[發明專利]一種對置式線性壓縮機端蓋及其設計方法

有效

• 申請號: 201810449932.2
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN108343594B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 王飛;閆浩;洪慶;尹傳林;高瑤;范仙紅
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十六研究所
• 主分類號: F04B39/12
• 分類號: F04B39/12;F04B39/00
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 奚華保

本發明涉及線性壓縮機技術領域，具體涉及一種對置式線性壓縮機端蓋及其設計方法。該對置式線性壓縮機端蓋為回轉體，包括自上向下依次設置的外表面與內表面以及連接在外表面與內表面之間的外徑圓。所述內表面包括從由內向外依次設置的中心弧面和連接面。所述中心弧面為圓弧面或橢圓弧面。本發明通過對對置式線性壓縮機端蓋的內表面進行設計，在不增加壓縮機體積與重量、滿足外形尺寸的前提下，使壓縮機端面振動顯著降低，有效消除了壓縮機端面振動帶來的不良影響，同時使焊縫受力更加均勻，且最大集中應力顯著降低。

技術領域

本發明涉及線性壓縮機技術領域，具體涉及一種對置式線性壓縮機端蓋及其設計方法。

背景技術

斯特林制冷機主要用于紅外芯片降溫，線性壓縮機是斯特林制冷機的重要組成部分。斯特林制冷機在工作時會產生振動，該振動會嚴重影響紅外芯片的正常工作，因此需要降低斯特林制冷機的振動，保證紅外芯片的正常工作。一般來說，對置式線性壓縮機是在活塞與氣缸之間形成吸入、排出運行氣體的壓縮空間，以使活塞在氣缸內部進行直線往復運動并壓縮工質氣體。對置式線性壓縮機的結構為兩個線性壓縮機對稱式布置，每個壓縮機內部的活塞運動都是線性往復運動，兩個線性壓縮機的活塞運動相位角理論上相差180°，采用對稱式結構可以有效降低壓縮機的振動。

目前，斯特林制冷機的線性壓縮機部分的端蓋內表面都為平面結構，經過實際應用驗證，平面結構方式的端蓋在壓縮機端蓋表面仍然存在較大振動，且振動分布不均勻。該振動是由于壓縮活塞往復運動對壓縮機內部背壓腔與端蓋之間的工質氣體周期性的壓縮膨脹，把振動力傳遞到端蓋上，從而引起端蓋周期性的振動，該振動特點為端蓋中心振動大，端蓋邊緣振動小。該振動無法通過壓縮機對稱布置消除，目前有些壓縮機通過增加端蓋厚度來減小振動，但增加厚度會增加壓縮機重量及體積，影響到實際應用。另一方面，壓縮機端蓋是焊接在壓縮機上，由于振動分布的不均勻性，也會造成端蓋受力的不均勻，從而影響焊縫的受力，對焊縫的可靠性有影響。

發明內容

本發明的目的在于提供一種對置式線性壓縮機端蓋及其設計方法，該端蓋及其設計方法能夠解決現有技術中存在的不足，在不增加壓縮機體積與重量的前提下，大大減小了壓縮機端面的振動受力情況，且有效避免了對焊縫可靠性的不良影響。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種對置式線性壓縮機端蓋，該端蓋為回轉體，包括自上向下依次設置的外表面與內表面以及連接在外表面與內表面之間的外徑圓；所述內表面包括從由內向外依次設置的中心弧面和連接面；所述中心弧面為圓弧面或橢圓弧面。

進一步的，所述外表面為平面或圓弧面。

進一步的，所述連接面為圓錐面、圓弧面或橢圓弧面中的任意一種。

進一步的，所述外徑圓的內周與內表面的外周之間設有端蓋與壓縮機的連接部；所述端蓋焊接或螺紋連接在壓縮機上。

本發明還涉及一種上述對置式線性壓縮機端蓋的設計方法，該方法包括以下步驟：

（1）確定中心弧面的中心點：中心弧面的中心點位于端蓋的內表面側，且該中心點位于端蓋的中心線上；若中心弧面為圓弧面，則該圓弧面的半徑大于等于外徑圓直徑的四分之一；若中心弧面為橢圓弧面，則該橢圓弧面的中心點到中心弧面弧頂的距離大于等于外徑圓直徑的四分之一。

（2）根據中心弧面的中心點確定中心弧面：中心弧面與中心弧面的中心點形成的角A大于等于外徑圓與中心弧面的中心點形成的角B的三分之一。

（3）先確定中心弧面與中心弧面的中心點形成的角A的大小，再根據外徑圓的直徑以及端蓋與壓縮機的連接方式，確定連接面的結構，將外表面、外徑圓、連接面和中心弧面連起來，使端蓋表面形成整體。