[發(fā)明專利]電物理裝置中的高強度絕熱支撐

無效

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• 申請日: 2011-12-17
• 公開（公告）號: CN102620059A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陸坤;宋云濤;周挺志;陶玉明
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院等離子體物理研究所
• 主分類號: F16L3/00
• 分類號: F16L3/00;F16L59/02
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要是一種電物理裝置中的高強度絕熱支撐，具體用來支撐電物理裝置中進行低溫介質(zhì)(＜80K)輸送的管路和電力輸送的母線，滿足承受最小50kN的豎直向下的壓力，兩個位于頂部相互之間90度的20kN的側(cè)力，和位于頂部的20kN-m的彎矩(最大70kN-m)下不發(fā)生破壞，并能有效降低從低溫區(qū)到常溫區(qū)之間的總體熱漏。?

背景技術(shù)

為了應(yīng)對未來全球所面臨的能源危機問題，近年來世界上許多國家都在積極研究超導(dǎo)磁約束核聚變實驗裝置。同時，在一些使用超導(dǎo)磁體的電物理裝置中都要實現(xiàn)對超導(dǎo)磁體的供電和冷卻。在此類裝置中，為此提供電的超導(dǎo)母線和為磁體輸送低溫冷卻介質(zhì)的管路都需要相應(yīng)的支撐。在這類電物理裝置中，支撐要承受由電磁力產(chǎn)生的巨大扭矩和來自其它部件的壓力，同時還能滿足較低的傳導(dǎo)熱負荷，這為支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計提出了一個難題，在國內(nèi)相關(guān)研究領(lǐng)域中，難以找出可以用于低溫、真空、強磁場環(huán)境下的支撐設(shè)計方案。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種電物理裝置中的高強度絕熱支撐，其結(jié)構(gòu)簡單但機械強度高，保證了支撐的高強度，同時采用了碳纖維、玻璃絲帶和環(huán)氧樹脂等低熱導(dǎo)率的材料，保證了支撐整體良好的絕熱性能。?

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：?

一種電物理裝置中的高強度絕熱支撐，包括有支撐筒體，所述支撐筒體的上、下端分別連接有與支撐筒體連成一體的法蘭盤，所述支撐筒體的內(nèi)、外表面包覆有多層碳纖維或高強度玻璃絲布，多層碳纖維或者高強度玻璃絲布延伸包覆在與支撐筒體連成一體的上、下端法蘭盤的表面，所述的支撐筒體和上、下端連成一體的法蘭盤上在多層碳纖維或高強度玻璃絲布外通過環(huán)氧樹脂膠進行整體澆注包繞。?

所述的碳纖維或高強度玻璃絲布采用整體的交錯編織形式。?

所述的支撐筒體的上、下端分別連接有與支撐筒體連成一體的連接端口，上端連接端口與要支撐的部件連接，可根據(jù)支撐的部件改變連接端口形式；下端連接端口坐落在其所在的電物理裝置內(nèi)腔上，可根據(jù)所在的電物理裝置的結(jié)構(gòu)采用不同的連接端口形狀和結(jié)構(gòu)。?

本發(fā)明中支撐的主體是由碳纖維或高強度玻璃絲帶做內(nèi)部夾層，結(jié)合外面環(huán)氧樹脂一起澆注或包繞固化而成的筒狀支撐，筒體兩端有與其連接一體的的法蘭或其他連接機構(gòu)，所用的碳纖維或高強度玻璃絲帶采用整體的交錯編織形式，并延伸到筒體兩端的連接機構(gòu)內(nèi)，保證了支撐的高強度。?

支撐筒體下端的連接端口坐落在其所在的電物理裝置內(nèi)腔上，并根據(jù)所在的電物理裝置的結(jié)構(gòu)可采用不同的連接端口形狀和結(jié)構(gòu)；支撐筒體上端連接端口與要支撐的部件連接，起到支撐作用，也可以根據(jù)支撐的部件改變連接端口形式。采用交錯編織形式的多層碳纖維或高強度玻璃絲布作為內(nèi)部夾層，并從一端連接端口內(nèi)通過支撐筒體延伸到另外一端的連接端口內(nèi)，形成了一個連續(xù)的整體，然后通過環(huán)氧樹脂膠進行整體澆注或包繞，確保了此支撐的整體性，提供了很好的結(jié)構(gòu)強度，尤其是承受彎曲力矩的能力。由于支撐所用的材料多為環(huán)氧樹脂等低熱導(dǎo)材料，所以有著較好的絕熱性能。?

本發(fā)明工作在低溫和電磁環(huán)境下，故適用于低溫裝置或者低溫電物理裝置中，用于支撐輸送低溫介質(zhì)的管路和供電用的母線。本發(fā)明在聚變堆技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)領(lǐng)域都將有很好的實用價值。?

事實上，只要是期望在低溫、強電磁環(huán)境下承受較大扭矩和外力，并要求通過支撐的傳導(dǎo)熱負荷盡可能小的支撐，都可以參考本發(fā)明的技術(shù)方案予以設(shè)計。但凡是未脫離本發(fā)明的技術(shù)方案的內(nèi)容，僅是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對所述結(jié)構(gòu)所作的簡單修改，或是等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍之內(nèi)。?

本發(fā)明的優(yōu)點是：?

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單但機械強度高，保證了支撐的高強度，同時采用了碳纖維、玻璃絲帶和環(huán)氧樹脂等低熱導(dǎo)率的材料，保證了支撐整體良好的絕熱性能。?

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖2為本發(fā)明中多層碳纖維或高強度玻璃絲布的結(jié)構(gòu)示意圖。?

具體實施方式

參見圖1，一種電物理裝置中的高強度絕熱支撐，包括有支撐筒體1，所述支撐筒體1的上、下端分別連接有與支撐筒體連成一體的法蘭盤2，所述支撐筒體1的內(nèi)、外表面包覆有多層碳纖維或高強度玻璃絲布3，多層碳纖維或者高強度玻璃絲布3延伸包覆在與支撐筒體連成一體的上、下端法蘭盤2的表面，所述的支撐筒體1和上、下端連成一體的法蘭盤2上在多層碳纖維或高強度玻璃絲布3外通過環(huán)氧樹脂膠4進行整體澆注包繞。?

所述的碳纖維或高強度玻璃絲布3采用整體的交錯編織形式。?

所述的支撐筒體1的上、下端分別連接有與支撐筒體連成一體的連接端口，上端連接端口與要支撐的部件連接，可根據(jù)支撐的部件改變連接端口形式；下端連接端口坐落在其所在的電物理裝置內(nèi)腔上，可根據(jù)所在的電物理裝置的結(jié)構(gòu)采用不同的連接端口形狀和結(jié)構(gòu)。?