[其他]低溫氣體制冷機驅動密封裝置

無效

• 申請號: 85204811
• 申請日: 1985-11-23
• 公開（公告）號: CN85204811U
• 公開（公告）日: 1987-07-22
• 發明（設計）人: 葉士祿
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F16H21/50
• 分類號: F16H21/50;F16H13/18;F16H13/26
• 代理公司: 西安交通大學專利事務所
• 代理人: 徐文權

本實用新型涉及一種改進的驅動機構和附屬的密封裝置，適用于各種活塞式低溫氣體制冷機中，屬低溫液化、氣體制冷的技術領域。

低溫氣體制冷機是飛速發展中低溫技術的一個主要組成部分，已應用于許多新技術領域中，對它總的要求是：運轉可靠、密封性好和使用壽命長。低溫氣體制冷機的性能除與活塞、氣缸、蓄冷器等部件有關外，影響機組性能的主要是其中的驅動、密封裝置。低溫氣體制冷機的制冷工質是一種滲透性特強的氦氣，因此驅動機構的可靠、密封性能的良好是當前迫切需要解決的課題。

目前常用的驅動機構為：凸輪驅動機構、偏心輪——曲柄驅動機構、搖臂機構、曲軸驅動機構以及氣動驅動機構等，各附有相應的密封裝置。與本實用新型較為接近的為日本《超低溫技術》1972年9月號柳井正誼發表的“極低溫小型冷凍機”和北京《低溫工程》1979年第1期王巖發表的“地面站用G－M氦制冷機”中的凸輪驅動機構和附屬的密封裝置。以上各種驅動機構和所附密封裝置不是結構復雜就是密封性能不夠好，往往給低溫氣體制冷機的運轉帶來各種麻煩。

本實用新型便是針對以上缺點作了改進，達到結構簡單、運轉可靠、密封性好和使用壽命長的目的。

本實用新型的任務是如下方式完成的：在將電機的旋轉運動轉換為低溫氣體制冷機活塞的往復運動時，設計了如下一種結構簡單、運轉平穩、加工方便的驅動機構；同時在各密封面設置了特制的兩種復合型○型圈，能將氣缸中的壓力氣體密封住。這兩項內容緊密結合在一起構成了本實用新型。具體結構由各附圖給出。

圖1為低溫氣體制冷機驅動、密封裝置的縱剖面圖。另件〔1〕為軸承座，由鋁合金制成，用以安裝導向尼龍軸承〔2〕。另件〔2〕為導向尼龍軸承，用過盈配合安裝于軸承座〔1〕上。另件〔3〕為止轉往復桿，由不銹鋼制成，它由緊配上滾珠軸承的偏心軸套〔5〕帶動。另件〔3〕上部由尼龍軸承〔2〕導向，下部由特種密封裝置〔9〕既導向又將氣缸〔15〕內的壓力氣體密封住，所以另件〔3〕只能作上下往復運動，不能轉動。另件〔4〕為不銹鋼機座，用以安裝驅動和密封裝置。另件〔6〕為軸，輸入動力，不銹鋼制成，左端帶動偏心軸套〔5〕，右端由變速電機驅動，軸的轉速及相位角可以根據氣體制冷機工作循環的需要很方便地進行調節。圖1中所示S／2為偏心距，S為活塞行程，根據不同行程的低溫氣體制冷機可以選用相應的偏心距。另件〔7〕為軸承箱，由一段中炭鋼制成。另件〔8〕為紫銅進氣管道。部件〔9〕為特種密封裝置，它的主要另件是與尼龍軸承〔2〕同樣材質的尼龍推壓套〔10〕。為了將氣缸〔15〕的壓力氣體密封住，部件〔9〕中設置了上下兩個動密封○型圈〔11〕、一個靜密封○型圈〔12〕、上下兩個擋板〔13〕和一個卡環〔14〕。兩個上下動密封○型圈〔11〕和兩個上下擋板〔13〕都分別安裝在特種密封裝置〔9〕的上下對稱位置上，圖1中僅標出其中一個的安裝位置。

圖2示出了止轉往復桿〔3〕的橫剖面，它為一個框型結構，內框的寬度必須等于2S＋△，△可選2毫米左右。止轉往復桿〔3〕的桿徑為φ。

圖3和圖4示出了兩種復合○型圈。其中圖3動密封○型圈〔11〕用于止轉往復桿〔3〕動密封的特制復合型○型圈，這種○型圈除了采用特種丁腈高級耐磨橡膠外，在中心部位鑲嵌了厚度為0.1毫米、寬度為0.5毫米不銹鋼帶纏繞成緊密的螺旋管式彈性金屬圈〔16〕，因此可解決密封與耐磨的問題，○型圈的使用壽命可以穩定在8千小時左右。

圖4靜密封○型圈〔12〕為氣體差壓型靜密封開口型復合○型圈，用于圖1所示的特種密封裝置〔9〕的外側。利用氣體壓差和○型圈的彈力，能很好地密封住軸向的靜泄漏。所用材質與動密封○型圈〔11〕相同，但外部橡膠圈制成開口型，開口寬度在工作狀態下控制在1－1.5毫米范圍內；內部不銹鋼帶纏繞時為空心螺旋管式〔17〕，可具有更大的彈力。

本實用新型除具有結構簡單、運轉可靠、密封性好的優點外，其所提供的驅動機構能保證往復運動的位移是正弦諧振運動規律，能保證低溫氣體制冷機有較高制冷效率；所附的密封裝置其密封圈在安裝后所形成的變形量適中，既能保證密封所需的予壓力，又不致使壓力過大造成磨損增大、摩擦熱過大和冷損增加等弊病；另外本實用新型還能適用于寬廣的壓力和溫度范圍。

為了保證密封性，止轉往復桿〔3〕的垂直度不得超過0.02毫米范圍，如圖2所示。另外止轉往復桿〔3〕與上部尼龍軸承〔2〕和下部尼龍推壓套〔10〕之間間隙必須控制在0.01～0.03毫米之間，再配以兩個本實用新型提供的特制動密封○型圈〔11〕能很好保證止轉往復桿〔3〕的動密封。