一种斯特林制冷机回热器壳体结构及其耐磨层的粘接方法技术

本发明专利技术涉及一种斯特林制冷机回热器壳体结构及其耐磨层的粘接方法。该回热器壳体结构包括回热器壳体、热端耐磨层、冷端耐磨层；所述回热器壳体包括回热器壳体主体和分别设置在回热器壳体主体左右两端的回热器壳体热端和回热器壳体冷端；所述热端耐磨层套设在回热器壳体热端外侧；所述冷端耐磨层套设在回热器壳体冷端外侧；所述热端耐磨层和冷端耐磨层均采用聚酰亚胺基材料模压成型。本发明专利技术不仅可以提高耐磨层与回热器壳体热端、回热器壳体冷端表面的结合力，还能够避免耐磨层掉粉、开裂和脱落等现象的发生。

A Structure of Regenerator Shell of Stirling Refrigerator and the Bonding Method of Its Wear Resistant Layer

【技术实现步骤摘要】
一种斯特林制冷机回热器壳体结构及其耐磨层的粘接方法
本专利技术涉及斯特林制冷机
，具体涉及一种斯特林制冷机回热器壳体结构及其耐磨层的粘接方法。
技术介绍
回热器作为斯特林制冷机的关键运动部件，与膨胀机气缸间隙密封承担着冷热流体周期性换热的任务。斯特林制冷机运行时回热器外壁与膨胀机气缸内壁一直处于干摩擦状态，摩擦副的减摩与耐磨能力决定制冷机的性能和使用寿命。现有回热器壳热端和冷端表面耐磨层是通过喷涂粉末状PTFE基复合材料制备而成，由于PTFE表面能低，润湿性差，其微粒之间以及与回热器壳表面的结合不牢固导致运行过程中喷涂层出现掉粉、开裂和脱落，回热器壳冷端涂层所处的环境温度变化较大，温度应力变化大，此现象尤为明显。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种斯特林制冷机回热器壳体结构及其耐磨层的粘接方法，以解决现有技术中存在的不足，提高耐磨层与回热器壳体热端、回热器壳体冷端表面的结合力，避免耐磨层掉粉、开裂和脱落等现象的发生。为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种斯特林制冷机回热器壳体结构，包括回热器壳体；所述回热器壳体包括回热器壳体主体和分别设置在回热器壳体主体左右两端的回热器壳体热端和回热器壳体冷端；所述回热器壳体热端外侧套设有热端耐磨层；所述回热器壳体冷端外侧套设有冷端耐磨层；所述热端耐磨层和冷端耐磨层均采用聚酰亚胺基材料模压成型。进一步的，所述回热器壳体包括回热器壳体主体以及分别设置在回热器壳体主体左右两端的回热器壳体热端和回热器壳体冷端；所述回热器壳体主体、回热器壳体热端和回热器壳体冷端均为环状，三者的内径相等，回热器壳体热端和回热器壳体冷端的外径均小于回热器壳体主体的外径。进一步的，所述热端耐磨层和冷端耐磨层均为环状；所述热端耐磨层套设在回热器壳体热端的外侧，且通过胶粘接在回热器壳体热端上；所述冷端耐磨层套设在回热器壳体冷端的外侧，且通过胶粘接在回热器壳体冷端上。本专利技术还涉及一种上述斯特林制冷机回热器壳体结构的耐磨层的粘接方法，该方法包括以下步骤：（1）耐磨层清洗、烘干：将热端耐磨层和冷端耐磨层经超声波清洗后放入恒温箱中烘干。（2）喷砂：采用喷枪对回热器壳体热端外周壁和回热器壳体冷端外周壁进行喷砂处理。（3）去油脂：先将经喷砂处理后的回热器壳体放入盛有丙酮的超声波清洗机中清洗T1时间，再用去离子水清洗。（4）硅烷化：将经去油脂处理后的回热器壳体浸入硅烷溶液中T2时间后，用去离子水清洗，并烘干。（5）粘接：在回热器壳体热端和回热器壳体冷端的外周壁上分别涂抹上一层胶，将热端耐磨层和冷端耐磨层分别套设在回热器壳体热端和回热器壳体冷端的外侧，使热端耐磨层与回热器壳体热端粘接在一起、冷端耐磨层与回热器壳体冷端粘接在一起。（6）固化：先用酒精将回热器壳体上溢出来的胶清理掉，再将回热器壳体放置在真空烘箱中固化T3时间。进一步的，T1为15分钟，T2为30分钟，T3为4小时。进一步的，所述硅烷溶液是将硅烷偶联剂KH-550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)溶解于乙醇水中水解4h制备而成，其组分为硅烷偶联剂KH-550、无水乙醇和水，三者的体积分数比为硅烷偶联剂KH-550：无水乙醇：水=5%：35%：60%。进一步的，步骤（1）中所述的恒温箱的工作温度为120℃。进一步的，步骤（2）中所述的喷枪的工作压力为0.7MPa，喷枪喷出的氧化铝砂粒的直径为150~300μm，喷枪与回热器壳体热端外周壁、回热器壳体冷端外周壁之间的距离均为3~5㎝，喷枪的喷砂方向与回热器壳体热端外周壁、回热器壳体冷端外周壁呈90°角，喷枪的喷砂时间为15~30秒。由以上技术方案可知，本专利技术采用压制成型的聚酰亚胺基耐磨材料制成热端耐磨层和冷端耐磨层，并将热端耐磨层和冷端耐磨层分别粘接到回热器壳体热端和回热器壳体冷端的表面，这不仅可以提高耐磨层与回热器壳体热端、回热器壳体冷端表面的结合力，还能够避免耐磨层掉粉、开裂和脱落等现象的发生。本专利技术具有可靠、实用等特点。附图说明图1是本专利技术中斯特林制冷机回热器壳体结构的爆炸结构示意图。其中：1、回热器壳体主体，2、回热器壳体热端，3、回热器壳体冷端，4、热端耐磨层，5、冷端耐磨层。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明：如图1所示的一种斯特林制冷机回热器壳体结构，包括回热器壳体；所述回热器壳体包括回热器壳体主体1和分别设置在回热器壳体主体1左右两端的回热器壳体热端2和回热器壳体冷端3；所述回热器壳体热端2外侧套设有热端耐磨层4；所述回热器壳体冷端3外侧套设有冷端耐磨层5；所述热端耐磨层4和冷端耐磨层5均采用聚酰亚胺基材料模压成型。进一步的，所述回热器壳体主体1、回热器壳体热端2和回热器壳体冷端3均为环状，三者的内径相等，回热器壳体热端2和回热器壳体冷端3的外径均小于回热器壳体主体1的外径。进一步的，所述热端耐磨层4和冷端耐磨层5均为环状；所述热端耐磨层4套设在回热器壳体热端2的外侧，且通过胶粘接在回热器壳体热端2上；所述冷端耐磨层5套设在回热器壳体冷端3的外侧，且通过胶粘接在回热器壳体冷端3上。本专利技术还涉及一种上述斯特林制冷机回热器壳体结构的耐磨层的粘接方法，该方法包括以下步骤：在进行粘接之前，需要对热端耐磨层和冷端耐磨层进行清洗和烘干处理，具体如下：将热端耐磨层4和冷端耐磨层5经超声波清洗后放入120℃恒温箱中烘干。热端耐磨层4的内周壁和冷端耐磨层5的内周壁为粘接面。在进行粘接之前，需要对回热器壳体进行步骤S1~S5所述的处理，具体如下：S1、喷砂：采用喷枪对回热器壳体热端外周壁和回热器壳体冷端外周壁进行喷砂处理。喷枪的工作压力为0.7MPa，喷枪喷出的氧化铝砂粒的直径为150~300μm，喷枪与回热器壳体热端外周壁、回热器壳体冷端外周壁之间的距离均为3~5㎝，喷枪的喷砂方向与回热器壳体热端外周壁、回热器壳体冷端外周壁呈90°角，喷枪的喷砂时间为15~30秒。这些参数的设置，能够保证喷砂力度和均匀程度。回热器壳体热端的外周壁和回热器壳体冷端的外周壁为粘接面。S2、去油脂：先将经喷砂处理后的回热器壳体放入盛有丙酮的超声波清洗机中清洗T1时间，再用去离子水清洗。T1为15分钟。S3、硅烷化：将经去油脂处理后的回热器壳体浸入硅烷溶液中T2时间后，用去离子水清洗，并烘干。T2为30分钟。所述硅烷溶液是将硅烷偶联剂KH-550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)溶解于乙醇水中水解4h制备而成，其组分为硅烷偶联剂KH-550、无水乙醇和水，三者的体积分数比为硅烷偶联剂KH-550：无水乙醇：水=5%：35%：60%。S4、粘接：在回热器壳体热端和回热器壳体冷端的外周壁上分别均匀地涂抹上一层胶，将热端耐磨层和冷端耐磨层分别套设在回热器壳体热端和回热器壳体冷端的外侧，使热端耐磨层与回热器壳体热端采用间隙配合的方式粘接在一起、冷端耐磨层与回热器壳体冷端采用间隙配合的方式粘接在一起。S5、固化：先用酒精将回热器壳体上溢出来的胶清理掉，再将回热器壳体放置在真空烘箱中固化T3时间。T3为4小时。以上所述的实施例仅仅是对本专利技术的优选实施方式进行描述，并非对本专利技术的范围进行限定，在不脱离本专利技术设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本专利技术的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本专利技术权利要求书确定的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种斯特林制冷机回热器壳体结构，其特征在于：包括回热器壳体；所述回热器壳体包括回热器壳体主体和分别设置在回热器壳体主体左右两端的回热器壳体热端和回热器壳体冷端；所述回热器壳体热端外侧套设有热端耐磨层；所述回热器壳体冷端外侧套设有冷端耐磨层；所述热端耐磨层和冷端耐磨层均采用聚酰亚胺基材料模压成型。

【技术特征摘要】
1.一种斯特林制冷机回热器壳体结构，其特征在于：包括回热器壳体；所述回热器壳体包括回热器壳体主体和分别设置在回热器壳体主体左右两端的回热器壳体热端和回热器壳体冷端；所述回热器壳体热端外侧套设有热端耐磨层；所述回热器壳体冷端外侧套设有冷端耐磨层；所述热端耐磨层和冷端耐磨层均采用聚酰亚胺基材料模压成型。2.根据权利要求1所述的一种斯特林制冷机回热器壳体结构，其特征在于：所述回热器壳体主体、回热器壳体热端和回热器壳体冷端均为环状，三者的内径相等，回热器壳体热端和回热器壳体冷端的外径均小于回热器壳体主体的外径。3.根据权利要求1所述的一种斯特林制冷机回热器壳体结构，其特征在于：所述热端耐磨层和冷端耐磨层均为环状；所述热端耐磨层套设在回热器壳体热端的外侧，且通过胶粘接在回热器壳体热端上；所述冷端耐磨层套设在回热器壳体冷端的外侧，且通过胶粘接在回热器壳体冷端上。4.根据权利要求1~3任意一项所述的斯特林制冷机回热器壳体结构的耐磨层的粘接方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：（1）耐磨层清洗、烘干：将热端耐磨层和冷端耐磨层经超声波清洗后放入恒温箱中烘干；（2）喷砂：对回热器壳体热端外周壁和回热器壳体冷端外周壁进行喷砂处理；（3）去油脂：先将经喷砂处理后的回热器壳体放入盛有丙酮的超声波清洗机中清洗T1时间，再用去离子水清洗；（4）硅烷化：将经去油脂处理后的回热器壳体浸入硅烷溶液中T2时间后，用去离子水清洗，并烘干；（5）粘...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十六研究所，
类型：发明
国别省市：安徽,34