[實用新型]一種有機玻璃探測器的赤道柔性支撐結構

有效

• 申請號: 201420110037.5
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號: CN203731051U
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 陳志平;周凡;陳富財;孫國有
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F16M13/02
• 分類號: F16M13/02;F16F15/08;G01T7/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

技術領域

本實用新型屬于機械設備領域，涉及一種探測器結構，尤其涉及一種有機玻璃探測器的支撐結構。

背景技術

現有中微子探測器大多選用有機玻璃作為中微子探測器主體結構的材料，使探測器本身對光的吸收和干擾降到最小，以此提高中微子探測的精度。加拿大SNO中微子探測器采用繩索懸掛支撐結構，由固定于赤道處的數根合成纖維繩將有機玻璃球體懸掛在空中。這種支撐方式對繩索的要求很高，且懸掛部位的受力不均勻，應力集中現象明顯，僅適用于球體直徑較小的探測器。而石油化工行業中大量使用的大型球形儲罐，普遍采用支柱式支撐結構。研究表明，該支撐方式也會在赤道支撐部位產生明顯的應力集中現象，如在有機玻璃探測器上使用，不僅應力分布較復雜，制作困難，而且遮光率高，可在一定程度上降低中微子探測的精度。為提高中微子探測的技術水平、精準度和規模，有必要提出一種結構簡單，運行安全可靠的探測器結構。

發明內容

本實用新型的目的是針對現有技術的不足，提供一種有機玻璃探測器的赤道柔性支撐結構。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的：一種有機玻璃探測器的赤道柔性支撐結構，用于支撐有機玻璃探測器的有機玻璃球體；有機玻璃球體具有赤道凸臺，所述赤道柔性支撐結構包括：支撐拉桿、環形槽鋼、筋板、下橡膠墊圈、側橡膠墊圈、上橡膠墊圈；其中，所述環形槽鋼?包括若干段弧形槽鋼，所述弧形槽鋼兩端均焊接鋼板，相鄰弧形槽鋼的鋼板之間通過螺栓、螺母連接；在鋼板與弧形槽鋼連接處焊接筋板，環形槽鋼的槽形口與有機玻璃球體上的赤道凸臺相嵌；在赤道凸臺與環形槽鋼的上下配合面上分別置有上橡膠墊圈和下橡膠墊圈，側配合面上置有側橡膠墊圈；環形槽鋼上均勻連接多根支撐拉桿，支撐拉桿的另一端均固定在外圍墻體上，支撐拉桿與水平面的夾角均為銳角且相等。

進一步地，還包括加強板，所述加強板固定在有機玻璃球體內。

進一步地，所述加強板的材質為有機玻璃。

進一步地，所述有機玻璃球體的直徑約為5米到50米。

本實用新型具有以下有益效果是：

1、整體結構通過有機玻璃球體的赤道凸臺提供支撐力，實現受力的均勻分布，避免了局部應力集中的現象。

2、環形槽鋼與赤道凸臺間放置橡膠墊圈，橡膠墊圈具有一定的彈性，故實現柔性支撐，可吸收地震能量，提高結構的穩定性和安全性。

3、弧形槽鋼兩端的鋼板上開有長圓形螺栓孔，可以產生一定的徑向位移，從而減緩溫度、載荷變化下支撐結構以及有機玻璃球體的應力。?

4、鋼板與弧形槽鋼連接處設置筋板，提高結構強度和剛度。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型局部剖視圖；

圖3為鋼板與筋板的連接示意圖；

圖4是圖3的俯視圖；

圖中，有機玻璃球體1、支撐拉桿2、螺栓3、螺母4、鋼板5、環形槽鋼6、進液管7、筋板8、下橡膠墊圈9、側橡膠墊圈10、赤道凸臺11、上橡膠墊圈12、加強板13、長圓孔14。

具體實施方式

以下參照附圖，對本實用新型作進一步說明。

參照圖1-圖4，本實用新型的有機玻璃探測器的赤道柔性支撐結構，用于支撐有機玻璃探測器的有機玻璃球體1；有機玻璃球體1具有赤道凸臺11，所述赤道柔性支撐結構包括：支撐拉桿2、環形槽鋼6、筋板8、下橡膠墊圈9、側橡膠墊圈10、上橡膠墊圈12。

環形槽鋼6?包括若干段弧形槽鋼，所述弧形槽鋼兩端均焊接鋼板5，相鄰弧形槽鋼的鋼板5之間通過螺栓3、螺母4連接；在鋼板5與弧形槽鋼連接處焊接筋板8，以提高環形槽鋼6的強度和剛度。環形槽鋼6的槽形口與有機玻璃球體1上的赤道凸臺11相嵌；在赤道凸臺11與環形槽鋼6的上下配合面上分別置有上橡膠墊圈12和下橡膠墊圈9，側配合面上置有側橡膠墊圈10，起到柔性支撐的作用；環形槽鋼6上均勻連接多根支撐拉桿2，支撐拉桿2的另一端均固定在外圍墻體（圖中未示出）上，支撐拉桿2與水平面的夾角均為銳角且相等。

有機玻璃球體1的頂部連接進液管7。有機玻璃球體1中空，其內可固定加強板13，以提高有機玻璃球體1的結構強度。加強板13材質為有機玻璃。有機玻璃球體1的直徑為約5米到50米。

如圖3、圖4所示，在鋼板5對應的位置上開有兩個相同尺寸、用于固定螺栓的長圓孔14，螺栓3依次穿過鋼板5上的長圓孔14，并擰緊螺母4，從而實現弧形槽鋼的連接。

本實用新型的工作過程如下：整體結構通過有機玻璃球體1的赤道凸臺11提供支撐力，實現受力的均勻分布，避免了局部應力集中的現象。空載時，僅考慮有機玻璃球體1重力作用，下側橡膠墊圈9受壓。壓力通過下側橡膠墊圈9、環形槽鋼6以及支撐拉桿2傳遞，作用在外圍墻體上，支撐拉桿2受壓力作用。工作時，有機玻璃球體1浸入水中，將液體閃爍體通過進液管7注入到有機玻璃球體1內，灌裝完畢后，球體內部為液體閃爍體，外部為液體水，內外壓差作用下，有機玻璃球體1受向上的浮力作用，上側橡膠墊圈12受壓。橡膠墊圈具有一定的彈性，可緩沖吸收地震能量，提高結構的安全性和可靠性。浮力通過上側橡膠墊圈12、環形槽鋼6以及支撐拉桿2傳遞，作用在墻體上，此時支撐拉桿2受拉力所用。弧形槽鋼兩端焊接的鋼板5上開有長圓形螺栓孔14，可以產生一定的徑向位移，從而減緩溫度、載荷變化下支撐結構以及有機玻璃球體1的應力。鋼板5與環形槽鋼6連接處置有筋板8，提高結構強度和剛度。