專利名稱：一種低溫、真空、強(qiáng)電磁環(huán)境下的可滑動(dòng)支撐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超導(dǎo)電物理裝置設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種能承受4. 2-300K運(yùn)行溫度， 具有較低的傳導(dǎo)熱負(fù)荷、較低的磁導(dǎo)率和出氣率，且能承受較大扭矩、垂直力、側(cè)向力以及熱應(yīng)力的支撐。
背景技術(shù)：
為了促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)對(duì)未來全球所面臨的能源危機(jī)等問題，近年來世界上許多國家都在積極建造大型的超導(dǎo)電物理裝置用來開展高技術(shù)領(lǐng)域的相關(guān)研究，例如歐洲粒子物理實(shí)驗(yàn)室的強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)以及大型的超導(dǎo)托卡馬克裝置等。饋線系統(tǒng)是這些超導(dǎo)電物理裝置的核心部件，它為超導(dǎo)磁體系統(tǒng)提供勵(lì)磁電流和冷卻介質(zhì)，也是裝置內(nèi)部診斷器件與外界相關(guān)設(shè)備的連接通道，因此，饋線系統(tǒng)在超導(dǎo)電物理裝置中具有至關(guān)重要的作用。 為了補(bǔ)償饋線工作過程中由于溫度變化產(chǎn)生的位移，以及承受由電磁力產(chǎn)生的巨大扭矩和來自其它部件的作用力，在饋線系統(tǒng)的過渡段設(shè)計(jì)了沿水平方向可以滑動(dòng)的支撐，它能夠滿足低溫、真空、強(qiáng)電磁下的極限工作環(huán)境，同時(shí)還能滿足較低的傳導(dǎo)熱負(fù)荷，這為支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提出了一個(gè)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(qiáng)電磁環(huán)境下的可滑動(dòng)支撐設(shè)計(jì)方案，本發(fā)明就這一難題提供了一種解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種低溫、真空、強(qiáng)電磁環(huán)境下的可滑動(dòng)支撐。該支撐的主體為滑板和圓柱支撐筒，它的工作方式為沿水平滑動(dòng)軌道的移動(dòng)。所述支撐的主體采用低出氣率、低導(dǎo)熱系數(shù)、低磁導(dǎo)率以及在低溫下具有高強(qiáng)度的金屬材料或者高強(qiáng)度的復(fù)合材料，在摩擦副表面采用了具有自潤滑特性的低摩擦系數(shù)材料，解決了其在低溫、真空、強(qiáng)電磁環(huán)境下的可靠運(yùn)行問題。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種低溫、真空、強(qiáng)電磁環(huán)境下的可滑動(dòng)支撐，包括滑軌及相配合的滑板、圓柱支撐筒、 冷屏，其特征在于所述滑板的中部具有一個(gè)凹腔，所述凹腔的底面具有通孔，所述通孔的四周設(shè)有多個(gè)螺栓安裝孔，所述圓柱支撐筒的上下兩端分別設(shè)有連接法蘭，所述下連接法蘭與滑板凹腔內(nèi)的螺栓安裝孔之間通過螺栓連接，所述圓柱支撐筒的側(cè)壁上設(shè)有圓盤形支撐，所述支撐外安裝有80K冷屏，所述圓柱支撐筒的上部連接法蘭連接到用于支托超導(dǎo)磁體饋線系統(tǒng)的冷質(zhì)部件支撐。所述滑板的左右兩端具有截面呈三角形的滑邊。所述圓柱支撐筒采用導(dǎo)熱系數(shù)較小的高強(qiáng)度金屬材料或者高強(qiáng)度復(fù)合材料，所述的80K冷屏可以減小300K室溫對(duì)4. 2K冷質(zhì)部件的輻射熱。其中所述的螺栓使用了帶有低導(dǎo)熱系數(shù)的復(fù)合材料套筒，以及可以防止松動(dòng)的雙螺母。其中所述的螺栓套筒具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)，用于減小金屬部件之間的直接接觸面積，能起到降低傳導(dǎo)熱負(fù)荷的作用。其中所述的滑板與圓柱支撐筒一端可以與300K室溫部件連接，另一端可以與 4. 2K低溫部件連接，圓柱支撐筒中間部位附近焊接的冷屏支撐上有80K冷屏。所述的可滑動(dòng)冷屏，其特征在于其沿滑動(dòng)導(dǎo)軌方向可以自由滑動(dòng)以補(bǔ)償熱脹冷縮過程中冷屏產(chǎn)生的位移。其中所述的圓柱支撐筒不僅具有較低的熱傳導(dǎo)能力，還具有較高的強(qiáng)度。所述的滑板在與滑動(dòng)軌道接觸的表面上具有自潤滑特性的低摩擦系數(shù)材料，減小了摩擦副的摩擦阻力。所述滑板具有下凹的凹腔結(jié)構(gòu)，不僅便于與圓柱支撐筒連接，還增加導(dǎo)熱的路徑。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、機(jī)械強(qiáng)度高、導(dǎo)熱能力較低的特點(diǎn)，但因其工作在低溫、真空、強(qiáng)電磁的環(huán)境下，故適用于真空裝置、低溫裝置或者超導(dǎo)電物理裝置中補(bǔ)償由于熱脹冷縮引起的位移，同時(shí)還能夠承受較大的扭轉(zhuǎn)力矩、集中力等載荷。本發(fā)明在低溫技術(shù)、材料科學(xué)的幫助下，提供了一種在低溫、真空、強(qiáng)電磁環(huán)境下能可靠工作的可滑動(dòng)支撐，該支撐設(shè)計(jì)方法在真空技術(shù)、低溫技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)領(lǐng)域都將有參考意義。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)分解示意圖。圖2為本發(fā)明安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式參見圖1、圖2所示
圖2中的標(biāo)號(hào)為13——80k冷屏 14——4. ^(冷質(zhì)部件 15——300K室溫 16——扭矩 17——垂直力 18——側(cè)向力
，一種低溫、真空、強(qiáng)電磁環(huán)境下的可滑動(dòng)支撐，包括滑軌及相配合的滑板1、圓柱支撐筒2、冷屏3，所述滑板1的中部具有一個(gè)凹腔4，所述凹腔4的底面具有通孔5，所述通孔5 的四周設(shè)有多個(gè)螺栓安裝孔6，所述圓柱支撐筒2的上下兩端分別設(shè)有連接法蘭7、8，所述下連接法蘭8與滑板凹腔4內(nèi)的螺栓安裝孔6之間通過螺栓9連接，所述法蘭8和凹腔4被結(jié)合面間的墊片13減小兩者的接觸面積，所述圓柱支撐筒2的側(cè)壁上設(shè)有圓盤形支撐10， 所述支撐10外安裝有80K冷屏3。所述圓柱支撐筒的上部連接法蘭連接到支托超導(dǎo)磁體饋線系統(tǒng)冷質(zhì)部件的支撐。所述滑板1的左右兩端具有截面呈三角形的滑邊11。所述圓柱支撐筒2采用導(dǎo)熱系數(shù)較小的高強(qiáng)度金屬材料或高強(qiáng)度復(fù)合材料，所述 80K冷屏3可以減小300K室溫對(duì)4. 2K冷質(zhì)部件的輻射熱。其中所述的螺栓9使用了低導(dǎo)熱系數(shù)的復(fù)合材料套筒12，以及可以防止松動(dòng)的雙螺母。其中所述的復(fù)合材料套筒12具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)，用于減小金屬部件之間的直接接觸面積，能起到降低傳導(dǎo)熱負(fù)荷的作用。其中所述的滑板1與圓柱支撐筒2 —端通過滑軌可以與300K室溫部件連接，另一端可以與4. 2K低溫部件連接，圓柱支撐筒2中間部位附近焊接的冷屏支撐10上有80K冷屏3。其中所述的整個(gè)滑動(dòng)支撐，不僅具有較低的出氣率，而且具有較低的磁導(dǎo)率，在低溫、真空、強(qiáng)電磁環(huán)境下能承受較大的熱應(yīng)力，還能承受較大的扭矩、集中力等載荷。其中所述的冷屏3沿滑動(dòng)導(dǎo)軌方向可以自由滑動(dòng)以補(bǔ)償熱脹冷縮過程中冷屏3產(chǎn)生的位移。其中所述的圓柱支撐筒2不僅具有較低的熱傳導(dǎo)能力，還具有較高的強(qiáng)度。所述的滑板1在與滑動(dòng)軌道接觸的表面上具有自潤滑特性的低摩擦系數(shù)材料減小了摩擦阻力。所述滑板1具有凹腔的結(jié)構(gòu)，不僅便于與圓柱支撐筒2連接，還增加導(dǎo)熱的路徑。以上所述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)例而已，并非對(duì)本發(fā)明的任何形式上的限制。事實(shí)上，只要是期望在低溫、真空、強(qiáng)電磁環(huán)境下承受較大扭矩和外力，以及要求通過支撐的傳導(dǎo)熱負(fù)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(jì)。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(shí)質(zhì)對(duì)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)。
權(quán)利要求
1.一種低溫、真空、強(qiáng)電磁環(huán)境下的可滑動(dòng)支撐，包括滑軌及相配合的滑板、圓柱支撐筒、冷屏，其特征在于所述滑板的中部具有一個(gè)凹腔，所述凹腔的底面具有通孔，所述通孔的四周設(shè)有多個(gè)螺栓安裝孔，所述圓柱支撐筒的上下兩端分別設(shè)有連接法蘭，所述下連接法蘭與滑板凹腔內(nèi)的螺栓安裝孔之間通過螺栓連接，所述圓柱支撐筒的下部法蘭與滑板凹腔表面通過螺栓中間部位的墊片隔開，所述圓柱支撐筒的側(cè)壁上設(shè)有圓盤形支撐，所述支撐外安裝有80K冷屏，所述圓柱支撐筒的上部連接法蘭用于支托超導(dǎo)磁體饋線系統(tǒng)的冷質(zhì)部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫、真空、強(qiáng)電磁環(huán)境下的可滑動(dòng)支撐，其特征在于所述滑板的左右兩端具有截面呈三角形的滑邊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫、真空、強(qiáng)電磁環(huán)境下的可滑動(dòng)支撐，其特征在于所述圓柱支撐筒采用導(dǎo)熱系數(shù)較小的高強(qiáng)度金屬材料或者高強(qiáng)度復(fù)合材料，所述導(dǎo)熱系數(shù)較大的80K冷屏可以減小300K室溫對(duì)4. 2K冷質(zhì)部件的輻射熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫、真空、強(qiáng)電磁環(huán)境下的可滑動(dòng)支撐，其特征在于其中所述的螺栓使用了帶有復(fù)合材料套筒，以及可以防止松動(dòng)的雙螺母。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫、真空、強(qiáng)電磁環(huán)境下的可滑動(dòng)支撐，其特征在于其中所述的復(fù)合材料螺栓套筒具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)，用于減小金屬部件之間的直接接觸面積， 能起到降低傳導(dǎo)熱負(fù)荷的作用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫、真空、強(qiáng)電磁環(huán)境下的可滑動(dòng)支撐，其特征在于其中所述的滑板與圓柱支撐筒一端通過滑軌可以與300K室溫部件連接，另一端可以與4. I低溫部件連接，圓柱支撐筒中間部位附近焊接的冷屏支撐上有80K冷屏。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫、真空、強(qiáng)電磁環(huán)境下的可滑動(dòng)支撐，其特征在于其中所述的滑板凹腔上表面與圓柱支撐筒下部法蘭的下表面通過螺栓中部的墊片隔開，減小了這兩個(gè)表面的直接接觸面積，增加了熱傳導(dǎo)的路徑，降低了傳導(dǎo)熱負(fù)荷。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可滑動(dòng)冷屏，其特征在于其沿滑動(dòng)導(dǎo)軌方向可以自由滑動(dòng)以補(bǔ)償熱脹冷縮過程中冷屏產(chǎn)生的位移。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低溫、真空、強(qiáng)電磁環(huán)境下的可滑動(dòng)支撐，其特征在于其中所述的圓柱支撐筒不僅具有較低的熱傳導(dǎo)能力，還具有較高的強(qiáng)度。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低溫、真空、強(qiáng)電磁環(huán)境下的可滑動(dòng)支撐，其特征在于所述的滑板在與滑動(dòng)軌道接觸的表面上具有自潤滑特性的金屬材料減小了摩擦阻力。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低溫、真空、強(qiáng)電磁環(huán)境下的可滑動(dòng)支撐，其特征在于所述滑板具有下凹的凹腔結(jié)構(gòu)，不僅便于與圓柱支撐筒連接，還增加了導(dǎo)熱的路徑。
全文摘要
本發(fā)明是一種低溫、真空、強(qiáng)電磁環(huán)境下的可滑動(dòng)支撐。該支撐主要以一個(gè)滑板和圓柱支撐筒作為支撐結(jié)構(gòu)件，一組帶有復(fù)合材料套筒的防松螺栓連接滑板和圓柱支撐筒，摩擦副的表面采用具有自潤滑特性的低摩擦系數(shù)材料，圓柱支撐筒上、下兩端的法蘭用于實(shí)現(xiàn)支撐自身結(jié)構(gòu)件之間的連接，以及實(shí)現(xiàn)支撐與被支撐件之間的連接，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)支撐沿著滑動(dòng)軌道的方向自由滑動(dòng)。所述支撐利用材料在低溫下強(qiáng)度提高、熱傳導(dǎo)能力降低、以及低溫真空狀態(tài)下具有自潤滑特性的低摩擦系數(shù)材料解決了其在低溫、真空、強(qiáng)電磁下可靠運(yùn)行的問題。
文檔編號(hào)F16M11/04GK102563296SQ20111045628
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者周挺志, 宋云濤, 朱銀鋒, 王忠偉, 程勇, 陸坤 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院等離子體物理研究所