[發(fā)明專(zhuān)利]用于壓力波發(fā)生器的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980119008.7
• 申請(qǐng)日: 2009-04-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102066756A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·J·考利
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 工業(yè)研究有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F04B43/02
• 分類(lèi)號(hào): F04B43/02;F04B35/01;F25B9/14
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 董敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于壓力波發(fā)生器的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。特別地，雖然不是唯一地，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用于驅(qū)動(dòng)用于低溫制冷系統(tǒng)的膜片壓力波發(fā)生器。

發(fā)明背景

許多低溫制冷機(jī)，諸如斯特林制冷機(jī)和脈沖管，由往復(fù)運(yùn)動(dòng)壓力波驅(qū)動(dòng)。通常，壓力波由被線(xiàn)性馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的間隙活塞產(chǎn)生，雖然這些是高成本的技術(shù)。最近，已經(jīng)提出基于膜片的壓力波發(fā)生器。這些膜片壓力波發(fā)生器使用低成本的膜片，該膜片以往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式被操縱而以高效且節(jié)省成本的方式產(chǎn)生壓力波。用于低溫制冷系統(tǒng)的膜片壓力波發(fā)生器的顯著益處是膜片將低溫冷卻器所需的清潔氣體環(huán)境與使膜片往復(fù)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分離。這允許用于壓力波發(fā)生器的成本更低的驅(qū)動(dòng)部件，諸如標(biāo)準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)和曲柄機(jī)構(gòu)。

例如，國(guó)際PCT專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)WO?2006/112741提出一種膜片壓力波發(fā)生器，該膜片壓力波發(fā)生器在一種形式中包括一對(duì)相對(duì)的膜片，這對(duì)相對(duì)的膜片通過(guò)往復(fù)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)活塞而往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生壓力波。

在已經(jīng)參考專(zhuān)利申請(qǐng)，其它外部文獻(xiàn)或其它信息源的本說(shuō)明書(shū)中，這通常是為討論本發(fā)明的特征提供背景。除非另外明確申明，對(duì)這種外部文獻(xiàn)的參考不被解釋為承認(rèn)這種文獻(xiàn)或這種信息源在任何管轄下是現(xiàn)有技術(shù)或形成該技術(shù)領(lǐng)域中的公共常識(shí)的一部分。

本發(fā)明的目的是提供一種用于膜片壓力波發(fā)生器的改進(jìn)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，或至少為公眾提供有用的選擇。

發(fā)明內(nèi)容

在第一方面，本發(fā)明概括地在于一種用于驅(qū)動(dòng)膜片壓力波發(fā)生器的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該壓力波發(fā)生器包括相對(duì)的第一膜片和第二膜片，該第一膜片和第二膜片各聯(lián)接在可往復(fù)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)活塞的相對(duì)端部或聯(lián)接成朝向該相對(duì)端部，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括：可操作的致動(dòng)器，該可操作的致動(dòng)器產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)輸出；主活塞，該主活塞在具有兩個(gè)端部的雙作用平衡主液壓缸中以往復(fù)運(yùn)動(dòng)被致動(dòng)器的輸出驅(qū)動(dòng)；和可在各自的從液壓缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的相對(duì)的從活塞，每個(gè)從活塞布置成作用在驅(qū)動(dòng)活塞的各自的端部上并且每個(gè)從液壓缸可操作地連接到主液壓缸的相應(yīng)端部，以便液壓流體連通，使得主活塞通過(guò)在主液壓缸和從液壓缸之間運(yùn)動(dòng)的液壓流體驅(qū)動(dòng)從活塞，從活塞具有比主活塞大的橫截面面積，從而以低的力和長(zhǎng)的行程的主活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)引起以較高的力和較短的行程的從活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而使驅(qū)動(dòng)活塞和相對(duì)的膜片往復(fù)運(yùn)動(dòng)以產(chǎn)生壓力波。

在一種形式中，主液壓缸和從液壓缸可以通過(guò)液壓管路間接可操作地連接，該液壓管路響應(yīng)于主活塞的運(yùn)動(dòng)在液壓缸之間輸送液壓流體。優(yōu)選地，主液壓缸在主活塞的任一側(cè)上包括第一室和第二室，每個(gè)室形成在主液壓缸的端部或形成為朝向該端部，其中，液壓管路在主液壓缸的第一室和第二室和各自的從液壓缸之間輸送液壓流體。

優(yōu)選地，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還包括從主活塞的一側(cè)延伸通過(guò)主液壓缸的第一室的活塞桿和從主活塞的相對(duì)側(cè)延伸通過(guò)主液壓缸的第二室的平衡桿。更優(yōu)選地，活塞桿可以聯(lián)接到致動(dòng)器的輸出，以便使主活塞在其主液壓缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選地，致動(dòng)器包括具有曲柄的可旋轉(zhuǎn)的曲柄軸，連桿聯(lián)接到該曲柄上，使得通過(guò)馬達(dá)的曲柄軸的旋轉(zhuǎn)引起連桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，該連桿可操作地聯(lián)接到主活塞的活塞桿，以驅(qū)動(dòng)主活塞在其主液壓缸內(nèi)來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

在另一形式中，主液壓缸和從液壓缸可以直接彼此聯(lián)接，使得它們共享相同的液壓缸腔。優(yōu)選地，主液壓缸的每個(gè)端部直接延伸到各自的從液壓缸內(nèi)。更優(yōu)選地，主液壓缸和從液壓缸一體地形成為一個(gè)部件，但可替換地，主液壓缸和從液壓缸是固定在一起的分離的部件。

優(yōu)選地，致動(dòng)器可包括位于主活塞的相對(duì)側(cè)上的一對(duì)反向旋轉(zhuǎn)的曲柄軸，該曲柄軸通過(guò)一對(duì)齒輪彼此連接以致實(shí)現(xiàn)同步反向旋轉(zhuǎn)，每個(gè)曲柄軸具有連桿聯(lián)接到其上的曲柄，該連桿可操作地聯(lián)接到聯(lián)桿的各自端部，該聯(lián)桿聯(lián)接到主活塞，其中通過(guò)馬達(dá)的曲柄軸的旋轉(zhuǎn)引起聯(lián)桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而使主活塞在其主液壓缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選地，驅(qū)動(dòng)活塞沿延伸穿過(guò)其縱向中心的驅(qū)動(dòng)活塞軸線(xiàn)來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)。更優(yōu)選地，從活塞布置成沿大體上與驅(qū)動(dòng)活塞的驅(qū)動(dòng)活塞軸線(xiàn)共軸的從活塞軸線(xiàn)來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在一種形式中，主活塞布置成沿大體上垂直于從活塞軸線(xiàn)延伸的主活塞軸線(xiàn)來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在另一形式中，主活塞布置成沿大體上與從活塞軸線(xiàn)平行或?qū)?zhǔn)的主活塞軸線(xiàn)來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選地，驅(qū)動(dòng)活塞可包括具有相對(duì)的圓形頂部端板和底部端板的本體，第一膜片和第二膜片為具有內(nèi)邊緣和外邊緣的環(huán)形，第一膜片和第二膜片的內(nèi)邊緣固定到驅(qū)動(dòng)活塞的頂部端板和底部端板的各自的外周邊緣，并且膜片的外邊緣固定在壓力波發(fā)生器的外殼內(nèi)。