[發(fā)明專利]一種基于新型氣體壓縮裝置的微型節(jié)流制冷系統(tǒng)

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• 申請日: 2018-02-01
• 公開（公告）號: CN108344198A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳松;錢超平;羅罕頻;馬繼杰;鄭佳佳
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江師范大學(xué)
• 主分類號: F25B9/00
• 分類號: F25B9/00;F04B45/047
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明屬于微型泵以及制冷系統(tǒng)設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種基于新型氣體壓縮裝置的微型節(jié)流制冷系統(tǒng)。新型氣體壓縮裝置由上蓋、上泵體、下泵體、下蓋、密封圈、輪式閥、進(jìn)口閥和壓電振子組成；壓電振子通過螺栓與密封圈進(jìn)行壓接；壓電振子中心開有中心孔并粘接有輪式閥；上蓋、下蓋、上泵體、下泵體、輪式閥、密封圈、上、中、下壓電振子及其輪式閥構(gòu)成上蓋泵腔、上泵腔、下泵腔和下蓋泵腔，實現(xiàn)泵腔的多級壓縮；上蓋泵腔上方開有出口流道；進(jìn)口流道經(jīng)過進(jìn)口閥與下蓋泵腔連通，進(jìn)出口流道與冷卻部分相連組成微型節(jié)流制冷系統(tǒng)。特色與優(yōu)勢：提出的微型節(jié)流制冷系統(tǒng)集成化高、功耗低、無電磁干擾/沖擊/噪音，且易于微型化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微型泵以及制冷系統(tǒng)設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種基于新型氣體壓縮裝置的微型節(jié)流制冷系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，隨著制造與加工技術(shù)的進(jìn)步，特別是微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)的迅速發(fā)展，微型泵憑借其精確控制、便攜性、低功耗和小尺寸集成等優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)、生物學(xué)和微流體領(lǐng)域。而隨著液體微型泵技術(shù)的逐漸成熟，開發(fā)微型氣體泵和微型氣體壓縮裝置成為一個新的熱點。

在電子技術(shù)、紅外探測技術(shù)、高溫超導(dǎo)技術(shù)和低溫材料科學(xué)的研究中，很多元器件都需要在一定的低溫環(huán)境下正常工作，這樣才能減低熱干擾，增加信噪比，提高靈敏度。通常這些元件所需要的制冷量很小(數(shù)瓦到數(shù)毫瓦)，在這種情況下，基于微型氣體壓縮機(jī)驅(qū)動的微型節(jié)流制冷器作為一種結(jié)構(gòu)緊湊且方便可靠的冷源，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)和試驗研究中。當(dāng)前制約微型節(jié)流制冷器的挑戰(zhàn)在于微型氣體壓縮機(jī)的微型化。容積式微型氣體泵具有結(jié)構(gòu)簡單且易于微型化的優(yōu)點，十分適合作為微型氣體壓縮機(jī)使用。現(xiàn)有容積式微型氣體壓縮機(jī)主要通過加壓氣體，以其膨脹過程的壓力實現(xiàn)單向閥開啟與閉合，常用于微型節(jié)流制冷系統(tǒng)中。但往往由于有閥微型泵的單向閥是通過氣體壓力變化作用后才能動作的被動閥，因此閥的開啟和關(guān)閉滯后于引起泵腔內(nèi)壓力變化的驅(qū)動部件變形，導(dǎo)致微型泵在一定程度下的響應(yīng)性差，影響其工作性能；而無閥微型泵因工作時無單向閥控制易產(chǎn)生較多的倒流現(xiàn)象，因此無閥微型泵的輸出壓力不會太高，不適于微型氣體壓縮機(jī)的使用。故現(xiàn)有微型氣體壓縮機(jī)并不能很好的適應(yīng)微型節(jié)流制冷系統(tǒng)。

因此開發(fā)一種微型壓縮機(jī)驅(qū)動微型混合工質(zhì)節(jié)流制冷器系統(tǒng)，滿足航空航天，生物工程等要求體積小、性能高、能耗低的尖端領(lǐng)域是目前所急需的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明一種基于新型氣體壓縮裝置的微型節(jié)流制冷系統(tǒng)由兩部分組成，分別為新型氣體壓縮裝置和冷卻部分。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明新型氣體壓縮裝置由上蓋、上泵體、下泵體、下蓋、密封圈、輪式閥、進(jìn)口閥和上、中、下壓電振子組成；壓電振子通過螺栓與密封圈進(jìn)行連接與密封；所述壓電振子由金屬基板和壓電陶瓷粘接而成；所述壓電振子中心開有中心孔，并粘接有輪式閥；上蓋、輪式閥、密封圈和上壓電振子共同構(gòu)成上蓋泵腔；上泵體、上、中壓電振子、輪式閥和密封圈共同構(gòu)成上泵腔；下泵體、中、下壓電振子、輪式閥和密封圈共同構(gòu)成下泵腔；下蓋、下壓電振子、輪式閥、密封圈和進(jìn)口閥共同構(gòu)成下蓋泵腔；所述上蓋泵腔上方開有出口流道；進(jìn)口流道經(jīng)過進(jìn)口閥與下蓋泵腔連通。

如圖3所示，輪式閥主要由閥片，夾持邊界和彎曲懸臂組成；輪式閥工作時，3個彎曲懸臂梁的開啟帶動閥片實現(xiàn)平動開啟。