[发明专利]一种适应低温容器变形的弹簧补偿连接装置

说明书

一种适应低温容器变形的弹簧补偿连接装置，涉及移动运输低温容积及固定式低温容器的固定连接领域；包括低温容器、外层壳体和多组弹簧补偿连接装置；其中弹簧补偿连接装置包括上盖、压紧装置和底板，本发明能够通过内部构件的尺寸变形，实现低温容器变形收缩后的连接装置变形补偿，从而解决低温容器连接的变形协调问题；弹性补偿连接装置为模块化组件结构，可根据连接截面内的支撑需求设置若干组，并通过弹簧参数设计，满足支撑刚度及减振要求；同时弹性补偿连接装置在安装时处于松弛状态，实现了低温容器与外层壳体狭小间距情况下无预压缩装配，工装支持需求低；安装后通过调节螺栓实现压缩量调整，易于操作。

技术领域

本发明涉及一种移动运输低温容积及固定式低温容器的固定连接领域，特别是一种适应低温容器变形的弹簧补偿连接装置。

背景技术

在低温容器的连接技术方面，国内外通常采用铰接拉杆的方案，依靠铰接点的转动及拉杆弹性变形，实现对容器轴向和径向收缩变形的补偿。铰接拉杆一般分为受压管/柱型支撑结构，及张力型拉杆结构；国内外航天运输领域，低温火箭一般捆绑与芯级之间采用拉杆结构，芯级自身低温贮箱通过结构壳段承受变形产生的应力；部分火箭及低温上面级、在轨飞行器一般采用拉杆的悬挂式结构。在交通运输等涉及低温技术时，也普遍采用拉杆等形式实现连接。

《固定式真空绝热低温容器的支撑结构》一文中具体介绍吊索、吊带、支柱、拉杆等固定式低温容器的常用连接装置形式《特种低温容器径向支撑结构热力耦合模拟分析》一文中低温容器支承结构由环氧玻璃钢管与不锈钢管组成。《空间低温容器支撑结构设计及特性分析》文中空间低温容器为外壳与内胆组成的双层壳体，两层壳体之间采用固定杆和支撑环组合构成的碟形支架结构，承力构件依然为支撑杆系。本方案采用高强钢制弹簧作为径向承力及减振构件。《低温贮箱连接支撑结构优化设计》文中优化设计对象为运载火箭低温贮箱间的常规杆系连接装置，不存在狭小间隙内变形协调约束。

专利《一种可旋转杆式支撑装置》将低温容器的常规拉杆端头改进为球头螺母形式，利用球头螺母转动实现容器变形补偿，《Support arrangement for a space basedcryogenic vessel》提出的低温容器连接方案，采用贯穿容器的吊索作为连接装置，并在内外层结构之间设置管状结构和环形缓冲装置，用于变形协调。《Cryogenic tank supportsystem》提出的低温容器与外层壳体之间设置一个筒段，筒段内外分别设置支撑环，用于支撑内部低温容器及外部壳体，支撑环屈服应力较低，发挥变形协调及减振作用。专利《Support system for vacuum insulated cylindrical cryogenic vessels》提供低温容器侧壁采用折叠的弹簧片作为支撑和减振结构，且弹簧片为整体环状结构，整个容器共2个此类支撑截面。

传统连接及上述连接方案，普遍通过连杆实现低温容器连接，对内外层壳体的间距要求大，造成内部容器体积受限。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种适应低温容器变形的弹簧补偿连接装置，解决低温容器在加注后受低温影响尺寸收缩情况下，与外层壳体或支撑结构的间存在的相对变形问题，并解决了低温容器的连接刚度与减振问题，内外层结构小间隙情况下的常温装配问题。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种适应低温容器变形的弹簧补偿连接装置，弹簧补偿连接装置包括上盖、压紧装置和底板；上盖侧面为内凹空腔结构，压紧装置内嵌在上盖的内凹空腔处，底板固定安装在上盖的下表面；上盖和底板将压紧装置密封在上盖的内部；压紧装置的一端与外部外层壳体固定连接，另一端与外部低温容器固定连接。