技术领域
[0001] 本发明涉及低温管道技术领域,更具体涉及一种低温多流体输送装置的支撑组件。
相关背景技术
[0002] 低温恒温器作为超导粒子加速器装置的最重要组成设备,其作用是为超导腔体、超导磁铁等提供液氦与机械支撑,实现并维持超导元件正常工作所需的温度、压力环境,并形成热屏蔽和热隔断以减少系统总体热负载,其性能将直接决定整个加速器低温系统的投资和运行成本。
[0003] 恒温器上冷屏内的冷媒由外界通过管路输入,但现有的管路大口径多通道加入波纹管的推力很大,通过固定支撑能够得到很好的强度,但通常高强度就会造成大的漏热,如何满足多通道管线强度的基础上减少漏热成为亟待解决的技术难题。
[0004] 现有专利公告号为CN113217718A的专利文献公开了一种新的多通道低温传输管线,包括冷屏筒、第一凸条、定位组件、第二凸条;所述冷屏筒的筒身上固定有多个间隔且沿冷屏筒中轴线周向排布的第一凸条及第二凸条;所述第一凸条及第二凸条的长度方向与冷屏筒的中轴线平行;所述第一凸条及第二凸条的外边线朝冷屏筒外延伸;其优点在于:通过局部突起的形式大大增加冷屏筒机械强度,同时有效减低了冷屏筒的厚度,在满足机械强度的前提下实现了冷屏筒轻量化,并且降低了材料的成本,提高了生产利率;
[0005] 但其无法满足冷缩滑移及同时及减少冷屏传输漏热。
具体实施方式
[0035] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
[0036] 参阅图1‑图6,一种带有支撑组件的低温多流体输送装置的支撑组件,,包括多流体输送装置连接管路,多流体输送装置包括多个依次连接的弯管段,相邻弯管段的中心管通过连接波纹管24焊接固定,单个弯管段包括外管19、冷屏组件20、管路滑动支撑组件21、强固定支撑组件22、多管组件23,多管组件23包括多个管路,管路为L型,多管组件23上设有管路滑动支撑组件21和强固定支撑组件22,单个弯管段包括垂直固定的第一直管段和第二直管段,第一直管段长度大于第二直管段,第一直管段上设有两个管路滑动支撑组件21和一个强固定支撑组件22,第二直管段上设有一个管路滑动支撑组件21和一个强固定支撑组件22。
[0037] 参阅图5,管路滑动支撑组件21上设有固定部和滑动部,固定部与一个管路固定连接,滑动部和其余管路滑动配合,强固定支撑组件22与冷屏组件20固定连接,冷屏组件20包设于多管组件23外侧,管路滑动支撑组件21通过多个第一万向球2104与冷屏组件20内壁固定,冷屏组件20外侧套设有外管19,冷屏组件20周向设置有多个第二万向球2002,并通过其与外管19内壁固定。
[0038] 参阅图6、图7,多个管路包括主管和支管,其中主管为进出管,分别为第一主管2301和第二主管2302,第一主管2301管径大于第二主管2302,支管包括第一支管2303、第二支管2304、第三支管2305,第一支管2303、第二主管2302、第二支管2304、第三支管2305依次环设与第一支管2303周向外侧;
[0039] 参阅图8、图9、图10,管路滑动支撑组件21包括第一支撑板2101、第二支撑板2102、第三支撑板2103、第一万向球2104、主管安装环2105、支管安装环2106、主管内管2107、支管内管2108、支撑连接杆2109、固定支撑块2110,第一支撑板2101、第二支撑板2102、第三支撑板2103同轴线性分布,且均为环状结构,其中心开设有与第一主管2301相适配的通孔,第一支撑板2101、第二支撑板2102、第三支撑板2103通过支撑连接杆2109连接固定,支撑连接杆2109分别穿过第一支撑板2101、第二支撑板2102、第三支撑板2103并通过螺栓与第一支撑板2101、第二支撑板2102、第三支撑板2103连接紧固,第一支撑板2101和第三支撑板2103上分别固定连接有与第二主管2302相适配的主管安装环2105,第二支撑板2102上开设有可供第二主管2302安装的安装槽,第二支撑板2102上固定连接有用于安装三个支管的支管安装环2106,其中,一个支管安装环2106位于安装槽左侧,另两个支管安装环2106位于安装槽右侧;
[0040] 参阅图8,第一支撑板2101的通孔处通过三个固定支撑块2110固定连接有主管内管2107,通过三个固定支撑块2110与主管内管2107焊接,这样可防止整个管路滑动支撑组件21转动,保证各管道的相对坐标位置,主管内管2107与第一主管2301焊接固定,第二主管2302与主管安装环2105、安装槽滑动配合,第二支撑板2102的三个支管安装环2106上均固定连接有支管内管2108,第一支管2303、第二支管2304、第三支管2305分别与支管内管2108滑动配合,第二支撑板2102周向通过四个第一万向球2104与第一冷屏筒体2001抵接。
[0041] 需要说明的是,第一主管2301和第二主管2302为进出管,其漏热尤为关键,且温度最低,将两个管的漏热放在一起考虑,在第一支撑板2101和第三支撑板2103上通过主管内管2107实现对第一主管2301的焊接固定,而第二支撑板2102与主管内管2107无接触,即不会产生漏热,第一支撑板2101和第三支撑板2103通过主管安装环2105实现对第二主管2302的滑动支撑,而不增加套管,由于管路滑动支撑的连接点存在漏热,将第二主管2302不加套管,使第二主管2302的漏热会略大,但大管径的第一主管2301的漏热减少,第一主管2301和第二主管2302的总漏热会更小,以此降低多管组件23的漏热,由于不同管道的降温有先后顺序,且最终温度不同,所以冷缩滑移的先后顺序及滑移量均不同,所以将第一主管2301固定,第二主管2302、第一支管2303、第二支管2304、第三支管2305滑动连接,第三支管2305为冷屏35k进气管路与冷屏回气管道2004构成一个回路,第一主管2301为出气管,第二主管2302为进气管。
[0042] 参阅图11,强固定支撑组件22不仅可以抵抗连接波纹管24内部高压产生的推力,还可以延长传热路径,增加传热距离,减少固体传导的漏热,从而减少第一冷屏筒体2001的漏热,强固定支撑组件22包括强固定支撑筒体2201、左法兰2202、中法兰2203、右法兰2204、G10支撑板2205、延长支撑环2206,强固定支撑筒体2201左端与外管19焊接固定,强固定支撑筒体2201为中心贯通的桶状结构,强固定支撑筒体2201周向开设有多个腰孔,通过多个开设的腰孔,延长传热距离,连接组件包括三个线性分布的法兰以及G10支撑板2205,分别为左法兰2202、中法兰2203、右法兰2204,左法兰2202一端与强固定支撑筒体2201右端固定连接,左法兰2202与中法兰2203、中法兰2203与右法兰2204之间均通过G10支撑板2205焊接固定,中法兰2203左端与第二冷屏筒体2003焊接固定,中法兰2203右端通过延长支撑环2206与第一冷屏筒体2001焊接固定,其中,中法兰2203为铝材质,左法兰2202与右法兰2204为不锈钢材质;
[0043] 需要说明的是,G10支撑板2205导热较差,由于中法兰2203与冷屏组件20焊接固定,基本与冷屏组件20温度一致,由于右法兰2204与第一主管2301焊接固定,由于内管的低温影响,右法兰2204会比冷屏组件20温度低,左法兰2202会比冷屏组件20温度高,如将三片法兰合为一片总法兰,则内管到总法兰的温差会大,室温端到这个法兰的温差也大,如果温差越大,那么漏热越大,第一冷屏筒体2001通过延长支撑环2206与中法兰2203焊接固定,可对右法兰2204形成包裹,从而减小漏热。
[0044] 参阅图12、图13,强固定支撑内套管2207左端通过G10支撑环2208与强固定支撑内套管2207抵压配合,强固定支撑内套管2207左端固定连接有左端法兰2209,第一主管2301上固定连接有第一主管法兰2210,第一主管法兰2210通过G10支撑环2208与左端法兰2209固定连接,由于G10支撑环2208与强固定支撑内套管2207与第一主管2301同心,连接波纹管24的推力朝向强固定支撑左端,因此第一主管法兰2210通过G10支撑环2208与左端法兰
2209挤压固定,此接触导热效果差于焊接,因此减少了漏热。
[0045] 参阅图11,第一主管2301与强固定支撑内套管2207抵压配合,第二主管2302、第一支管2303、第二支管2304分别通过强固定支撑内套管2207与右法兰2204抵压配合,抵压配合结构与前文相同,故不再赘述,第三支管2305与右法兰2204焊接固定,右法兰2204端面固定连接有铜箍2211,铜箍2211套设于第三支管2305外侧,第三支管2305进气温度会低一点,通过铜箍2211可从这根管道取一点冷量冷却右法兰2204,这样可以进一步减少其它强固定支撑内套管2207的固体漏热。
[0046] 参阅图5、图14、图15,冷屏组件20包括第一冷屏筒体2001、第二万向球2002、第二冷屏筒体2003、冷屏回气管道2004,第一冷屏筒体2001和第二冷屏筒体2003上均开设有梳齿槽17,通过梳齿槽17的设置,不仅可以减少焊接过程中的应力变形,同时可以补偿低温下冷屏组件20的冷缩,梳齿槽17包括冷屏回气管道安装槽171及条孔172,冷屏回气管道安装槽171与冷屏回气管道2004尺寸相适配,多个梳齿槽17连接形成长条状的缺口以配合冷屏回气管道2004的安装,冷屏回气管道2004焊接固定于缺口内,第一冷屏筒体2001、第二冷屏筒体2003上周向固定连接有四个第二万向球2002,并通过第二万向球2002与外管19内壁抵接,第一冷屏筒体2001与强固定支撑筒体2201右端焊接固定,第二冷屏筒体2003与中法兰2203焊接固定。
[0047] 参阅图12、图16,连接波纹管24两端均固定连接有导向套2401,两个导向套2401分别与相连的两个第一支管2303焊接固定,外管19材质为不锈钢,连接波纹管24外部套有连接段冷屏,连接段冷屏外套设有弯管连接管25,弯管连接管25为不锈钢管,弯管连接管25与外管19焊接固定,连接段冷屏与第一冷屏筒体2001固定连接。
[0048] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。