Устройство для фиксации криогенного сосуда Советский патент 1984 года по МПК F17C13/08 

Изобретение относится к криогенной технике, конкретно к устройствам для фиксации криогенных сосудов и, в частности может быть использовано в криостатах со сверхпроводящими соленоидами. Известно устройство для фиксации крио генного сосуда, содержащее два концентричных кольца, соединенных между собой радиально расположенными стержнями и втулками с пружинами 1. Однако устройство имеет недостаточную жесткость при допустимых теплопритоках через стержни и пружины. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для фиксации криогенного сосуда, содержащее два концентричных кольца, соединенных между собой шарнирными муфтами, стержнями, расположенными между муфтами, и штифтами, расположенными во втулках радиально относительно колец и соединенными с муфтами 2. Однако с увеличением нагрузки приходится увеличивать сечение стержней, изготовленных из стали 12Х18Н10Т, что приводит к увеличению теплопритоков к криогенному сосуду. Цель изобретения - повышение прочности и уменьщение теплопритоков. Для достижения поставленной цели в устройстве для фиксации криогенного сосуда, содержащем два концентричных кольца, соединенных между собой шарнирными муфтами, стержнями, расположенными между муфтами, и штифтами, каждый из которых расположен во втулке радиально относительно колец и соединен с муфтой, стержни выполнены из кварца, втулки снабжены пружинами и расположены на внешнем коль це, при этом щтифты установлены съозможностью радиального- перемещения. Кроме того, шарнирная муфта выполнена в виД1е наконечника, закрепленного на стержне, и шарике. На фиг. 1 представлено устройство, обший вид; на фиг. 2 - шарнирная муфта; на фиг. 3 - вариант установки криогенного сосуда. Устройство содержит концентрично установленные кольца 1 и 2, Внешнее кольцо 1 выполнено с расположенными равномерно по его периметру радиальными отверстиями, в каждое из которых свободно вставлена втулка 3, опирающаяся своим буртом на тарельчатую пружину 4. В каждой втулке 3 свободно установлен штифт 5, шарнирно, например посредством шарика 6, связанный с одним концом стержня 7, который выполнен из кварцевого стекла, концы стержня 7 заделаны в металлические наконечники 8. Другим своим концом стержень 7 через шарик 9 связан с внутренним кольцом 2. Каждый стержень 7 через штифт 5 поджат винтам 10, установленным во втулке 3 и закрепленным гайкой И, при этом обеспечен предварительный натяг пружины 4. Все детали устройства, кроме его стержней 7 и тарельчатых пружин 4, изготовлены из стали 12Х18Н10Т или титанового сплава. Тарельчатые пружины 4 изготовлены из стали 60 С 2А или из бронзы Бр. КМцЗ-1, а стержни 7 из кварцевого стекла КУ-1 с размерами трубки ji б 12x0,2 мм, причем лунки наконечников 8 (фиг. 2) залиты припоем 12 (ПОС-40) или баббитом Б-83; сферические поверхности этих лунок и концов кварцевых стержней 7 могут быть притерты друг к другу. Для выхода воздуха из стержня 7 при вакуумной откачке криогенного устройства наконечник 8 имеет отверстие 13. При установке устройства (фиг. 3) внешнее кольцо 1 прикреплено к внешней стенке 14 криогенного сосуда, причем стержень 15 жестко связан с внутренней стенкой 16 и соединен с внутренним кольцом 2 шпонкой. Устойчивость конструкции достигается использованием, по меньшей мере, трех фиксирующих устройств, установленных на внешней стенке 14 криогенного сосуда. Устройство работает следующим образом. Если внешнее кольцо 1 установлено на холодной стенке криогенного сосуда (наприм Р гелиевого криостата на азотной стенке), то при заливке его хладагентом кольцо 1, охлаждаясь, сокращается по диаметру, сжимая при этом тарельчатые пружины 4, в результате возникшие в них усилия сжатия передаются на детали устройства. Если внешнее кольцо 1 установлено на теплои стенке криогенного сосуда, а внутреннее кольцо 2 связано через входящий в него стержень 16 с каким-либо криогенным узлом, то при заливке криогенного сосуда хладагентом, вследствие охлаждения деталей 2, 7-9 между фиксирующими деталями устройства возникнет зазор, который устраняется пружинами 4, Имеющими предварительный натяг. Макет предлагаемого устройства имеет следующие параметры: наружный диаметр кольца I равен 130 мм; стержень 7 выполнен из кварцевой стеклянной трубки диаметром 6x0,2 мм и длиной 25 мм; теплоприток по трем стержням 7 устройства в гелиевый сосуд, если внешнее кольцо 1 установлено на азотной стенке, 15 м Вт, общий теплоприток по всем трем устройствам для фиксации в гелиевый сосуд 50 мВт; нагрузка на каждое устройство для фиксации с учетом предварительного натяга пружин 4 и усилий, вызванных тепловой деформацией кольца 1,200 кгс при коэффициенте запаса прочности 2.

Таким образом, по сравнению с базовым объектом - прототипом предлагаемое устройство способно выдержать нагрузку в

12-14 раз большую при прочих равных условиях (при одинаковых теплопритоках, размерах и запасах прочности).

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИКСАЦИИ КРИОГЕННОГО СОСУДА, содержащее два концентричных кольца, соединен; -г --.if ных между собой шарнирными муфтами, стержнями, распложенными между муфтами, и штифтами, каждый из которых расположен во втулке радиально относительно колец и соединен с муфтой, отличающееся тем, что, с целью повышения прочности и уменьшения теплопритоков, стержни выполнены из кварца, втулки снабжены пружинами и расположены на внешнем кольце, при этом штифты установлены с возможностью радиального перемешения. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что шарнирная муфта выполнена в виде наконечника, закрепленного на стержне, и шарика. (Л с 00 оо о ю сд