用于將內(nèi)部容器熱絕緣地安裝在外部容器中的懸掛系統(tǒng)和容器布置的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于將內(nèi)部容器熱絕緣地安裝在外部容器中的懸掛系統(tǒng)。
[0002]而且，本發(fā)明涉及外部容器和內(nèi)部容器的布置，其中內(nèi)部容器安裝成在外部容器中熱絕緣。
【背景技術(shù)】
[0003]從文獻(xiàn)EP O 014 250 Al，已知用于低溫貯罐的懸掛系統(tǒng)，利用懸掛系統(tǒng)，低溫貯罐在外部容器中以熱絕緣方式懸掛。懸掛系統(tǒng)包括若干系固條帶，每個系固條帶由不同纖維材料的若干串聯(lián)單元件組成，其中最靠近貯罐的每個系固條帶的單個元件由具有相比而言最低熱膨脹系數(shù)的纖維材料制成。系固條帶能僅吸收拉力，但不吸收壓縮力。因此，需要將系固條帶分組到兩個固定支承，兩個固定支承接合低溫貯罐的相對端部區(qū)域，兩個固定支承的拉力在相反方向上起作用。只有所有系固元件總和才得到固定支承。這首先需要系固元件(系固元件補償相應(yīng)容器的熱長度變化)和系固條帶盡可能遠(yuǎn)的幾何布置，因為這種熱拉伸使裝置原本將承擔(dān)高達(dá)可容許的負(fù)荷極限。
[0004]從DE 196 25 492 Cl，已知填充了液體氦的超環(huán)面低溫貯罐，超環(huán)面低溫貯罐經(jīng)由懸掛系統(tǒng)同軸懸掛于科研衛(wèi)星上承載的圓柱形外部容器中。懸掛系統(tǒng)包括上矩形框架和下矩形框架，每個框架包括以構(gòu)架形式的拉伸和壓力桿以及在預(yù)應(yīng)力下在外部容器與矩形框架的相應(yīng)角點之間傾斜伸展的系桿。因此，低溫貯罐僅經(jīng)由系桿連接到外部容器。系桿僅能吸收拉力，但不吸收壓縮力。
[0005]從文獻(xiàn)US 3，115，983，已知一種用于多壁低溫球形液體儲存貯罐的懸掛系統(tǒng)。外部容器擱置在從基部向上豎直延伸的立柱上。外部容器由多個環(huán)形拉伸構(gòu)件15連接到內(nèi)部容器。拉伸構(gòu)件繞外部容器的內(nèi)徑分布并且在外部容器與內(nèi)部容器之間的空間中延伸。一方面，拉伸構(gòu)件以其兩個端部固定以支承基座構(gòu)件14，基座構(gòu)件14成對地安置到外部容器內(nèi)側(cè)，并且另一方面捆扎附接到內(nèi)部容器的外壁的墊板17的彎曲側(cè)邊緣。因為捆扎，墊板由于重力支承于拉伸構(gòu)件中。為了防止拉伸構(gòu)件從墊板17的彎曲側(cè)邊緣滑下，設(shè)置固持凸耳18，然而，固持凸耳18并不夾持拉伸構(gòu)件。由于僅重力作用于內(nèi)部容器上，所以拉伸構(gòu)件僅在拉伸時受到應(yīng)力，并且因此可以構(gòu)造為繩、線纜或鏈條。還提到拉伸構(gòu)件可以被設(shè)計成近似形狀的剛性桿，但在此實施例中，拉伸構(gòu)件將不吸收任何壓縮力，因為在力向上作用于內(nèi)部容器上的情況下，墊板將從拉伸構(gòu)件提起。在力在側(cè)向作用于內(nèi)部容器上的情況下，桿形拉伸構(gòu)件將沿著墊板的半圓形邊緣滑動離位。如在本文獻(xiàn)中所提到的那樣，這種移動是補償熱拉伸所需要的。從機械觀點而言，將內(nèi)部容器安裝到外部容器上因此構(gòu)成浮動支承。
[0006]如通常已知的那樣，在力學(xué)中，在浮動支承與固定支承之間有差別。固定支承在所有方向上傳遞在空間中作用的力。利用浮動支承，在空間中，在三個方向中的一個或兩個方向上不存在連接，并且因此不能在所述方向上進行力傳遞。因此，浮動支承允許安裝的主體在至少一個空間方向上移動。
[0007]文獻(xiàn)DE 103 45 958 Al公開了一種用于低溫液體的貯罐，低溫液體貯罐計劃安裝于機動車輛中并且包括外部容器和以拉伸或壓縮支柱懸掛于外部容器中的內(nèi)部容器?？臻g上布置的拉伸或壓縮支柱補償由于熱膨脹差異造成的內(nèi)部容器的位移。為了最佳地滿足在機動車輛中的相反要求，止動件和支撐表面額外地設(shè)置于外部容器與內(nèi)部容器之間，這可能導(dǎo)致在靜止的車輛中有距離和在移動的車輛中有接觸。在外部容器內(nèi)部中的止動件與在內(nèi)部容器處的支撐表面合作并且可由促動器移位。在靜止車輛中，止動件并不抵靠到支撐表面上。內(nèi)部容器然后僅通過拉伸或壓縮支柱連接到外部容器，這認(rèn)為是足夠的，因為如果機動車輛停車，通常并不發(fā)生晃動。因此，拉伸或壓縮支柱可以被設(shè)計成重量很輕并且具有很小的截面使得它們將僅形成最小熱橋。對于車輛操作，止動件切換成與支撐表面接觸。內(nèi)部容器現(xiàn)在沒有游隙并且牢固地連接到外部容器，內(nèi)部容器因此固定于外部容器中，并且卸載拉伸或壓縮支柱。因此，僅當(dāng)止動件切換到與支撐表面接觸的情況下形成內(nèi)部容器在外部容器的固定支承。支柱吸收拉力或壓縮力并且由于它們較小的截面，不適合于在車輛操作期間支撐內(nèi)部貯罐。
[0008]文獻(xiàn)DD 281 319 A7公開了一種用于低溫介質(zhì)的雙壁容器的支承，并且同樣可以用于靜止貯罐和用于在公路和軌道上運輸?shù)倪\輸容器。支承包括至少三個環(huán)或環(huán)區(qū)段，環(huán)或環(huán)區(qū)段的端部以曲折的形狀互連。取決于選擇曲折的不對稱或?qū)ΨQ結(jié)構(gòu)，環(huán)或其外環(huán)附接到外部容器，并且環(huán)或其中心環(huán)松動地連接到內(nèi)部容器。所述支承允許較大徑向力傳遞，但并不吸收任何明顯的軸向力。因此，這是具有軸向運動自由度的浮動支承從而補償內(nèi)部容器的熱長度變化。這種類型的兩個浮動支承在徑向方向上保持內(nèi)部容器與它們在一起。為了軸向安全防護，兩個浮動支承之一必須在軸向通過額外措施支承，為此，推薦包括錐形物。僅由徑向安裝與軸向支承的組合來得到固定支承。
[0009]文獻(xiàn)DD 281 318 A7公開了一種用于低溫介質(zhì)的雙壁容器的支承，并且同樣可以用于靜止貯罐和用于在公路和軌道上運輸?shù)倪\輸容器。支承被構(gòu)造為曲折形中空輪廓，在其縱向軸線上支撐中央凸緣，中央凸緣連接到內(nèi)部容器，而相比而言，中空輪廓的外端緊固到外部容器。單個支承元件(包括帶中央凸緣的曲折形中空輪廓)構(gòu)成浮動支承。因為其并不固定地連接到內(nèi)部容器以避免熱拉伸，嚴(yán)格說來，其構(gòu)成浮動支承，僅在壓縮時浮動支承受到應(yīng)力。在技術(shù)意義上，僅由在空間方向上彼此偏移的若干支承來實現(xiàn)固定支承。支承布置在內(nèi)部容器與外部容器之間的環(huán)形安裝空間中，這個環(huán)形安裝空間被稱作環(huán)形間隙。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]仍然需要一種用于將內(nèi)部容器熱絕緣地安裝在外部容器中的高度穩(wěn)定和剛性的懸掛系統(tǒng)。即使高動態(tài)力作用于外部容器和內(nèi)部容器以及懸掛系統(tǒng)上，如在車輛應(yīng)用或沖擊情況下可能發(fā)生的情形，必須維持懸掛系統(tǒng)的穩(wěn)定性和剛性并且力必須以分布方式引入到容器內(nèi)，而沒有高局部力峰值。特別地，本發(fā)明的目的在于發(fā)展一種懸掛系統(tǒng)，利用這種懸掛系統(tǒng)，能以絕熱方式將內(nèi)部容器安裝到外部容器中，這種懸掛系統(tǒng)是高度剛性的并且承載能力較強，在容器處沒有或具有相對很少的具體加固措施。本發(fā)明的目的也在于提供一種懸掛系統(tǒng)和設(shè)有這種懸掛系統(tǒng)的容器布置，它們生產(chǎn)起來較為廉價并且易于組裝。
[0011]通過提供一種用于將內(nèi)部容器熱絕緣地安裝成在外部容器的懸掛系統(tǒng)，本發(fā)明解決了這個問題，在這種懸掛系統(tǒng)中，單個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內(nèi)部容器并且能在拉伸和壓縮時受到應(yīng)力，固定支承系固元件接合內(nèi)部容器，同時被布置成分布于內(nèi)部容器與外部容器之間限定的環(huán)形安裝空間中，優(yōu)選地分布于內(nèi)部容器的圓周的區(qū)域中并且固定支承系固元件接合外部容器，同時分布于環(huán)形安裝空間中，優(yōu)選地分布于外部的容器的所述圓周的區(qū)域中。固定支承系固元件相對于內(nèi)部容器的縱向軸線是傾斜的。特別地，固定支承系固元件并不垂直于內(nèi)部容器的縱向軸線。固定支承系固元件被設(shè)計為框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)架元件或者板或框架結(jié)構(gòu)的板。由纖維加強材料制成的構(gòu)架結(jié)構(gòu)可以相對容易地制造并且能易于合并到容器布置中?？蛇x地，如在下文中進一步描述，固定支承系固元件可以被設(shè)計為框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)架元件或者板或框架結(jié)構(gòu)的板。
[0012]優(yōu)選地通過抽空在內(nèi)部容器與外部容器之間的空間來實現(xiàn)在內(nèi)部容器與外部容器之間的熱絕緣。
[0013]通過根據(jù)本發(fā)明的懸掛系統(tǒng)，力被引入到容器具有高剛性的區(qū)域。在內(nèi)部容器的固定支承系固元件的接觸點在徑向位于比內(nèi)部容器的縱向軸線更靠近內(nèi)部容器的圓周處。在外部容器的固定支承系固元件的接觸點定位成在徑向比外部容器的縱向軸線更靠近外部容器的圓周。優(yōu)選地，在外部容器的固定支承系固元件的所述接觸點位于外部容器的周圍壁上。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，通過將固定支承系固元件以彼此空間偏移的主要方向軸線安裝到環(huán)形安裝空間中來實現(xiàn)固定支承的功能。固定支承系固元件牢固地連接，即，使得它們可以在拉伸和壓縮時分別在內(nèi)部容器和外部容器以及浮動支承環(huán)處受到應(yīng)力。由于個別固定支承系固元件的力傳遞的組合效果實現(xiàn)固定支承功能。如同上文所描述的浮動支承，浮動支承系固元件牢固地連接，使得它們能在拉伸和壓縮時在內(nèi)部容器或外部容器以及在浮動支承環(huán)處受到應(yīng)力。
[0015]術(shù)語“徑向”本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解為“在半徑方向上伸展”或者，在無半徑的幾何形狀的情況下，“在徑向源自中心或者朝向中心”。在具有軸線的幾何主體的截面圖中，在截面圖中描繪為點并且通常源自投影平面的軸線可以被認(rèn)為是中心。在這個文獻(xiàn)中，術(shù)語“徑向”以“沿著容器的主要尺寸相對于縱向軸線在法向平面上”的意義來理解并且出于說明目的，如也在附圖中的若干圖中所描繪。
[0016]術(shù)語“軸向”，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解為“在軸線上”或“沿著軸線”。術(shù)語“縱向軸線”被理解為表示沿著主體的主要尺寸(=最大延伸部)的軸線。
[0017]固定支承系固元件是剛性構(gòu)架元件或板。優(yōu)選地，固定支承系固元件基本上由纖維加強材料形成，纖維加強材料優(yōu)選地包括芳綸纖維、碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維或其組合，特別優(yōu)選地包括部分地與玻璃纖維混合的芳綸纖維，因為那些材料具有所需剛度。
[0018]術(shù)語“單個固定支承”應(yīng)被理解為表示固定支承利用其系固元件僅與內(nèi)部容器的一部分接合，所述部分以環(huán)形圍繞內(nèi)部容器的周圍壁、橫向于內(nèi)部容器的縱向軸線伸展或者在內(nèi)部容器的前壁離內(nèi)部容器的縱向軸線一定距離。并未設(shè)置另外的固定支承，而是內(nèi)部容器以自由懸臂方式僅由這一個固定支承來支承，或者額外地設(shè)置浮動支承，浮動支承在離固定支承一定距離處接合內(nèi)部容器。
[0019]本發(fā)明還包括一種內(nèi)部容器與外部容器的布置，內(nèi)部容器安裝成在外部容器中熱絕緣，其中內(nèi)部容器由根據(jù)本發(fā)明的懸掛系統(tǒng)連接到外部容器。為了保持容器布置盡可能小，外部容器和內(nèi)部容