[發明專利]一種脈管制冷機

有效

• 申請號: 201310018262.6
• 申請日: 2013-01-13
• 公開（公告）號: CN103925394B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 朱紹偉
• 申請（專利權）人: 朱紹偉
• 主分類號: F16K11/074
• 分類號: F16K11/074;F16K3/30;F25B9/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及制冷機，特別是一種脈管制冷機用旋轉閥。其包括電機(31)，彈簧(32)，閥殼(33)，第一固定子(34)，轉動子(35)，第二固定子(36)；其特征在于，轉動子(35)的兩端都有密封面，第一固定子(34)可軸向自由移動，這樣第一固定子(34)，轉動子(35)，第二固定子(36)能夠緊壓在一起形成兩個密封面。

技術領域

本發明涉及脈管制冷機，特別是一種脈管制冷機用旋轉閥。

背景技術

脈管制冷機是一種氣體制冷機，主要應用于77K以下的低溫領域，工質大多為氦氣。其原理是氣體在脈管里膨脹做功制冷。脈管是一個空管。由于脈管制冷機沒有低溫下的運動部件，振動很低，可靠性很高，因而受到廣泛的重視。在流行的GM型脈管制冷機中，有一個壓縮機供應高壓氣體，高壓氣體通過旋轉閥進入冷頭膨脹到低壓制冷，然后通過旋轉閥回到壓縮機被壓縮至高壓。冷頭沒有運動部件，因而可靠性很高。而旋轉閥是運動部件，必須無油潤滑，因而壽命有限。如何提高旋轉閥的壽命是脈管制冷機的一個重要課題。脈管制冷機有很多種類，多氣庫型的效率高，但要求的旋轉閥很復雜，壽命更難保證。專利JP2002228289為了解決多氣庫脈管制冷機的問題，提出了一種閥芯由兩對轉動子和固定子的旋轉閥，該閥有兩個密封面，可在兩個密封面安排切換閥。該閥雖然能夠安排多個切換閥，但結構復雜，有兩個固定子，兩個轉動子。固定子或轉動子的一個是自潤滑材料，如聚四氟乙烯系的材料。因為脈管制冷機的閥不可有油潤滑。對于在無油潤滑閥，部件多不僅增加不可靠性，而且增加造價。因而，多氣庫型的脈管制冷機效率高，但無法大量投入應用。

發明內容

本發明的解決方案是：用一個兩端都有密封面的轉動子，兩個固定子組成閥芯，其中一個固定子可在軸向自由移動，但不可周向運動，這樣，三個部件可緊靠在一起，形成兩個密封面，同樣可安排多個切換閥。轉動子在兩個固定子之間轉動，通過各自上的氣道和糟實現切換閥的目的，同時部件減少，造價降低。由于旋轉閥的壽命與面壓有關，面壓越大，壽命越短，為了提高壽命，在可軸向自由移動的固定子的在其與密封面所在端的另一端上設計一個高壓面和一個低壓面。高壓面所在的地方氣壓高，低壓面所在的地方氣壓低，通過設計高壓面，低壓面的面積來調節密封面的面壓。由于兩個密封面的壓力不同，可將兩個密封面的面積設計成不一樣的。這樣兩個密封面的面壓可基本相等。達到同樣的壽命。

本發明的有益效果是：該發明充分利用了轉動子有兩個端面的自然特點設計了兩個密封面，從而使用少量部件，提高了可靠性，降低了造價。同時可軸向移動的固定子在其與密封面所在端的另一端有一部分面積暴露于高壓腔，一部分暴露于低壓腔，從而使軸向力可控，從而達到長壽命。因轉動子和固定子可軸向移動，當兩者之間的密封面有磨損時，不會產生間隙，兩者仍能保持良好接觸，密封性能穩定。

附圖說明

圖1是旋轉閥實施例1用于一個雙級脈管制冷機的系統圖。

圖2是旋轉閥實施例1的結構圖。

圖3是旋轉閥實施例1的密封面上的構成閥的氣道和槽的位置關系圖。

圖4是旋轉閥實施例2的密封面上的構成閥的氣道和槽的位置關系圖。

圖5是旋轉閥的實施例3的結構圖。

圖6是旋轉閥的實施例3應用于單級脈管制冷機的系統圖。

圖7是旋轉閥的實施例4的結構圖。

附圖中，各標號所代表的部件列表如下：