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用于将内部容器热绝缘地安装在外部容器中的悬挂系统和容器布置.pdf

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用于 内部 容器 绝缘 安装 外部 中的 悬挂 系统 布置
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摘要
申请专利号:

CN201480020220.9

申请日:

2014.04.02

公开号:

太阳城集团CN105229365A

公开日:

2016.01.06

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F17C 3/08申请日:20140402|||公开
IPC分类号: F17C3/08 主分类号: F17C3/08
申请人: 克里奥塞尔特有限责任公司
发明人: 马蒂亚斯·雷贝尼克
地址: 奥地利格拉茨
优先权: 2013.04.05 EP 13162456.1
专利代理机构: 北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙) 11201 代理人: 宋融冰
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法律状态
申请(专利)号:

CN201480020220.9

授权太阳城集团号:

||||||

法律状态太阳城集团日:

太阳城集团2018.04.20|||2016.02.03|||2016.01.06

法律状态类型:

太阳城集团授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

一种用于将内部容器(2,2’)热绝缘地安装在外部容器(1,1’)中的悬挂系统(3)包括:单个固定支承(30,31,32,33,34,35,36,37,38,39),其包括固定支承系固元件(5,5’,5”,5”’),所述固定支承系固元件(5,5’,5”,5”’)在一端接合所述外部容器,并且在另一端接合所述内部容器并且能在拉伸和压缩时受到应力,所述固定支承系固元件(5,5’,5”,5”’)绕在所述内部容器(2,2’)与所述外部容器(1,1’)之间的环形空间(7)分布,并且所述固定支承系固元件(5,5’,5”,5”’)接合所述外部容器(1,1’)并绕所述环形空间(7)分布。此外,浮动支承环(10,10’)形式的浮动支承(41,42,43,44,45)也可以设置于所述外部容器(1,1’)中以支撑所述内部容器(2,2’),具有环形分布式浮动支承系固元件(11,11’),其在拉伸和压缩时受到应力并一端接合所述浮动支承环(10,10’)并且另一端接合所述内部容器或所述外部容器。所述

权利要求书

权利要求书
1.  一种用于将内部容器(2,2’)悬挂在外部容器(1,1’)上的悬挂系统(3),其中所述内部容器(2,2’)热绝缘地安装在所述外部容器(1,1’)中并且所述内部容器(2,2’)与所述外部容器(1,1’)之间限定出环形安装空间(7),其特征在于单个固定支承(30,31,32,33,34,35,36,37,38,39),所述单个固定支承包括固定支承系固元件(5,5’,5”,5”’),所述固定支承系固元件(5,5’,5”,5”’)一方面接合所述外部容器(1,1’)并且另一方面接合所述内部容器(2,2’)并且能在拉伸和压缩时受到应力,所述固定支承系固元件(5,5’,5”,5”’)在接合所述内部容器(2,2’)的同时被布置成分布于所述安装空间(7)中,优选地分布于所述内部容器的圆周的区域中,所述固定支承系固元件(5,5’,5”,5”’)在接合所述外部容器(1,1’)的同时分布于所述环形安装空间(7)中,优选地分布于所述外部容器(1,1’)的所述圆周的区域中,其中所述固定支承系固元件(5,5’,5”,5”’)相对于所述内部容器(2,2’)的所述纵向轴线(L2)倾斜并且特别地不垂直于所述内部容器(2)的所述纵向轴线(L2),所述固定支承系固元件(5,5’,5”,5”’)被设计为框架结构的构架元件、或者板、或框架结构的板。

2.  根据权利要求1所述的悬挂系统,其特征在于,所述固定支承系固元件(5,5’,5”,5”’)在所述内部容器(2,2’)上的接触点(5a)在径向(r1)上位于与到所述内部容器(2,2’)的纵向轴线(L2)相比更靠近所述内部容器的圆周(RI)的位置处,所述固定支承系固元件(5,5’,5”,5”’)在所述外部容器(1,1’)上的接触点(5b)在径向(r2)上位于与到所述外部容器(1,1’)的纵向轴线(L1)相比更靠近所述外部容器(1,1’)的圆周(RA)的位置处。

3.  根据权利要求1或2所述的悬挂系统,其特征在于,在包括所述内部容器的所述纵向轴线(L2)的平面(x)中,所述固定支承系固元件(5,5’,5”,5”’)成镜像,总是成对。

4.  根据前述权利要求中任一项所述的悬挂系统,其特征在于,所述固定支承系固元件(5,5’,5”,5”’)在所述内部容器(2)上的接触点(5a)相对于所述内部容器(2)的所述纵向轴线(L2)位于法向平面上。

5.  根据前述权利要求中任一项所述的悬挂系统,其特征在于,所述固定支承系固元件(5,5’,5”,5”’)在所述外部容器(1)上的接触点(5b)相对于所述外部容器(1)的所述纵向轴线(L1)位于法向平面上。

6.  根据前述权利要求中任一项所述的悬挂系统,其特征在于,所述固定支承系固元件(5,5’,5”,5”’)在所述内部容器(2,2’)上的接触点(5a)比所述固定支承系固元件(5,5’,5”,5”’)在所述外部容器(1,1’)上的接触点(5b)在轴向上离所述内部容器的中心(Z)更远。

7.  根据权利要求1至5中任一项所述的悬挂系统,其特征在于,所述固定支承系固元件(5,5’,5”,5”’)在所述内部容器(2,2’)上的接触点(5a)比所述固定支承系固元件(5,5’, 5”,5”’)在所述外部容器(1,1’)上的接触点(5b)在轴向上离所述内部容器的中心(Z)更近。

8.  根据前述权利要求中任一项所述的悬挂系统,其特征在于,所述固定支承系固元件(5,5’,5”,5”’),特别是板形的固定支承系固元件,被布置成吸收剪切力。

9.  根据前述权利要求中任一项所述的悬挂系统,其特征在于,所述固定支承系固元件(5,5’,5”,5”’),特别是被设计成框架结构的构架元件的固定支承系固元件,不与所述内部容器(2)的所述纵向轴线(L2)相交。

10.  根据前述权利要求中任一项所述的悬挂系统,其特征在于浮动支承(41,42,43,44,45),所述浮动支承布置于所述外部容器(1,1’)中、支撑所述内部容器(2,2’)并且被设计成具有浮动支承环(10,10’),具有分布式浮动支承系固元件(11,11’),所述分布式浮动支承系固元件(11,11’)在拉伸和压缩时受到应力,一方面接合所述浮动支承环(10,10’)并且另一方面,接合所述内部容器(2,2’)或所述外部容器(1,1’),其中所述浮动支承系固元件(11,11’)布置于环形安装空间中,优选地在所述内部容器(2,2’)的圆周的区域中,所述浮动支承环(10,10’)优选地由拉伸弹簧(12)或压缩弹簧(13)预先施加应力。

11.  根据权利要求10所述的悬挂系统,其特征在于,所述浮动支承系固元件(11)相对于所述内部容器(2,2’)的所述纵向轴线(L2)倾斜,并且特别地不垂直于所述内部容器(2,2’)的所述纵向轴线(L2),在包括所述内部容器的所述纵向轴线(L2)的平面中,所述固定支承系固元件(11)优选地成镜像,总是成对。

12.  根据权利要求11所述的悬挂系统,其特征在于,所述浮动支承系固元件(11),特别是被设计成框架结构的构架元件的固定支承系固元件,不与所述内部容器(2)的所述纵向轴线(L2)相交。

13.  根据权利要求10至12中任一项所述的悬挂系统,其特征在于,所述浮动支承系固元件(11)在所述内部容器(22’)上的接触点(11a)比所述浮动支承系固元件(11)在所述浮动支承环(10)上的接触点(11b)在轴向上离所述内部容器的中心(Z)更远。

14.  根据权利要求10至12中任一项所述的悬挂系统,其特征在于,所述浮动支承系固元件(11)在所述内部容器(22’)上的接触点(11a)比所述系固元件(11)在所述浮动支承环(10)上的接触点(11b)离所述内部容器(2,2’)的中心(Z)更近。

15.  根据权利要求10至12中任一项所述的悬挂系统,其特征在于,所述浮动支承系固元件(11)在所述外部容器(1,1’)上的接触点(11b’)比所述系固元件(11’)在所述浮动支承环(10’)上的接触点(11a’)在轴向上离所述内部容器(2,2’)的中心(Z)更远。

16.  根据权利要求10至12中任一项所述的悬挂系统,其特征在于,所述浮动支承 系固元件(11)在所述外部容器(1,1’)上的所述接触点(11b’)比所述系固元件(11’)在所述浮动支承环(10’)上的所述接触点(11a’)离所述内部容器(2,2’)的中心(Z)更近。

17.  根据前述权利要求中任一项所述的悬挂系统,其特征在于,所述固定支承系固元件(5,5’,5”,5”’)和可选地,所述浮动支承系固元件(11,11’)由纤维加强材料形成,所述纤维加强材料优选地包括芳纶纤维、碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或其组合,特别优选地包括部分地与玻璃纤维混合的芳纶纤维。

18.  根据前述权利要求中任一项所述的悬挂系统,其特征在于,所述浮动支承系固元件被设计为框架结构的构架元件、或者板、或者框架结构的板,并且优选地被布置成吸收剪切力。

19.  一种外部容器(1,1’)与内部容器(2,2’)的布置(20,21,21’,22,22’,23,24,25,26,27),所述内部容器(2,2’)热绝缘地安装在所述外部容器中,其特征在于,所述内部容器通过根据权利要求1至18中任一项所述的悬挂系统连接到所述外部容器,其中所述外部容器和内部容器优选地被布置成具有同轴纵向容器轴线(L1,L2)。

20.  根据权利要求19所述的容器布置,其特征在于,至少一个辐射屏蔽件(4)布置于所述外部容器(1,1’)与所述内部容器(2,2’)之间,其中至少一个辐射屏蔽件优选地直接安装到所述悬挂系统的系固元件(5,5’,5”,5”’,11,11’)上。

21.  根据权利要求20所述的容器布置,其特征在于,至少一个另外的辐射屏蔽件安装到至少一个辐射屏蔽件(4)。

说明书

说明书用于将内部容器热绝缘地安装在外部容器中的悬挂系统和容器布置
技术领域
本发明涉及用于将内部容器热绝缘地安装在外部容器中的悬挂系统。
而且,本发明涉及外部容器和内部容器的布置,其中内部容器安装成在外部容器中热绝缘。
背景技术
从文献EP0014250A1,已知用于低温贮罐的悬挂系统,利用悬挂系统,低温贮罐在外部容器中以热绝缘方式悬挂。悬挂系统包括若干系固条带,每个系固条带由不同纤维材料的若干串联单元件组成,其中最靠近贮罐的每个系固条带的单个元件由具有相比而言最低热膨胀系数的纤维材料制成。系固条带能仅吸收拉力,但不吸收压缩力。因此,需要将系固条带分组到两个固定支承,两个固定支承接合低温贮罐的相对端部区域,两个固定支承的拉力在相反方向上起作用。只有所有系固元件总和才得到固定支承。这首先需要系固元件(系固元件补偿相应容器的热长度变化)和系固条带尽可能远的几何布置,因为这种热拉伸使装置原本将承担高达可容许的负荷极限。
从DE19625492C1,已知填充了液体氦的超环面低温贮罐,超环面低温贮罐经由悬挂系统同轴悬挂于科研卫星上承载的圆柱形外部容器中。悬挂系统包括上矩形框架和下矩形框架,每个框架包括以构架形式的拉伸和压力杆以及在预应力下在外部容器与矩形框架的相应角点之间倾斜伸展的系杆。因此,低温贮罐仅经由系杆连接到外部容器。系杆仅能吸收拉力,但不吸收压缩力。
从文献US3,115,983,已知一种用于多壁低温球形液体储存贮罐的悬挂系统。外部容器搁置在从基部向上竖直延伸的立柱上。外部容器由多个环形拉伸构件15连接到内部容器。拉伸构件绕外部容器的内径分布并且在外部容器与内部容器之间的空间中延伸。一方面,拉伸构件以其两个端部固定以支承基座构件14,基座构件14成对地安置到外部容器内侧,并且另一方面捆扎附接到内部容器的外壁的垫板17的弯曲侧边缘。因为捆扎,垫板由于重力支承于拉伸构件中。为了防止拉伸构件从垫板17的弯曲侧边缘滑下,设置固持凸耳18,然而,固持凸耳18并不夹持拉伸构件。由于仅重力作用于内部容器上,所以拉伸构件仅在拉伸时受到应力,并且因此可以构造为绳、线缆或链条。还提到拉伸构件可以被设计成近似形状的刚性杆,但在此实施例中,拉伸构件将不吸收任何压缩力,因为在 力向上作用于内部容器上的情况下,垫板将从拉伸构件提起。在力在侧向作用于内部容器上的情况下,杆形拉伸构件将沿着垫板的半圆形边缘滑动离位。如在本文献中所提到的那样,这种移动是补偿热拉伸所需要的。从机械观点而言,将内部容器安装到外部容器上因此构成浮动支承。
如通常已知的那样,在力学中,在浮动支承与固定支承之间有差别。固定支承在所有方向上传递在空间中作用的力。利用浮动支承,在空间中,在三个方向中的一个或两个方向上不存在连接,并且因此不能在所述方向上进行力传递。因此,浮动支承允许安装的主体在至少一个空间方向上移动。
文献DE10345958A1公开了一种用于低温液体的贮罐,低温液体贮罐计划安装于机动车辆中并且包括外部容器和以拉伸或压缩支柱悬挂于外部容器中的内部容器。空间上布置的拉伸或压缩支柱补偿由于热膨胀差异造成的内部容器的位移。为了最佳地满足在机动车辆中的相反要求,止动件和支撑表面额外地设置于外部容器与内部容器之间,这可能导致在静止的车辆中有距离和在移动的车辆中有接触。在外部容器内部中的止动件与在内部容器处的支撑表面合作并且可由促动器移位。在静止车辆中,止动件并不抵靠到支撑表面上。内部容器然后仅通过拉伸或压缩支柱连接到外部容器,这认为是足够的,因为如果机动车辆停车,通常并不发生晃动。因此,拉伸或压缩支柱可以被设计成重量很轻并且具有很小的截面使得它们将仅形成最小热桥。对于车辆操作,止动件切换成与支撑表面接触。内部容器现在没有游隙并且牢固地连接到外部容器,内部容器因此固定于外部容器中,并且卸载拉伸或压缩支柱。因此,仅当止动件切换到与支撑表面接触的情况下形成内部容器在外部容器的固定支承。支柱吸收拉力或压缩力并且由于它们较小的截面,不适合于在车辆操作期间支撑内部贮罐。
文献DD281319A7公开了一种用于低温介质的双壁容器的支承,并且同样可以用于静止贮罐和用于在公路和轨道上运输的运输容器。支承包括至少三个环或环区段,环或环区段的端部以曲折的形状互连。取决于选择曲折的不对称或对称结构,环或其外环附接到外部容器,并且环或其中心环松动地连接到内部容器。所述支承允许较大径向力传递,但并不吸收任何明显的轴向力。因此,这是具有轴向运动自由度的浮动支承从而补偿内部容器的热长度变化。这种类型的两个浮动支承在径向方向上保持内部容器与它们在一起。为了轴向安全防护,两个浮动支承之一必须在轴向通过额外措施支承,为此,推荐包括锥形物。仅由径向安装与轴向支承的组合来得到固定支承。
文献DD281318A7公开了一种用于低温介质的双壁容器的支承,并且同样可以用于静止贮罐和用于在公路和轨道上运输的运输容器。支承被构造为曲折形中空轮廓,在其纵向轴线上支撑中央凸缘,中央凸缘连接到内部容器,而相比而言,中空轮廓的外端紧固 到外部容器。单个支承元件(包括带中央凸缘的曲折形中空轮廓)构成浮动支承。因为其并不固定地连接到内部容器以避免热拉伸,严格说来,其构成浮动支承,仅在压缩时浮动支承受到应力。在技术意义上,仅由在空间方向上彼此偏移的若干支承来实现固定支承。支承布置在内部容器与外部容器之间的环形安装空间中,这个环形安装空间被称作环形间隙。
发明内容
仍然需要一种用于将内部容器热绝缘地安装在外部容器中的高度稳定和刚性的悬挂系统。即使高动态力作用于外部容器和内部容器以及悬挂系统上,如在车辆应用或冲击情况下可能发生的情形,必须维持悬挂系统的稳定性和刚性并且力必须以分布方式引入到容器内,而没有高局部力峰值。特别地,本发明的目的在于发展一种悬挂系统,利用这种悬挂系统,能以绝热方式将内部容器安装到外部容器中,这种悬挂系统是高度刚性的并且承载能力较强,在容器处没有或具有相对很少的具体加固措施。本发明的目的也在于提供一种悬挂系统和设有这种悬挂系统的容器布置,它们生产起来较为廉价并且易于组装。
通过提供一种用于将内部容器热绝缘地安装成在外部容器的悬挂系统,本发明解决了这个问题,在这种悬挂系统中,单个固定支承包括固定支承系固元件,固定支承系固元件在一方面接合外部容器,并且在另一方面接合内部容器并且能在拉伸和压缩时受到应力,固定支承系固元件接合内部容器,同时被布置成分布于内部容器与外部容器之间限定的环形安装空间中,优选地分布于内部容器的圆周的区域中并且固定支承系固元件接合外部容器,同时分布于环形安装空间中,优选地分布于外部的容器的所述圆周的区域中。固定支承系固元件相对于内部容器的纵向轴线是倾斜的。特别地,固定支承系固元件并不垂直于内部容器的纵向轴线。固定支承系固元件被设计为框架结构的构架元件或者板或框架结构的板。由纤维加强材料制成的构架结构可以相对容易地制造并且能易于合并到容器布置中。可选地,如在下文中进一步描述,固定支承系固元件可以被设计为框架结构的构架元件或者板或框架结构的板。
优选地通过抽空在内部容器与外部容器之间的空间来实现在内部容器与外部容器之间的热绝缘。
通过根据本发明的悬挂系统,力被引入到容器具有高刚性的区域。在内部容器的固定支承系固元件的接触点在径向位于比内部容器的纵向轴线更靠近内部容器的圆周处。在外部容器的固定支承系固元件的接触点定位成在径向比外部容器的纵向轴线更靠近外部容器的圆周。优选地,在外部容器的固定支承系固元件的所述接触点位于外部容器的周围壁上。
根据本发明,通过将固定支承系固元件以彼此空间偏移的主要方向轴线安装到环形 安装空间中来实现固定支承的功能。固定支承系固元件牢固地连接,即,使得它们可以在拉伸和压缩时分别在内部容器和外部容器以及浮动支承环处受到应力。由于个别固定支承系固元件的力传递的组合效果实现固定支承功能。如同上文所描述的浮动支承,浮动支承系固元件牢固地连接,使得它们能在拉伸和压缩时在内部容器或外部容器以及在浮动支承环处受到应力。
术语“径向”本领域技术人员应理解为“在半径方向上伸展”或者,在无半径的几何形状的情况下,“在径向源自中心或者朝向中心”。在具有轴线的几何主体的截面图中,在截面图中描绘为点并且通常源自投影平面的轴线可以被认为是中心。在这个文献中,术语“径向”以“沿着容器的主要尺寸相对于纵向轴线在法向平面上”的意义来理解并且出于说明目的,如也在附图中的若干图中所描绘。
术语“轴向”,本领域技术人员应理解为“在轴线上”或“沿着轴线”。术语“纵向轴线”被理解为表示沿着主体的主要尺寸(=最大延伸部)的轴线。
固定支承系固元件是刚性构架元件或板。优选地,固定支承系固元件基本上由纤维加强材料形成,纤维加强材料优选地包括芳纶纤维、碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或其组合,特别优选地包括部分地与玻璃纤维混合的芳纶纤维,因为那些材料具有所需刚度。
术语“单个固定支承”应被理解为表示固定支承利用其系固元件仅与内部容器的一部分接合,所述部分以环形围绕内部容器的周围壁、横向于内部容器的纵向轴线伸展或者在内部容器的前壁离内部容器的纵向轴线一定距离。并未设置另外的固定支承,而是内部容器以自由悬臂方式仅由这一个固定支承来支承,或者额外地设置浮动支承,浮动支承在离固定支承一定距离处接合内部容器。
本发明还包括一种内部容器与外部容器的布置,内部容器安装成在外部容器中热绝缘,其中内部容器由根据本发明的悬挂系统连接到外部容器。为了保持容器布置尽可能小,外部容器和内部容器优选地被布置成具有同轴纵向容器轴线。
固定支承系固元件布置于在内部容器与外部容器之间限定的环形安装空间中并且优选地绕内部容器的圆周延伸,而其也可以沿着与内部容器的纵向轴线间隔开的前端壁的部段部分地延伸。在几何术语中,环形安装空间也可以被认为是中空轮廓。
如所提到的那样,固定支承系固元件相对于内部容器的纵向轴线倾斜。因此,由系固元件引入到内部容器和外部容器壁内的力很均匀地分布,与动态力的施加方向无关,并且内部容器的偏转保持较小。如果在包括内部容器的纵向轴线的平面中,固定支承系固元件成镜像,总是成对,特别好地实现那些效果。在提供特别高扭转阻力的根据本发明的悬挂系统的实施例中,特别地被设计为构架元件的固定支承系固元件并不与内部容器的纵向轴线相交,或者,换言之,固定支承系固元件被布置成相对于内部容器的纵向轴线偏斜。
如果固定支承系固元件,特别地板形固定支承系固元件,被布置成吸收剪切力,结果将进一步增强悬挂系统的稳定性。
如果在内部容器处的固定支承系固元件的接触点位于相对于内部容器的纵向轴线的法向平面中和/或如果外部容器处的固定支承系固元件的接触点位于相对于外部容器的纵向轴线的法向平面中,实现了由系固元件引入到内部容器和外部容器壁中的力的均匀分布的优化。
对于特别短的容器布置,合适地,在内部容器处的固定支承系固元件的接触点比外部容器处的系固元件的接触点在轴向上离内部容器的中心更远。
如果在内部容器的固定支承系固元件的接触点比外部容器的固定支承系固元件的接触点在轴向更靠近内部容器的中心,实现了悬挂系统的最小径向绝缘间隙。
根据本发明的悬挂系统的优选实施例包括浮动支承,浮动支承布置于外部容器中并且支撑内部容器,并且被设计成具浮动支承环,具有环形分布式浮动支承系固元件,浮动支承系固元件在拉伸和压缩时受到应力,一方面接合浮动支承环并且另一方面,接合内部容器或外部容器,其中浮动支承系固元件布置于环形安装空间中,优选地绕内部容器的圆周延伸,浮动支承环优选地由拉伸弹簧或压缩弹簧预先施加应力。如果浮动支承系固元件接合浮动支承环和内部容器,浮动支承环可移位地布置在外部容器中。如果浮动支承系固元件接合浮动支承环和外部容器,内部容器可移位地布置在浮动支承环中。
优选地,浮动支承系固元件相对于内部容器的纵向轴线是倾斜的。特别地,浮动支承系固元件并不垂直于内部容器的纵向轴线。在所述实施例中,由系固元件分别引入到内部容器和外部容器壁内的力适当地分布,与动态力施加方向无关。如果在包括内部容器的纵向轴线的平面中,浮动支承系固元件成镜像,总是成对,特别好地实现动态力的均匀分布。
对于特别短的容器布置而言,合适地,在内部容器的浮动支承系固元件的接触点比浮动支承环处的浮动支承系固元件的接触点在轴向上离内部容器中心更远。在替代实施例中,在外部容器的浮动支承系固元件的接触点比浮动支承环处的浮动支承系固元件的接触点在轴向离内部容器的中心更远。
如果在内部容器的浮动支承系固元件的接触点比浮动支承环的系固元件的接触点更靠近内部容器的中心,实现了小绝缘间隙。在替代实施例中,在外部容器的浮动支承系固元件的接触点离内部容器的中心比浮动支承环的系固元件的接触点更近。
浮动支承系固元件应由尽可能刚性的材料组成。优选纤维加强材料,优选地包括芳纶纤维、碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或其组合,特别优选地包括部分地与玻璃纤维混合的芳纶纤维。
在本发明的一个实施例中,浮动支承系固元件被设计为框架结构的构架元件或者板或框架结构的板。由纤维加强材料的构架结构可以相对容易地制造并且能易于合并于容器布置中。
为了最佳热绝缘,至少一个辐射屏蔽件布置于外部容器与内部容器之间。为了使尽可能低的热传导存在于辐射屏蔽件与内部容器之间,设想到至少一个辐射屏蔽件直接安装到悬挂系统的系固元件。另外的辐射屏蔽件也可以安装到所述辐射屏蔽件中的至少一个上。
现参考附图基于示例性实施例进一步说明本发明。
附图说明
图1示出了根据本发明的容器布置的示意纵向视图。
图2示出了几何环形安装空间,根据本发明的悬挂系统的系固元件布置于几何环形安装空间中。
图3至图5示出了将固定支承系固元件定位于环形安装空间内的变型。
图6示出了根据本发明的容器布置的另一实施例的示意纵向视图。
图7示出了根据本发明的容器布置的另一实施例的示意纵向视图。
图8示出了根据本发明的容器布置的实施例,其中容器被构造成具有倒圆边缘的长方体。
图9A和图9B示出了根据本发明的悬挂系统的浮动支承的特别有利实施例。
图10A和图10B以正视图和等距视图示出了根据本发明的悬挂系统的固定支承。
图11示出了根据本发明的容器布置的实施例,其中容器被构造成具有倒圆边缘的长方体并且固定支承系固元件被设计为框架结构的板。
图12示出了根据本发明的容器布置的实施例,其中容器被构造成具有倒圆边缘的长方体并且固定支承系固元件被设计为板。
图13示出了根据本发明的容器布置的实施例,其中容器被构造为圆柱并且固定支承系固元件被设计为框架结构的板。
图14示出了根据本发明的容器布置的实施例,其中容器被构造为圆柱并且固定支承系固元件被设计为板。
图15示出了根据本发明的容器布置的另一实施例的示意纵向视图。
图16示出了根据本发明的容器布置的另一实施例的示意纵向视图。
具体实施方式
图1示出了容器布置20,容器布置20包括外部容器1和内部容器2,内部容器2热绝缘地安装在外部容器1中用于容纳低温介质和/或装置,外部容器1和内部容器2通过大体上由3指示的悬挂系统互连。通过抽空两个容器之间的空间来实现内部容器2与外部容器1的热绝缘。外部容器1具有中心纵向轴线L1;内部容器2具有中心纵向轴线L2。内部容器2的中心点Z位于中心纵向轴线L2上。两个纵向轴线L1、L2同轴布置。通过至少一个管线6发生对内部容器的填充。在外部容器1与内部容器2之间布置辐射屏蔽件4,辐射屏蔽件4直接安装到固定支承系固元件5。可选地,可以设置彼此包围的另外的辐射屏蔽件,其中另外的辐射屏蔽件可以安装到相邻的辐射屏蔽件或者也安装到固定支承系固元件5。
容器布置20的悬挂系统3包括单个固定支承30,单个固定支承30包括固定支承系固元件5,固定支承系固元件5在一方面接合外部容器1,并且在另一方面接合内部容器2并且能在拉伸和压缩时受到应力,固定支承系固元件5直接或间接(例如,经由拴系环)接合内部容器2的外壁2a,同时在内部容器2的圆周区域呈环形分布。在外壁2a的固定支承系固元件5的接触点5a以环形分布方式位于正交于内部容器2的纵向轴线L2的平面上。固定支承系固元件5以另外的接触点5b直接地或间接地(如图1所示)经由拴系环5b’接合外部容器1的内壁1a的圆周区域。
固定支承系固元件5是纤维加强材料制成的刚性元件,纤维加强材料优选地包括芳纶纤维、碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或其组合,特别优选地包括芳纶纤维,芳纶纤维部分地与玻璃纤维混合。固定支承系固元件5通过螺钉、铆钉、螺栓系固到外部容器1和内部容器2,这具有可旋转、胶合、夹持、钩住等优点。
因为设置了仅单个固定支承30,所以内部容器2以自由悬臂方式悬挂于外部容器1中。由于固定支承系固元件5接合内部容器2的外周和外部容器1的内周,所以能支承很大力。因此,与现有技术相比,能设计出无浮动支承的更大内部容器2。抽空在内部容器2与外部容器1之间的自由空间。由于管线6被引导穿过所述真空,额外地改进了容器布置20的热绝缘能力。
固定支承系固元件5相对于内部容器2的纵向轴线L2倾斜并且在包括内部容器的纵向轴线L2的平面中成镜像,总是成对(换言之,固定支承系固元件5在包括内部容器的纵向轴线L2的平面中成镜像设置并且总是成对)。在内部容器2处的固定支承系固元件5的接触点5a比外部容器1处的固定支承系固元件5的接触点5b在轴向更靠近内部容器2的中心Z。
在几何方面,固定支承系固元件5布置于内部容器2的外壁2a与外部容器1的内壁1a之间限定的环形安装空间7中,如特别地在图2中所示。
图3至图5示出了用于将固定支承系固元件5定位于固定支承的环形安装空间内的几何变型可能性的部分。
图3示出了固定支承31,其中,在内部容器2处的固定支承系固元件5的接触点5a位于周围圆上,周围圆限定于从周围壁2a到前壁2b的过渡区中。固定支承系固元件5的接触点5b位于外部容器1的内壁1a处的周围圆上,并且比内部容器2处的接触点5a在轴向上更远离内部容器的中心。一般而言,接触点5b离外部容器1的圆周(箭头RA)比离其纵向轴线L1在径向(箭头r2)更近,其中,在图示特殊情况下,箭头RA和r2的长度相同,因为接触点5b直接位于外部容器1的内壁1a的圆周处。
图4示出了固定支承32,其中在内部容器2处的固定支承系固元件5的接触点5a位于在前壁2b限定的圆上。应当指出的是接触点5a离内部容器2的圆周(箭头RI)比离内部容器的纵向轴线L2在径向(箭头r1)更近。固定支承系固元件5的接触点5b位于外部容器1的内壁1a处的周围圆上,并且在轴向上离内部容器2的中心比内部容器2处的接触点5a更近定位。
图5示出了类似于图4的固定支承33,其中固定支承系固元件5的接触点5b同样位于外部容器1的内壁1a处的周围圆上。而且,外部容器1处的接触点5b比在内部容器2处的接触点5a在轴向更靠近内部容器2的中心定位。与图4不同,在根据图5的固定支承33的所述实施例中,在内部容器2上接触点5a所在的圆形线限定于外部周围壁2a处。
图6示出了容器布置21,容器布置21包括外部容器1和内部容器2,外部容器1具有纵向轴线L1,内部容器2具有纵向轴线L2,内部容器2热绝缘地安装在外部容器1中。两个容器1、2彼此同轴布置并且由悬挂系统互连,悬挂系统包括上文所描述的固定支承31和另外的浮动支承41。浮动支承41具有浮动支承环10,浮动支承环10由刚性材料制成,刚性材料诸如纤维加强的合成材料或金属或金属合金,并且安装成沿着外部容器1的内壁1a在轴向可移位(参看双向箭头)。在拉伸和压缩时受到应力的浮动支承系固元件11一方面接合浮动支承环10并且另一方面接合内部容器2,其同时以环形分布。浮动支承环10由拉伸弹簧12预加应力,拉伸弹簧12直接或间接地接合外部容器1。从几何视点而言(类似于图2的视图),浮动支承系固元件11布置于环形安装空间中,环形安装空间基本上围绕内部容器2的圆周延伸。浮动支承系固元件11由尽可能刚性的材料制成。非常合适的是纤维加强材料,优选地包括芳纶纤维、碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或其组合,特别优选地包括芳纶纤维,芳纶纤维部分地与玻璃纤维混合。
浮动支承系固元件11相对于内部容器2的纵向轴线L2倾斜并且在包括内部容器的纵向轴线L2的平面成镜像,总是成对。在内部容器2处的浮动支承系固元件11的接触点11a比浮动支承环10处的系固元件11的接触点11b离内部容器2的中心Z更近。
图7示出了容器布置22的变型,容器布置22包括外部容器1和内部容器2,内部容器2热绝缘地安装在外部容器1中。在所述变型中,使两个容器1、2互连的悬挂系统包括如上文基于图4所描述的固定支承32以及浮动支承42的变型,其中,不同于图6,浮动支承环10布置于内部容器2上方并且由直接或间接接合外部容器1的压缩弹簧13预先偏压。浮动支承系固元件11一方面接合浮动支承环10并且另一方面接近圆周接合内部容器2的前壁2b,其同时以环形分布。浮动支承系固元件11相对于内部容器2的纵向轴线L2是倾斜的。从轴向视点,在内部容器2处的浮动支承系固元件11的接触点11a比浮动支承环10处的系固元件11的接触点11b离内部容器2的中心Z更远。
图8示出了容器布置23的一个实施例,其中内部容器2’被构造成具有倒圆边缘的长方体,并且外部容器1’同样被构造为具有倒圆边缘的长方体。外部容器1’具有纵向轴线L1并且内部容器2’具有纵向轴线L2。两个容器由固定支承34刚性地连接到彼此,其中刚性固定支承系固元件5’被设计成框架结构的构架元件,框架结构的构架元件相对于内部容器2’的纵向轴线L2倾斜并且既不平行于也不垂直于内部容器2的纵向轴线L2。在包括所述内部容器的纵向轴线L2的平面,固定支承系固元件5’成镜像,总是成对,并且相对于内部容器的纵向轴线L2偏斜。这种框架结构可以容易地由纤维加强的合成材料制成,例如通过铣削或冲压板而形成。应当提到的是对于浮动支承,也可以实施等效框架结构。
在图9A和图9B中,示出了浮动支承43的特别有利的实施例,其中浮动支承系固元件11在几何安装空间中连接到内部容器2和浮动支承环10,几何安装空间大致为圆柱形。所述实施例提供以下主要优点:在横向于纵向轴线L2的动态负荷FD的情况下,内部容器2将实际上在动态负荷的方向上偏转(参考符号D),但是由于大致圆柱形安装空间,偏转D将特别地并不导致浮动支承环10倾斜,如在图9B中可以看出。
在图10A和图10B中,以正视图和等距视图示出了等效于图1的固定支承35。固定支承系固元件5的接触点5b位于外部容器1的内壁1a处的周围圆上,其同时以环形分布。固定支承系固元件5的接触点5a位于内部容器2上,在外壁2a处限定的圆上。固定支承系固元件5相对于内部容器2的纵向轴线L2(纵向轴线L2包括中心Z)是倾斜的,并且在包括内部容器的纵向轴线L2的平面(参看,例如平面x)上成镜像,总是成对。利用诸如图8所示的构架结构,所述布置也是可行的,因为单个固定支承元件5由呈构架元件形式的系固元件5’替换,构架元件整合于构架框架结构中。为此,利用具有呈构架元件形式的整合系固元件5’的构架结构,图1至图7以及图9A、图9B的示意性实施例也是可行的。
图11示出了类似于图8的容器布置24的一个实施例,其中内部容器2’被构造成具有倒圆边缘的长方体,并且外部容器1’同样被构造为具有倒圆边缘的长方体。外部容器1’以一定距离包围内部容器2’并且延伸超过内部容器2’。外部容器1’具有纵向轴线L1并且 内部容器2’具有纵向轴线L2。两个纵向轴线L1、L2同轴并且在容器1’、2’的主要尺寸上延伸。两个容器由固定支承36刚性地连接到彼此,其中刚性固定支承系固元件5”被设计成框架结构的板,框架结构的板相对于内部容器2’的纵向轴线L2倾斜,即不垂直。这种框架构件可以容易地由纤维加强的合成材料制成,例如通过铣削或冲压板并且使板弯曲而形成。应当提到的是对于浮动支承,也可以实施等效框架结构。
图12示出了类似于图11的容器布置25的一个实施例,其中内部容器2’被构造成具有倒圆边缘的长方体,并且外部容器1’同样被构造为具有倒圆边缘的长方体。外部容器1’以一定距离包围内部容器2’并且延伸超过内部容器2’。外部容器1’具有纵向轴线L1并且内部容器2’具有纵向轴线L2。两个纵向轴线L1、L2同轴并且在容器1’、2’的主要尺寸上延伸。两个容器由固定支承37刚性地连接到彼此,其中刚性固定支承系固元件5”’被设计成板,板相对于内部容器2’的纵向轴线L2倾斜,即不垂直。应当提到的是也能由板形的浮动支承系固元件实施浮动支承。
图13示出了容器布置26,其中内部容器2被设计成圆柱形并且外部容器1同样被设计成圆柱形。外部容器1以一定距离包围内部容器2并且延伸超过内部容器2。外部容器1具有纵向轴线L1并且内部容器2具有纵向轴线L2,纵向轴线L1和纵向轴线L2同轴并且在容器1、2的主要尺寸上延伸。两个容器1、2由固定支承38刚性地连接到彼此,其中刚性固定支承系固元件5”被设计成框架结构的板,框架结构的板相对于内部容器2的纵向轴线L2倾斜,即不垂直。这种框架构件可以容易地由纤维加强的合成材料制成,例如通过铣削或冲压板并且使板弯曲而形成。对于浮动支承而言,也可以实施等效框架结构。固定支承系固元件5”在径向布置于外部容器1与内部容器2之间的安装空间中并且在圆周上均匀地分布。作为原则问题,固定支承系固元件5”的径向布置具有对抗外部容器1相对于内部容器2扭转的较低刚性,然而,这由固定支承系固元件5”的板形补偿。
图14示出了类似于图13的容器布置27的实施例,其主要不同在于固定支承39的刚性固定支承系固元件5”’被设计为板,这些板直接连接(无框架结构)到外部容器1和内部容器2。
在图11至图14的实施例中,板形固定支承系固元件5”、5”’被布置成使得它们能吸收基本的剪切力。如果例如竖直力作用于内部容器1,1’上,基本上竖直定向并且在附图中布置在左边和右边的固定支承系固元件将承担主要负荷,从而传递剪切力。基本上水平布置的固定支承系固元件将略微经受弯曲应力,然而,它们并不传递特别大的力。
图15示出了类似于图6的容器布置21’,容器布置21’包括外部容器1和内部容器2,外部容器1具有纵向轴线L1,内部容器2具有纵向轴线L2,内部容器2热绝缘安装在外部容器1中。两个容器1、2彼此同轴布置并且由悬挂系统互连,悬挂系统包括上文所描 述的固定支承31和浮动支承44。浮动支承44具有由刚性材料制成的浮动支承环10’,刚性材料诸如纤维加强合成材料或金属或金属合金。能在拉伸和压缩时受到应力的浮动支承系固元件11’一方面以接触点11a’接合浮动支承环10’,并且另一方面,经由接触点11b’接合外部容器1,其同时以环形分布,并且因此保持浮动支承环10’在限定位置。内部容器2可移位地布置于浮动支承环10’中(以双向箭头符号标记),其中,在所述实施例中,内部容器2的圆柱形附加物可移位地安装于浮动支承环10’中。内部容器2由拉伸弹簧12预加应力,拉伸弹簧12接合内部容器2和浮动支承环10’。浮动支承系固元件11’由尽可能刚性的材料制成。非常合适的是纤维加强材料,优选地包括芳纶纤维、碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或其组合,特别优选地包括芳纶纤维,芳纶纤维部分地与玻璃纤维混合。在外部容器1’处的浮动支承系固元件11’的接触点11b’比浮动支承环10’处的浮动支承系固元件11’的接触点11a’在轴向离内部容器2的中心Z更远。
图16示出了根据本发明的容器布置22’的另一个实施例,其类似于图12的实施例,但与图12的实施例的不同之处在于如上文基于图7所描述的固定支承32的设计和浮动支承45的变型。浮动支承45具有由刚性材料制成的浮动支承环10’,刚性材料诸如纤维加强合成材料或金属或金属合金。能在拉伸和压缩时受到应力的浮动支承系固元件11’一方面以接触点11a’接合浮动支承环10’,并且另一方面,经由接触点11b’接合外部容器1,其同时以环形分布,并且因此保持浮动支承环10’在限定位置。内部容器2以附加物可移位地布置于浮动支承环10’中(以双向箭头符号标记)。内部容器2由压缩弹簧13预加应力,压缩弹簧13接合内部容器2和浮动支承环10’。浮动支承环10’处的浮动支承系固元件11’的接触点11a’比外部容器1处的浮动支承系固元件11’的接触点11b’在轴向上离内部容器2的中心Z更远。
纤维加强的部分在拉伸时通常比压缩时受到更多应力。拉伸弹簧12和压缩弹簧13用于在拉伸和压缩时承担那些不同负荷能力。
应当提到但是根据图15和图16的固定支承和浮动支承的实施例可以利用固定支承系固元件和浮动支承系固元件来实施,固定支承系固元件和浮动支承系固元件被设计为框架结构的构架元件或者板或者框架结构的板。

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