[發明專利]一種配氣機構及含有該配氣機構的超低溫制冷機

在審

• 申請號: 202110514389.1
• 申請日: 2021-05-08
• 公開（公告）號: CN113124588A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 周志坡;何韓軍;李奧;朱良友;錢繼峰
• 申請（專利權）人: 中船重工鵬力（南京）超低溫技術有限公司
• 主分類號: F25B41/20
• 分類號: F25B41/20;F25B9/14;F25B9/06
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 李德濺

本發明公開了一種配氣機構及含有該配氣機構的超低溫制冷機，該配氣機構包括高壓氣體流入口（20）、配氣閥氣孔（21）、旋轉閥凹部（31）和低壓氣體流出口（32），所述旋轉閥凹部（31）的前段區域能夠與配氣閥氣孔（21）重疊，旋轉閥凹部（31）的前段區域的截面寬度自旋轉閥凹部（31）的前端向后端逐漸變大；所述低壓氣體流出口（32）的整個區域能夠與配氣閥氣孔（21）重疊，低壓氣體流出口（32）的前段區域的截面寬度自低壓氣體流出口（32）的前端向后端逐漸變大。超低溫制冷機具備上述配氣機構以及壓縮機和膨脹機。本發明的配氣機構能夠防止質量流的驟變，減小氣體工質通過旋轉閥的不可逆損失，提高制冷機效率。

技術領域

本發明屬于超低溫制冷機技術領域，具體地說是一種能夠改善通過旋轉閥的質量流以及膨脹機內部壓力波并提高制冷機效率的配氣機構及含有該配氣機構的超低溫制冷機。

背景技術

自20世紀60年代美國Gifford發明GM制冷機以來，經過多年的發展，現已在低溫電子器件導磁體、低溫醫學等領域得到了廣泛的應用。GM制冷機一般包括兩部分膨脹機及壓縮機。膨脹機通常通過驅動機構來驅動沿軸向往復移動的推移活塞及內置于推移活塞中的回熱器。推移活塞容納于引導其往復移動的氣缸中。通過推移活塞與氣缸的相對移動，可形成于氣缸與推移活塞之間的可變體積，用作工作氣體的膨脹空間。膨脹空間的工作氣體體積變化與壓力變化具有合適的相位差，膨脹機能夠產生冷量。

通常吉福特-麥克馬洪（GM）制冷機和GM型脈管制冷機以及索爾文制冷機的共同特點都是采用配氣閥門控制工質流體進出，交替地切換壓縮機向膨脹機的高壓工作氣體的進氣以及膨脹機向壓縮機的低壓工作氣體的回氣。

閥門的突然開啟與關閉，會導致膨脹機內部氣流劇烈波動，工質氣體在旋轉閥中存在著巨大的不可逆損失，增加了壓縮機輸入功耗，降低了超低溫制冷機效率。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的問題，提供一種能夠改善通過旋轉閥的質量流以及膨脹機內部壓力波并提高制冷機效率的配氣機構及含有該配氣機構的超低溫制冷機，含有該配氣機構的超低溫制冷機能夠減小超低溫制冷機的不可逆損失。

本發明的目的是通過以下技術方案解決的：

一種配氣機構，包括設有高壓氣體流入口和配氣閥氣孔的配氣閥和設有旋轉閥凹部和低壓氣體流出口的旋轉閥，其特征在于：所述旋轉閥凹部的前段區域能夠與配氣閥氣孔重疊，使得旋轉閥凹部與配氣閥氣孔流體連接，所述旋轉閥凹部的前段區域的截面寬度自旋轉閥凹部的前端向后端逐漸變大；所述低壓氣體流出口的整個區域能夠與配氣閥氣孔重疊，使得低壓氣體流出口與配氣閥氣孔流體連接，所述低壓氣體流出口的前段區域的截面寬度自低壓氣體流出口的前端向后端逐漸變大。

所述旋轉閥凹部的前段區域的輪廓線為曲線；所述低壓氣體流出口的前段區域的輪廓線為曲線。

所述旋轉閥凹部的前段區域的外緣輪廓線內切于配氣閥氣孔的外緣輪廓線的內緣。

所述低壓氣體流出口的中段輪廓線和后段輪廓線與配氣閥氣孔的相應輪廓線重合。

所述旋轉閥凹部的輪廓線包括后段的凹部半圓弧、中段的凹部第一直線和凹部第二直線、前段的凹部第一圓弧和凹部第二圓弧，凹部半圓弧、外側的凹部第二直線、外側的凹部第一圓弧、內側的凹部第二圓弧和內側的凹部第一直線依次首尾相連構成旋轉閥凹部的輪廓線。

所述低壓氣體流出口的輪廓線包括后段的流出口半圓弧、中段的流出口內圓弧線和流出口外圓弧線、前段的流出口第一圓弧線和流出口第二圓弧線，流出口半圓弧、外側的流出口外圓弧線、外側的流出口第一圓弧線、內側的流出口第二圓弧線和內側的流出口內圓弧線依次首尾相連構成低壓氣體流出口的輪廓線；所述的流出口內圓弧線和流出口外圓弧線具有相同的圓心角。

所述的配氣閥氣孔呈環狀橢圓槽，配氣閥氣孔的輪廓線由依次首尾相連的氣孔第一半圓弧、外側的氣孔外圓弧線、氣孔第二半圓弧、內側的氣孔內圓弧線構成。