[發(fā)明專利]自由活塞斯特林熱機(jī)氣浮活塞結(jié)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110578940.9
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN114370352A
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳燕燕;羅靖;羅二倉;胡劍英;余國瑤;張麗敏;吳張華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所
• 主分類號: F02G1/043
• 分類號: F02G1/043;F02G1/053
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 譚云

本發(fā)明提供一種自由活塞斯特林熱機(jī)氣浮活塞結(jié)構(gòu)，包括氣缸本體、動力活塞以及調(diào)節(jié)組件，氣缸本體內(nèi)設(shè)有安裝腔；動力活塞沿安裝腔的軸線方向上依次設(shè)有第一滑動塊、與第一滑動塊相連接的中間桿體以及與中間桿體相連接的第二滑動塊，中間桿體用于將第一滑動塊與第二滑動塊之間的空間分為第一調(diào)節(jié)空間和第二調(diào)節(jié)空間；調(diào)節(jié)組件用于調(diào)節(jié)第一調(diào)節(jié)空間和第二調(diào)節(jié)空間的氣壓，以使得動力活塞始終沿安裝腔的軸線方向往復(fù)移動。通過上述方式，本發(fā)明通過氣浮對動力活塞進(jìn)行支撐，提高動力活塞的運動穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及斯特林熱機(jī)活塞結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自由活塞斯特林熱機(jī)氣浮活塞結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

在自由活塞斯特林熱機(jī)中，動子活塞通過間隙密封隔絕不同腔體的壓力波動，但由于波動壓力差的兩側(cè)不對稱，會通過間隙產(chǎn)生時均質(zhì)量流的遷移，從而導(dǎo)致兩側(cè)腔體平均壓力不平衡，活塞中心位置發(fā)生漂移。隨著自由活塞斯特林熱機(jī)逐漸向大功率發(fā)展，動子活塞需要成比例放大，間隙尺度與面積的相應(yīng)增大使得時均質(zhì)量流隨之增大，導(dǎo)致活塞漂移也越嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供一種自由活塞斯特林熱機(jī)氣浮活塞結(jié)構(gòu)，用以在滿足氣浮穩(wěn)定支撐的同時解決現(xiàn)有技術(shù)中活塞飄移嚴(yán)重的技術(shù)問題。

本發(fā)明實施例提供一種自由活塞斯特林熱機(jī)氣浮活塞結(jié)構(gòu)，包括：氣缸本體，內(nèi)設(shè)有安裝腔；

動力活塞，沿所述安裝腔的軸線方向上依次設(shè)有第一滑動塊、與所述第一滑動塊相連接的中間桿體以及與所述中間桿體相連接的第二滑動塊，所述中間桿體用于將所述第一滑動塊與所述第二滑動塊之間的空間分為第一調(diào)節(jié)空間和第二調(diào)節(jié)空間；

調(diào)節(jié)組件，用于調(diào)節(jié)所述第一調(diào)節(jié)空間和所述第二調(diào)節(jié)空間的氣壓，以使得所述動力活塞始終沿所述安裝腔的軸線方向往復(fù)移動。

根據(jù)本發(fā)明一個實施例的自由活塞斯特林熱機(jī)氣浮活塞結(jié)構(gòu)，所述第一滑動塊和所述第二滑動塊與所述安裝腔內(nèi)壁之間設(shè)有第一間隙密封，用于避免所述第一調(diào)節(jié)空間和所述第二調(diào)節(jié)空間內(nèi)的氣體與所述第一滑動塊和所述第二滑動塊遠(yuǎn)離所述中間桿體一側(cè)的空間進(jìn)行氣體交換。

根據(jù)本發(fā)明一個實施例的自由活塞斯特林熱機(jī)氣浮活塞結(jié)構(gòu)，所述第一滑動塊遠(yuǎn)離所述中間桿體的一側(cè)為壓縮腔，所述第二滑動塊遠(yuǎn)離所述中間桿體的一側(cè)為背腔，所述第一調(diào)節(jié)空間和所述第二調(diào)節(jié)空間組成中間腔體；

所述氣缸本體靠近所述安裝腔內(nèi)壁一側(cè)設(shè)有回中管路，所述第一滑動塊和所述第二滑動塊朝向所述安裝腔內(nèi)壁一側(cè)設(shè)有配合管路，且當(dāng)所述配合管路與所述回中管路連通狀態(tài)下，所述壓縮腔、所述中間腔體以及所述背腔連通。

根據(jù)本發(fā)明一個實施例的自由活塞斯特林熱機(jī)氣浮活塞結(jié)構(gòu)，所述回中管路包括與所述中間腔體相連通且間隔設(shè)置的第一回中孔和第二回中孔；

所述配合管路包括朝向所述安裝腔內(nèi)壁的一端面開設(shè)的第一配合孔，以及與所述第一配合孔相連通且開設(shè)于所述第一滑動塊或所述第二滑動塊在遠(yuǎn)離所述中間腔體一端面開設(shè)的第二配合孔。

根據(jù)本發(fā)明一個實施例的自由活塞斯特林熱機(jī)氣浮活塞結(jié)構(gòu)，所述氣缸本體在所述中間腔體內(nèi)設(shè)有限位機(jī)構(gòu)，所述限位機(jī)構(gòu)形成套設(shè)于所述中間桿體外的限位空間，所述限位空間與所述第一調(diào)節(jié)空間和所述第二調(diào)節(jié)空間連通。

根據(jù)本發(fā)明一個實施例的自由活塞斯特林熱機(jī)氣浮活塞結(jié)構(gòu)，所述調(diào)節(jié)組件包括與所述第一調(diào)節(jié)空間相連通的第一換氣組件和與所述第二調(diào)節(jié)空間相連通的第二換氣組件；

所述第一換氣組件包括第一進(jìn)氣管路和第一出氣管路，所述第一進(jìn)氣管路一端與所述限位空間相連通，另一端與所述氣缸本體外連接，所述第一出氣管路一端與所述限位空間或者所述第一調(diào)節(jié)空間相連通，另一端與所述氣缸本體外連接；