[發明專利]一種氣動斯特林膨脹機

在審

• 申請號: 202011245945.1
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112325499A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 朱海峰;周偉楠;蔣珍華;湯逸豪;陳雷;吳亦農;王仕越
• 申請（專利權）人: 南通智能感知研究院;中國科學院上海技術物理研究所啟東光電遙感中心
• 主分類號: F25B9/14
• 分類號: F25B9/14;F28D20/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種氣動斯特林膨脹機，包括冷指、基座、氣動腔端蓋、蓄冷器組件和錐形彈簧，所述基座套設在冷指的一端，所述氣動腔端蓋蓋設在基座上，所述氣動腔端蓋位于遠離冷指的一端，所述蓄冷器組件貫穿冷指和基座的中心通孔，所述蓄冷器組件固定在基座內，所述錐形彈簧設置在蓄冷器組件的前端，所述錐形彈簧連接在基座的前端，所述氣動腔端蓋蓋設在基座上，所述錐形彈簧和蓄冷器組件的前端均蓋在氣動腔端蓋內，所述錐形彈簧通過一彈簧座與基座連接，所述彈簧座與基座一體成型。本發明的優點在于：通過使用錐形彈簧，可以在運行過程中減少彈簧軸向運動引起的自顫，提高斯特林膨脹機整機穩定性，同時減少彈簧軸向長度，減少整機體積及重量。

技術領域

本發明涉及膨脹機領域，尤其涉及一種氣動斯特林膨脹機。

背景技術

脹機是利用壓縮氣體膨脹降壓時向外輸出機械功使氣體溫度降低的原理以獲得冷量的機械。現有技術中典型的有氣動斯特林膨脹機，膨脹機在工作過程中需要用到往復件提供往復力。現有技術中通常采用典型的柱彈簧具有沿軸向均勻布置的螺旋形路徑，其兩端部連接至沿著中央軸線往復運動的主體，起著支撐主體運動的作用；也有采用板彈簧的，板彈簧具有環繞的周緣框架以及向內延伸懸臂，其主要依靠懸臂實現主體往復運動。但是，柱彈簧雖然結構簡單，易于制造，但是其在軸向運行過程中存在自顫現象，且由于所需剛度要求，需額外增加部件的長度和重量，并且顯著增加機器的長度，這種增加的尺寸和重量的增加使得斯特林制冷機更大更重，從而減小其功率重量和功率體積比；板彈簧憑借其結構形式具有長壽命的特點，但是其結構復雜，加工成本較高，且徑向尺寸較大，同樣存在體積及質量較大的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是如何減少膨脹機軸向運動引起的自顫及如何減少氣動腔體積和整機重量，針對上述要解決的技術問題，現提出一種氣動斯特林膨脹機。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種氣動斯特林膨脹機，包括冷指、基座、氣動腔端蓋、蓄冷器組件和錐形彈簧，所述基座套設在冷指的一端，所述氣動腔端蓋蓋設在基座上，所述氣動腔端蓋位于遠離冷指的一端，所述蓄冷器組件貫穿冷指和基座的中心通孔，所述蓄冷器組件固定在基座內，所述錐形彈簧設置在蓄冷器組件的前端，所述錐形彈簧連接在基座的前端，所述氣動腔端蓋蓋設在基座上，所述錐形彈簧和蓄冷器組件的前端均蓋在氣動腔端蓋內，所述錐形彈簧通過一彈簧座與基座連接，所述彈簧座與基座一體成型。

進一步的，所述彈簧座上設置有定位槽，所述定位槽為切割形成的螺旋槽。

進一步的，所述冷指包括冷頭和氣缸，所述冷頭位于氣缸的一端，所述冷頭一端留有定位面，所述冷指遠離冷頭的另一端設有比冷頭一端留有的定位面長的安裝定位面。

進一步的，所述基座包括連管接口、基座定位段和彈簧座，所述連管接口用于連接壓縮機，所述基座一端的彈簧座與錐形彈簧連接，所述連管接口、基座定位段和彈簧座一體成型，所述連管接口位于基座定位段的上端，所述基座定位段為多個不同尺寸的環形套件結構。

進一步的，所述蓄冷器組件包括蓄冷器端蓋、蓄冷器殼、不銹鋼絲網、蓄冷器軸和襯套，所述蓄冷器軸一端與蓄冷器的殼體連接，所述蓄冷器軸的另一端與錐形彈簧連接。

進一步的，所述蓄冷器組件內的蓄冷器軸一端設有螺旋槽，所述蓄冷器殼與蓄冷器軸通過在螺旋槽內涂覆膠水進行粘接。

進一步的，所述蓄冷器軸上設有一45°斜通孔。

進一步的，所述蓄冷器軸中部粘接有耐磨襯套，所述蓄冷器軸末端設有錐形彈簧定位槽和螺紋，所述螺紋內部通過內外螺紋配合固定有固定螺母。

進一步的，所述蓄冷器端蓋上設有通孔，并在一側設置螺旋槽，用于于蓄冷器殼粘接。

進一步的，所述錐形彈簧為不規則螺旋彈簧，所述錐形彈簧由一段彈簧座固定端和規則螺旋端組成，所述彈簧座固定端的螺旋直徑與彈簧座的螺旋槽一致。