专利名称：一种可旋转杆式支撑装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种支撑装置，尤其是一种可旋转杆式支撑装置，用于支撑温度变化引起伸长或收缩的低温容器。
背景技术：
低温容器支撑结构的设置不仅要考虑支撑件的强度能够承受容器及介质的重量及其他有关载荷，同时还需要考虑容器在充装低温介质后的热胀冷缩，要求支撑的设置不能限制容器热胀冷缩，避免由于支撑约束而产生温差应力。与此同时，低温容器的支撑是容器介质漏热的主要途径之一，减少漏热量，降低容器的日蒸发率指标是低温容器追求的目标。据申请人了解，目前低温容器的支撑结构主要有两种一种是径向支撑结构，即在容器筒体横截面径向设置支撑，由于受保温层大小的限制，该支撑结构长度较短，一般选择玻璃钢等非金属材料，以减少漏热；另一种是固定支腿结构，该结构制造安装方便，但该结构并未考虑低温贮罐的热胀冷缩。检索可知，相关专利有公告号为CN201314457Y的实用新型专利“低温贮罐中内容器的支撑装置”、公告号为CN201531743U的实用新型专利“重型夹套低温深冷贮罐的内罐的支撑结构”以及公开号为CN 1025982A的实用新型专利申请“一种用于连接低温贮罐和底座的连接装置”。上述CN201314457Y为较常用的低温容器径向或轴向辅助支撑结构之一，采用的材料为玻璃钢；CN201531743U主要为吊带悬挂式结构并配合玻璃钢支撑；CN1025982A主要为螺栓固定连接的径向支撑结构，同样采用玻璃钢为绝热件。由于玻璃钢材料在低于-196°C以下温度时性能不稳定，因此在低于-196°C时不宜采用玻璃钢作为主要支撑元件材料。分析表明，上述现有·技术均不适用于解决低温环境下容器的热胀冷缩自由度受限问题，因此难以避免温差应力。
实用新型内容本实用新型的目的在于针对上述现有技术存在的缺点，提出一种适用于全低温区的可旋转杆式支撑装置，该装置应当在确保承重能力、漏热量小的前提下，留出被支撑容器热胀冷缩自由度。为了达到以上目的，本实用新型的可旋转杆式支撑装置由用于连接至所支撑容器的连接端、用于与地基或鞍座连接的固定端、用于连接所述连接端和固定端的连接杆构成；所述连接端包含具有垂向中心穿孔的连接块，所述连接块的一侧与所述容器的外壁固连，且其上、下端面分别延伸出球铰副构件；上端的球铰副构件内装入下端与之相配构成第一球铰副的旋转螺母，下端的球铰副构件安放在上端面与之相配构成第二球铰副的旋转件上；所述旋转件具有垂向中心穿孔，且安置在与连接杆上端连接的内螺纹端件上；所述旋转螺母与双头螺柱的上端旋合，所述双头螺柱穿过上所述固定件、连接块、下固定件，且其下端与所述内螺纹端件旋合。尤其是，所述连接块的上、下端面分别延伸出具有球冠凹和球冠凸的构件；所述球冠凹内装入下端与之相配构成第一球铰副的旋转螺母，所述球冠凸安放在上端面与之相配构成第二球铰副的旋转件上。具体而言，所述连接块的上、下端面分别具有嵌入上、下固定件的凹陷；所述上、下固定件具有垂向中心穿孔，所述上固定件的上端面具有球冠凹，所述下固定件的下端面具有球冠凸。本实用新型进一步的完善是，所述固定端包含与地基或鞍座固定连接的底板，所述底板上支撑具有上凸球冠的扣压件，所述扣压件的上端支撑下端与之相配构成第三球铰副的底旋转件；所述底旋转件与连接杆的下端连接，且具有径向延伸檐；所述延伸檐的上端面支撑挡圈，所述挡圈的上端形成球冠环，所述球冠环和内表面与之相配构成第四球铰副的底固定件衔接；所述底固定件具有垂向中心穿孔和朝下延伸、与底板固连的周圈。较为理想的实施方式为所述第一球铰副和第二球铰副同心。所述第三球铰副和第四球铰副同心。各球铰副的相邻接触零件均选择不同材质金属制作。本实用新型的可旋转杆式支撑装置不仅具有足以支撑容器的强度和稳定性，可有效支撑容器，而且在多处旋转副的作用下，具有360。旋转变位的特性，因此使容器可以在一定范围内自由伸缩，避免容器热胀冷缩时因支撑约束而产生温差应力。具体实施时，本领域技术人员可以根据实际情况选择可旋转杆式支撑装置的总长度和结构尺寸，以适应低温贮罐的设计需求。
以下结合附图
对本实用新型作进一步的说明。图I为本实用新型一个实施例的结构示意图。图2为图I实施例变形后的结构示意图。
具体实施方式
实施例一在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便对本实用新型更为彻底的理解。本实施例的可旋转杆式支撑装置如图I和图2所示，由用于连接至所支撑容器I的连接端、用于与地基或鞍座连接的固定端、用于连接所述连接端和固定端的连接杆10构成。本实施例的容器I为水平卧式贮罐，也可以是其它形式。连接端包含具有垂向中心穿孔的连接块5，该连接块的一侧与容器I的外壁固连，且其上、下端面分别具有嵌入上、下固定件4、7的凹陷。上、下固定件具有垂向中心穿孔，上固定件4的上端面具有球冠凹，下固定件7的下端面具有球冠凸。球冠凹内装入下端与之相配构成第一球铰副的旋转螺母3，球冠凸安放在上端面与之相配构成第二球铰副的旋转件8上。旋转件8也具有垂向中心穿孔，且安置在与连接杆10上端固定连接的内螺纹端件9上端面的凹陷内。旋转螺母3与双头螺柱6的上端旋合，双头螺柱6穿过上固定件4、连接块5、下固定件7，其下端与内螺纹端件9旋合。固定端包含与地基或鞍座固定连接的底板14，该底板上支撑具有上凸球冠的扣压件15，且底板14上表面中部的凹陷与扣压件15下表面的凸起嵌合，相对固定。扣压件15的上端支撑下端与之相配构成第三球铰副的底旋转件12。该底旋转件12与连接杆10的下端固定连接，且底端具有径向延伸檐。延伸檐的上端面支撑挡圈16，该挡圈的上端形成球冠环，球冠环和内表面与之相配构成第四球铰副的底固定件13衔接。底固定件13具有垂向中心穿孔，呈倒扣的碗状，周圈朝下延伸，嵌入底板14上表面与之相配的凹环内固连。底板14用于对球铰副等进行限位，同时承受容器及其内介质的重量，并将该重量传递给地基或鞍座，具有足以支撑容器的强度和稳定性，可有效地支撑容器。连接杆10为管状。为了具有理想的隔温效果，本实施例的容器I具有保温层2，连接杆10外部也包有保温材料11。为防止同种材料滑动时出现咬死现象，各球铰副的相邻零件选择不同材质制作，且第一球铰链和第二球铰链同心(即旋转中心重合)，第三球铰链和第四球铰链同心。从而确保整个装置相对运动自如。本实施例的可旋转杆式支撑装置具有可旋转变位的特性(参见图2)，使容器可以热胀冷缩时自由伸缩，避免因支撑约束而产生温差应力。容器的连接端安装于容器水平中心线处，即杆式支撑装置轴线与容器壁外缘相切，连接杆具有足够的长度，支撑装置选用全金属材料，具有隔温结构，可使漏热量降至足够低，从而减少整个贮罐的漏热量，同时避免了玻璃钢等非金属材料在低温下性能不稳定的问题，适用于液氢或液氦等介质温度低于-196 °C的情况。本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，例如每对球铰副均由固定件和旋转件构成，其运动副接触面可为锥面、球面、甚至圆柱面等不同形式、 不同组合方式形成。这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。
权利要求1.一种可旋转杆式支撑装置，由用于连接至所支撑容器的连接端、用于与地基或鞍座连接的固定端、用于连接所述连接端和固定端的连接杆构成；其特征在于所述连接端包含具有垂向中心穿孔的连接块，所述连接块的一侧与所述容器的外壁固连，且其上、下端面分别延伸出球铰副构件；上端的球铰副构件内装入下端与之相配构成第一球铰副的旋转螺母，下端的球铰副构件安放在上端面与之相配构成第二球铰副的旋转件上；所述旋转件具有垂向中心穿孔，且安置在与连接杆上端连接的内螺纹端件上；所述旋转螺母与双头螺柱的上端旋合，所述双头螺柱穿过上所述固定件、连接块、下固定件，且其下端与所述内螺纹端件旋合。
2.根据权利要求I所述的可旋转杆式支撑装置，其特征在于所述固定端包含与地基或鞍座固定连接的底板，所述底板上支撑具有上凸球冠的扣压件，所述扣压件的上端支撑下端与之相配构成第三球铰副的底旋转件；所述底旋转件与连接杆的下端连接，且具有径向延伸檐；所述延伸檐的上端面支撑挡圈，所述挡圈的上端形成球冠环，所述球冠环和内表面与之相配构成第四球铰副的底固定件衔接；所述底固定件具有垂向中心穿孔和朝下延伸、与底板固连的周圈。
3.根据权利要求I或2所述的可旋转杆式支撑装置，其特征在于所述连接块的上、下端面分别延伸出具有球冠凹和球冠凸的构件；所述球冠凹内装入下端与之相配构成第一球铰副的旋转螺母，所述球冠凸安放在上端面与之相配构成第二球铰副的旋转件上。
4.根据权利要求3所述的可旋转杆式支撑装置，其特征在于所述连接块的上、下端面分别具有嵌入上、下固定件的凹陷；所述上、下固定件具有垂向中心穿孔，所述上固定件的上端面具有球冠凹，所述下固定件的下端面具有球冠凸。
5.根据权利要求4所述的可旋转杆式支撑装置，其特征在于所述第一球铰副和第二球铰副同心。
6.根据权利要求5所述的可旋转杆式支撑装置，其特征在于所述第三球铰副和第四球铰副同心。
7.根据权利要求6所述的可旋转杆式支撑装置，其特征在于所述底板上表面中部的凹陷与扣压件下表面的凸起嵌合，相对固定。
8.根据权利要求7所述的可旋转杆式支撑装置，其特征在于所述底固定件具有垂向中心穿孔，呈倒扣的碗状，周圈朝下延伸，嵌入底板上表面与之相配的凹环内固连。
9.根据权利要求8所述的可旋转杆式支撑装置，其特征在于各球铰副的相邻接触零件采用不同材质金属制作。
专利摘要本实用新型涉及一种可旋转杆式支撑装置，用于支撑低温容器。该装置由连接端、固定端、连接杆构成；连接端包含具有垂向中心穿孔的连接块，连接块的一侧与容器的外壁固连，且其上、下端面分别延伸出具有球冠凹和球冠凸的构件；球冠凹内装入下端与之相配构成第一球铰副的旋转螺母，球冠凸安放在上端面与之相配构成第二球铰副的旋转件上，旋转件具有垂向中心穿孔，且安置在与连接杆上端连接的内螺纹端件上；旋转螺母与双头螺柱的上端旋合，双头螺柱穿过上固定件、连接块、下固定件，且其下端与内螺纹端件旋合。本实用新型具有足以支撑容器的强度和稳定性，而且具有旋转变位的特性，因此可以避免容器热胀冷缩时因支撑约束而产生温差应力。
文档编号F17C13/08GK203099329SQ201320023480
公开日2013年7月31日 申请日期2013年1月16日 优先权日2013年1月16日
发明者刘灿荣, 王芳, 张景柳, 时连杰, 衡彪 申请人:航天晨光股份有限公司