажесткости.Криостат работает следующим образом.При действии перегрузки вдоль оси криостата одна из групп выступов с телами качения загружается, а другая нагружается до тех пор, пока не начнут воспринимать перегрузку оппозитные опорные поверхности упоров в данном поясе жесткости. Это произойдет тогда, когда будет выбран зазор между наклонными опорными оппозитными поверхностями во всех упорах пояса жесткости. Сначала вь 1 бирается зазор нижних упоров, затем - верхних. При действии перегрузки в направлении, перпендикулярном продольной оси и совпадающим с направлением силы тяжести, перегрузку воспринимают нижние оппозитные упоры. Если перегрузка действует в направлении, противоположном силе тяжести, то она будет восприниматься верхними упорами. Если при перегрузке возникает крутящий момент, действующий на внутреннюю оболочку, то он воспринимает выпуклыл и вогнутый оппозитными поверхностями 13 и 14.Таким образом, отсутствует значительный предварительный натяг в опорах, что приводит к уменьшению контактных напряжений в опорах качения (в 1,5 - 2 раза). Благодаря этому, во столько же раз уменьшается пятно контакта в опорных элементах и кондуктивный теплоприток в криостат. Существенное уменьшение контактных механических напряжений в опорных элементах дает возможность повысить надежность конструкции, а также применять материалы для тел качения с низким коэффициентом теплопроводности (например, стекло вместо нержавеющей стали). 1. Криостат, содержащий наружную и внутреннюю оболочки с поясами жесткости установленные одна в другой на закрепленных в плоскости поясов наклонных в осевом направлении выступах с пазами, между которыми размещены вкладыши в виде тел качения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в условиях кратковременных перегрузок при одновременном уменьшении теплопритоков, оболочки снабжены оппозитно закрепленными на их стенках упорами с наклонными в осевом и радиальном направлениях поверхностями, рас. положенными на расстоянии одна от другой, выступы выполнены упругими и осевой угол наклона упора равен углу наклона соответствующего выступа.2. Криостат по п. 1, отличающийся тем, что выступы с пазами выполнены в виде плас,тин с прорезями.3. Криостат по п. 1, отличающийся тем, что в каждой паре упоров одна их опорных оппозитных поверхностей выполнена выпуклой, а другая - вогнутой.Соеш Тех редТираж 4твенного комитета113035, Москва, Жнно-издательский ком Производ Редактор М. КелемЗаказ 2527НИИПИ Государе тавитель А . Кравчук14по изобре- 35, Рауинат ПатБ нКорректор Подписно ручар НТ ССС а,О тениям и открытиям при ГК шская наб., д. 4/5ент, г. Ужгород, ул. Гагар