[發明專利]一種用于聲能制冷機的充氣均壓裝置

有效

• 申請號: 201810153743.0
• 申請日: 2018-02-22
• 公開（公告）號: CN108168136B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 方舟;陳曦
• 申請（專利權）人: 方舟
• 主分類號: F25B9/14
• 分類號: F25B9/14
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 陸惠中;王永偉

本發明提供一種用于聲能制冷機的充氣均壓裝置，包括外殼、氣缸、排出器、排出器桿、壓縮活塞、固定螺釘、熱端換熱器、回熱器以及冷端換熱器，氣缸開設有數個對稱的排氣通道，排出器和壓縮活塞設置在氣缸內并可沿氣缸的軸線方向往復運動，固定螺釘開設有通孔，排出器桿的第一端開設有進氣通道，進氣通道的末端在徑向開設有一徑向小孔，軸孔與排出器桿之間具有間隙密封體，間隙密封體在軸向的長度大于排出器和壓縮活塞的移動位移之間的差值；本發明具有充氣狀態和運行狀態，當處于充氣狀態時，徑向小孔與背壓腔相連通，當處于運行狀態時，徑向小孔與背壓腔不連通，其壓縮腔與排出器內腔不串氣，制冷性能好。

技術領域

本發明涉及一種充氣均壓裝置，具體說，是涉及一種用于聲能制冷機的充氣均壓裝置，屬于制冷機技術領域。

背景技術

隨著航天技術、紅外技術、原子能技術、超導技術、低溫物理、低溫電子學、低溫醫學等現代科學技術的發展，自由活塞式聲能制冷機因為其體積小、重量輕、無油潤滑、可靠性高等諸多優點，受到越來越多人的關注。

充氣壓力作為聲能制冷機的一個關鍵參數，直接影響著制冷機的性能。通常，聲能制冷機的充氣壓力約在2.5MPa～3.5MPa。聲能制冷劑的排出器兩端存在著較大的溫度梯度，冷端溫度最低可低至-200℃以下，熱端散熱溫度范圍為0～70℃，所以排出器多采用由上下兩部分通過螺紋旋合，從而使排出器內部中空的設計來減小軸向導熱損失。此種結構設計的缺點在于，當給聲能制冷機充氣時，無法判斷排出器內部空間的氣體壓力是否已達到充氣壓力。倘若排出器內部壓力沒有達到充氣壓力時就停止充氣，那么制冷機會在運行一段時間以后，排出器內壓力才與背壓腔的壓力平衡，導致充氣壓力減小，制冷性能降低。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種壓縮腔與排出器內腔不串氣且制冷性能好的用于聲能制冷機的充氣均壓裝置。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種用于聲能制冷機的充氣均壓裝置，包括外殼、氣缸、排出器、排出器桿、壓縮活塞、固定螺釘、熱端換熱器、回熱器以及冷端換熱器，氣缸位于外殼的內部，冷端換熱器、回熱器以及熱端換熱器分別依次地套氣缸的外壁并位于外殼內，氣缸在位于熱端換熱器處徑向地開設有數個對稱的排氣通道，排出器和壓縮活塞設置在氣缸內并可沿氣缸的軸線方向往復運動，排出器位于熱端換熱器的第一端通過固定螺釘與排出器桿的第一端連接，固定螺釘開設有通孔，排出器桿的第一端開設有進氣通道，進氣通道的末端在徑向開設有一徑向小孔，排出器具有排出器內腔，進氣通道通過通孔與排出器內腔相連通，壓縮活塞通過軸孔套在排出器桿上，軸孔與排出器桿之間具有間隙密封體，間隙密封體在軸向的長度大于排出器和壓縮活塞的移動位移之間的差值，壓縮活塞與外殼之間形成背壓腔，外殼在背壓腔區域開設有充氣口，充氣均壓裝置具有充氣狀態和運行狀態，當充氣均壓裝置處于充氣狀態時，徑向小孔與背壓腔相連通，當充氣均壓裝置處于運行狀態時，徑向小孔與背壓腔不連通。

更進一步的方案是，排出器具有上排出器和下排出器，上排出器的開口端與下排出器的開口端連接，下排出器的底部開設有階梯孔，階梯孔套在排出器桿的第一端。

更進一步的方案是，上排出器的開口端設置有軸肩部，軸肩部的外壁上具有外螺紋，下排出器的開口端具有內螺紋，內螺紋與外螺紋配合。

更進一步的方案是，徑向小孔的直徑為0.5至1.5毫米。

更進一步的方案是，通孔的直徑為0.5至2.0毫米。

更進一步的方案是，進氣通道的直徑為其頂端內螺紋公稱直徑的0.85倍。

更進一步的方案是，頂端內螺紋為M5。

更進一步的方案是，排出器和壓縮活塞的移動位移之間的最大差值為排出器和壓縮活塞的振幅之和的0.7至0.9倍，間隙密封體在軸向的長度大于最大差值。

更進一步的方案是，間隙密封體在軸向的長度大于最大差值0.5至2.5毫米。