一种推移活塞系统及其在脉管制冷机中的应用技术方案

本发明专利技术涉及一种推移活塞系统及其在脉管制冷机中的应用，该系统包括同轴装配的推移活塞体及推移活塞气缸体，推移活塞体包括同轴设置的推移活塞、推移活塞杆及推移活塞轴组件，推移活塞轴组件包括推移活塞轴、片弹簧固定隔板以及将推移活塞轴与片弹簧固定隔板相连接的片弹簧，片弹簧隔板上设有安装凸台，推移活塞、推移活塞杆、推移活塞轴与安装凸台同轴设置；推移活塞气缸体包括推移活塞气缸、与推移活塞气缸同轴设置的推移活塞杆孔及推移活塞气缸安装口。与现有技术相比，本发明专利技术结构简单，装配方便，可以保证同轴度，进而保证推移活塞与推移活塞气缸之间、推移活塞杆与推移活塞杆孔之间形成间隙密封。

【技术实现步骤摘要】
一种推移活塞系统及其在脉管制冷机中的应用
本专利技术属于制冷机
，涉及一种推移活塞系统及其在脉管制冷机中的应用。
技术介绍
脉管制冷机是一种低温制冷机。而室温推移活塞脉管制冷机是脉管制冷机中理论效率最高的之一。在室温推移活塞脉管制冷机中，为了取得长寿命，一般采用间隙密封。在间隙密封式推移活塞系统中，因为结构是凹式的，推移活塞与推移活塞气缸间的间隙和推移活塞杆与推移活塞杆孔间的间隙很难保证。传统的制造方法是推移活塞杆穿过推移活塞杆孔插入气库里，推移活塞杆在气库里装在片弹簧上，片弹簧固定在气库上，推移活塞装于推移活塞杆上，推移活塞杆与推移活塞杆孔间的间隙可保证，但推移活塞与推移活塞气缸间的间隙就难以保证。因而，这种脉管制冷机虽然有和卡诺一样的理论效率，但至如今无法投入应用。中国专利CN104654648A公开了一种多级阶梯活塞式脉管制冷机，包括压缩机、n级冷冻部及n级阶梯推移活塞系统，其中，n为大于1的整数，冷冻部包括冷却器、回热器、冷头及脉管，第n级冷冻部中的冷头作为第n级冷量输出端，压缩机的压缩腔与冷冻部中的冷却器连接，n级阶梯推移活塞系统的推移活塞工作腔分别与脉管连接，n级阶梯推移活塞系统的推移活塞背工作腔与压缩机的压缩腔连通，至少一级冷冻部中的脉管和与其相连的阶梯推移活塞工作腔之间连接有调整腔。该专利技术虽然可以通过调节调整腔的容积从而使脉管冷端的气体的流量与压力工作在最佳相位角，同时兼顾各级的输入功的分配，但是仍然没有解决上述间隙问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构紧凑，装配简单，能有效保证同轴度，推移活塞杆与推移活塞杆孔间隙及推移活塞与推移活塞气缸间隙均能得到保证的新型推移活塞系统。本专利技术的另一个目的是将新型推移活塞系统应用在脉管制冷机中。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种推移活塞系统，该系统包括同轴装配的推移活塞体及推移活塞气缸体，所述的推移活塞体包括同轴设置的推移活塞、推移活塞杆及推移活塞轴组件，所述的推移活塞轴组件包括推移活塞轴、片弹簧固定隔板以及将推移活塞轴与片弹簧固定隔板相连接的片弹簧，所述的片弹簧隔板上设有安装凸台，该安装凸台与推移活塞轴同轴安装，并且所述的推移活塞、推移活塞杆、推移活塞轴与安装凸台同轴设置；所述的推移活塞气缸体包括推移活塞气缸、与推移活塞气缸同轴设置的推移活塞杆孔及推移活塞气缸安装口；所述的推移活塞安装在推移活塞气缸内，推移活塞轴安装在推移活塞轴安装孔内，所述的推移活塞气缸安装口安装在安装凸台上。所述的推移活塞轴与推移活塞轴安装孔之间采用无间隙或过盈配合。所述的推移活塞与推移活塞气缸之间采用间隙配合，所述的推移活塞杆与推移活塞杆孔之间采用间隙配合。所述的推移活塞气缸安装口与片弹簧固定隔板的安装凸台之间采用无间隙或过盈配合。所述的片弹簧的径向刚度很大，轴向刚度适中。这样，所述的片弹簧固定隔板与推移活塞轴在径向可看作一体，在轴向可相对做往复运动。装配要求是推移活塞轴与片弹簧固定隔板要保证足够的同轴度。所述的推移活塞包括多级阶梯型推移活塞、反E型推移活塞或多级耙型推移活塞中的一种。所述的推移活塞还可以为一级结构。优选的，多级阶梯型推移活塞为内部具有中空结构的多级阶梯型推移活塞，该多级阶梯型推移活塞的各阶梯之间呈同轴设置，并开设有衡压孔，使得多级阶梯型推移活塞质量减轻的同时，亦可作为气库的容积。而在实际使用时，所述的多级阶梯型推移活塞系统具有外加气库。所述的推移活塞气缸体还包括与推移活塞气缸同轴设置的推移活塞杆装配体，该推移活塞杆装配体与推移活塞气缸分离，所述的推移活塞杆孔开设在推移活塞杆装配体上，并与推移活塞杆装配体同轴设置。所述的片弹簧固定隔板设有两个同轴的安装凸台，一个与推移活塞气缸安装口配合，另一个与推移活塞气缸体中的推移活塞杆体安装孔配合。一种推移活塞系统在脉管制冷机中的应用，所述的推移活塞系统用于脉管制冷机，其中，所述的脉管制冷机包括压缩机：包括由压缩气缸与压缩活塞形成压缩腔，冷冻部：包括冷却器、回热器、冷头及脉管，所述的冷却器的一端分别与压缩机口、推移活塞系统的背腔口连接，所述的脉管的一端与推移活塞系统的前腔口连接。优选的，当推移活塞为多级阶梯型推移活塞时，推移活塞气缸体也呈阶梯状结构，每一级推移活塞与活塞气缸都会形成一个前腔，在前腔上开设有前腔口，每一个前腔口都可以连接一个脉管，这样就可以应用在多级脉管制冷机和多冷冻部脉管制冷机中。优选的，所述的压缩机中的压缩活塞可由直线电机驱动，冷冻部的各部件如回热器和脉管等两端还设有使气体均匀流入的气体均匀器。优选的，所述的压缩气缸与推移活塞还可以采用一体式结构。优选的，所述的脉管制冷机为多级脉管制冷机。优选的，所述的脉管制冷机为多冷冻部脉管制冷机。优选的，所述的推移活塞轴可以采用热涨系数小的材料如不锈钢材质制成，推移活塞气缸体可以采用热涨系数大的材料如铝质材料，这样在在安装时可将推移活塞气缸体加热，即可很容易进行安装。当然也可采用同样的材料制成。本专利技术推移活塞系统采用非加工中心加工时，推移活塞气缸体可分部加工，易于保证推移活塞气缸与推移活塞杆孔的同轴度，采用片弹簧固定隔板结构，较易保证推移活塞系统中的同轴度，更易保证推移活塞与推移活塞气缸之间的间隙和推移活塞杆与推移活塞杆孔之间的间隙。与现有技术相比，本专利技术采用新型推移活塞轴及推移活塞结构，在推移活塞上设置推移活塞杆，并在推移活塞杆开设推移活塞轴安装孔，推移活塞轴装于推移活塞轴安装孔内；推移活塞汽缸上开设有推移活塞杆孔，所述的推移活塞杆装于推移活塞杆孔内；同时，推移活塞轴与片弹簧固定隔板之间采用片弹簧支撑；推移活塞气缸体装于片弹簧固定隔板上。采用上述装配结构，使得推移活塞、推移活塞杆、推移活塞轴在制造上很容易保持同轴度，推移活塞汽缸、推移活塞杆孔也很容易保持同轴度；推移活塞轴与片弹簧固定隔板亦很容易保持同轴度；因此，在装配时，推移活塞轴与推移活塞轴安装孔、推移活塞气缸体与片弹簧固定隔板只要保证同轴度，就可以保证七者的同轴度。推移活塞轴和推移活塞轴安装孔、推移活塞气缸体与片弹簧固定隔板只要采用过盈配合即可保证同轴度。在安装时，可将推移活塞轴冷却，且将推移活塞气缸体加热或将片弹簧固定隔板冷却，即可很容易安装。本专利技术推移活塞系统可供多级脉管制冷机和多冷冻部脉管制冷机使用，推移活塞可成对使用以减小振动，也可采用减振器来减小振动。本专利技术引入了推移活塞、推移活塞轴、推移活塞气缸以及片弹簧固定隔板之间保持同轴度的方法，进而保证了推移活塞与推移活塞气缸之间、推移活塞杆与推移活塞杆孔之间均为间隙配合，实现间隙密封，有效解决了现有技术存在的推移活塞与推移活塞气缸间的间隙难以保证的技术问题，有效延长了推移活塞系统的使用寿命，为推移活塞型脉管制冷机投入实际应用提供了技术支持和保障。附图说明图1为实施例1推移活塞结构示意图；图2为实施例1推移活塞气缸体结构示意图；图2-1为实施例1推移活塞气缸结构示意图；图2-2为实施例1推移活塞杆装配体结构示意图；图3为实施例1推移活塞与推移活塞气缸体装配结构示意图；图4为实施例1推移活塞轴组件结构示意图；图5为实施例1推移活塞体与推移活塞气缸体装配结构示意图；图6为实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种推移活塞系统，其特征在于，该系统包括同轴装配的推移活塞体及推移活塞气缸体，所述的推移活塞体包括同轴设置的推移活塞、推移活塞杆及推移活塞轴组件，所述的推移活塞轴组件包括推移活塞轴、片弹簧固定隔板以及将推移活塞轴与片弹簧固定隔板相连接的片弹簧，所述的片弹簧隔板上设有安装凸台，该安装凸台与推移活塞轴同轴安装，并且所述的推移活塞、推移活塞杆、推移活塞轴与安装凸台同轴设置；所述的推移活塞气缸体包括推移活塞气缸、与推移活塞气缸同轴设置的推移活塞杆孔及推移活塞气缸安装口；所述的推移活塞安装在推移活塞气缸内，推移活塞轴安装在推移活塞轴安装孔内，所述的推移活塞气缸安装口安装在安装凸台上。

【技术特征摘要】
1.一种推移活塞系统，其特征在于，该系统包括同轴装配的推移活塞体及推移活塞气缸体，所述的推移活塞体包括同轴设置的推移活塞、推移活塞杆及推移活塞轴组件，所述的推移活塞轴组件包括推移活塞轴、片弹簧固定隔板以及将推移活塞轴与片弹簧固定隔板相连接的片弹簧，所述的片弹簧隔板上设有安装凸台，该安装凸台与推移活塞轴同轴安装，并且所述的推移活塞、推移活塞杆、推移活塞轴与安装凸台同轴设置；所述的推移活塞气缸体包括推移活塞气缸、与推移活塞气缸同轴设置的推移活塞杆孔及推移活塞气缸安装口；所述的推移活塞安装在推移活塞气缸内，推移活塞轴安装在推移活塞轴安装孔内，所述的推移活塞气缸安装口安装在安装凸台上。2.根据权利要求1所述的一种推移活塞系统，其特征在于，所述的推移活塞轴与推移活塞轴安装孔之间采用无间隙或过盈配合。3.根据权利要求1所述的一种推移活塞系统，其特征在于，所述的推移活塞与推移活塞气缸之间采用间隙配合，所述的推移活塞杆与推移活塞杆孔之间采用间隙配合。4.根据权利要求1所述的一种推移活塞系统，其特征在于，所述的推移活塞气缸安装口与片弹簧固定隔板的安装凸台之间采用无间隙或过盈配合。5.根据权利要求1至4任一项所述的一种推移活塞系统，其特征在于，所述的推移...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱绍伟，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31