脉冲管制冷机制造技术

本发明专利技术提供一种脉冲管制冷机，包括冷指结构、以及分别与冷指结构连接的压缩机和惯性管气库，冷指结构包括冷端热交换器、热端热交换器、脉冲管、锥形管和套设在脉冲管外壁上的回热器，热端热交换器的输入端与压缩机的输出端连接，热端热交换器的输出端通过回热器与冷端热交换器的输入端连接，冷端热交换器的输出端与锥形管的小端连接，锥形管的大端与脉冲管的冷端连通，脉冲管的热端与惯性管气库的输入端连接；锥形管，用于将冷端热交换器输出的工质气体匀速地输入到脉冲管中。本实施例的锥形管可以对冷端热交换器输出的气体进行均流，避免产生射流造成的冷量的损失，进而提高了制冷机的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
脉冲管制冷机
本专利技术涉及制冷
，尤其涉及一种脉冲管制冷机。
技术介绍
脉冲管制冷机由于其高效、紧凑、高可靠性的特性，在核探测、环境检测及超导滤波领域有着急迫的需求。脉冲管制冷机包括同轴型脉管和直线型脉管，其中同轴型脉管由于其结构紧凑，冷头配置更易于放置热负载的优点，得到了广泛的应用。现有的同轴型脉管制冷机包括压缩机、热端热交换器、回热器、冷端热交换器、脉冲管和惯性管气库，各部件按照上述顺序依次连接，形成封闭的系统。但是同轴型脉管在流道上存在一个180度的转弯流道，这使得在该处的流动状态变得不均匀，加上冷端热交换器的小缝隙设计，使得冷端存在一定程度的射流，冷量损失较大。为了减少流动不均匀及射流导致的冷量损失的问题，在脉冲管的冷端设置一层流化丝网，以使冷端热交换器输出的工质气体均匀地流出。但是，由于现有的层流化丝网设置在脉冲管的冷端，该处的温度较低，系统内的残存挥发气体(例如水、酒精、CO2等)在此凝结，堵塞层流化丝网的网孔，进而导致工质气体流动受阻，反而导致工质气体的均匀流动性更差。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中提到的技术问题，本专利技术提供一种脉冲管制冷机，通过在脉冲管的冷端设置锥形管，使得锥形管对冷端热交换器输出的工质气体进行均流，进而避免残存挥发气体冷凝导致的工质气体流动不均匀的问题。本专利技术提供一种脉冲管制冷机，包括冷指结构，分别与所述冷指结构连接的压缩机和惯性管气库，所述冷指结构包括：冷端热交换器、热端热交换器、脉冲管、锥形管和套设在所述脉冲管外壁上的回热器，所述热端热交换器的输入端与所述压缩机的输出端连接，所述热端热交换器的输出端通过所述回热器与所述冷端热交换器的输入端连接，所述冷端热交换器的输出端与所述锥形管的小端连接，所述锥形管的大端与所述脉冲管的冷端连通，所述脉冲管的热端与所述惯性管气库的输入端连接；所述锥形管，用于将所述冷端热交换器输出的工质气体匀速地输入到所述脉冲管中。在本实施例的一种可能的实现方式中，所述冷端热交换器包括第一换热部和第二换热部，所述第一换热部套设在所述第二换热部的外壁上且与所述第二换热部叉指连接，所述第二连接部具有第一锥形中心孔，所述锥形管包括所述第一锥形中心孔，所述第一锥形中心孔的大端与所述脉冲管的冷端连通。在本实施例的另一种可能的实现方式中，所述第一换热部包括第一中心通孔，所述第一中心通孔的内壁上均匀设置有多个贯穿所述第一中心通孔两端的第一凹槽，所述第二换热部的外壁上均匀设置有多个连接所述第二换热部两端的第一翅片；所述第一翅片卡设在所述第一凹槽中，且所述第一翅片与所述第一凹槽之间具有第一间隙，所述回热器的输出端与所述第一间隙连通，所述回热器中工质气体通过所述回热器的输出端输入所述第一间隙中。在本实施例的另一种可能的实现方式中，所述冷端热交换器还包括盖体，所述盖体盖设在所述第一换热部和所述第二换热部的输出端上，所述盖体的内壁与所述第二换热部的输出端之间形成汇合腔体，所述汇合腔体与所述第一间隙连通，用于对所述第一间隙输出的工质气体进行汇合，并使汇合的工质气体流入所述第一锥形中心孔中。在本实施例的另一种可能的实现方式中，所述盖体内壁包括凹形槽，所述凹形槽的中部设置有伸出端，所述凹形槽的内壁与所述第二换热部的输出端之间形成汇合腔体。可选的，所述盖体与所述第一换热部一体成型。在本实施例的另一种可能的实现方式中，所述冷指结构还包括锥形输出管，所述锥形输出管的大端与所述脉冲管的热端连接，所述锥形输出管的小端与所述惯性管气库的输入端连接。在本实施例的另一种可能的实现方式中，所述热端热交换器包括第三换热部和第四换热部，所述第三换热部包括第二中心通孔，所述第二中心通孔的内壁上设置有贯穿所述第二中心通孔两端的至少一个第二凹槽，所述第四换热部的外壁上设置有连接所述第四换热部两端的至少一个第二翅片；所述第二翅片卡设在所述第二凹槽中，且所述第二翅片与所述第二凹槽之间具有第二间隙，所述压缩机的输出端与所述第二间隙连通，用于将压缩后的工质气体通过所述第二间隙输入至所述回热器中。在本实施例的另一种可能的实现方式中，所述第四换热部具有第二锥形中心孔，所述锥形输出管包括所述第二锥形中心孔。可选的，所述第一翅片的顶部与所述第一凹槽的底部过盈配合，所述第一翅片与所述第一凹槽间隙配合且形成所述第一间隙。本实施例提供的脉冲管制冷机，通过在冷指结构中设置冷端热交换器、热端热交换器、脉冲管、锥形管和回热器，热端热交换器的输入端与压缩机的输出端连接，热端热交换器的输出端通过回热器与冷端热交换器的输入端连接，冷端热交换器的输出端与锥形管的小端连接，锥形管的大端与脉冲管的冷端连通，脉冲管的热端与惯性管气库的输入端连接。该锥形管用于将冷端热交换器输出的工质气体匀速地输入到脉冲管中，对冷端热交换器输出的工质气体进行均流，可以避免冷端热交换器产生射流而造成的冷量损失，进而提高了制冷机的工作效率。附图说明图1a为现有的脉冲管制冷机中冷指结构的结构示意图；图1为本专利技术实施例一提供的脉冲管制冷机的结构示意图；图2为本实施例一中冷指结构的结构示意图；图3为本专利技术实施例二提供的脉冲管制冷机的结构示意图；图4为本实施例二中第一换热部与第二换热部连接后的主视图；图5为本实施例二提供的脉冲管制冷机中冷端热交换器的剖视图；图6为本专利技术实施例三提供的脉冲管制冷机的结构示意图；图7为本实施例三中第三换热部与第四换热部连接后的主视图。附图标记说明：1：冷指结构；2：压缩机；3：惯性管气库；10：冷端热交换器；20：热端热交换器；30：脉冲管；40：锥形管；50：回热器；110：第一换热部；111：第一中心通孔；112：第一凹槽；120：第二换热部；121：第一锥形中心孔；122：第一翅片；130：第一间隙；140：盖体；141：汇合腔体；142：凹形槽；143：伸出端；150：锥形输出管；210：第三换热部；212：第二凹槽；220：第四换热部；221：第二锥形中心孔；222：第二翅片；230：第二间隙；60：冷端层流化丝网；70：热端层流化丝网。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1a为现有的脉冲管制冷机中冷指结构的结构示意图。如图1a所示，现有的同轴型脉管，主要由冷端热交换器10、回热器50、热端热交换器20、热端层流化丝网70、脉冲管30、冷端层流化丝网60等结构组成。工质气体在热端热交换器20、回热器50、冷端热交换器10及脉冲管30内做往复振荡运动，同时将冷端热交换器10上的热量泵到热端热交换器20上，通过热端热交换器20排出系统外，最终获得制冷效果。图中粗线箭头所示的方向为工质气体的流动方向。在常规同轴型脉管的冷端热交换器10中，气体通过回热器50流动到冷端热交换器10狭缝中，通过冷端层流化丝网60，最终汇流流入脉冲管30中。冷端热交换器10的狭缝较小，约0.12mm，气流进入狭缝后产生射流，在流经冷端层流化丝网60后因为丝网的层流化作用使得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉冲管制冷机，包括冷指结构、分别与所述冷指结构连接的压缩机和惯性管气库，其特征在于，所述冷指结构包括：冷端热交换器、热端热交换器、脉冲管、锥形管和套设在所述脉冲管外壁上的回热器，所述热端热交换器的输入端与所述压缩机的输出端连接，所述热端热交换器的输出端通过所述回热器与所述冷端热交换器的输入端连接，所述冷端热交换器的输出端与所述锥形管的小端连接，所述锥形管的大端与所述脉冲管的冷端连通，所述脉冲管的热端与所述惯性管气库的输入端连接；所述锥形管，用于将所述冷端热交换器输出的工质气体匀速地输入到所述脉冲管中。

【技术特征摘要】
1.一种脉冲管制冷机，包括冷指结构、分别与所述冷指结构连接的压缩机和惯性管气库，其特征在于，所述冷指结构包括：冷端热交换器、热端热交换器、脉冲管、锥形管和套设在所述脉冲管外壁上的回热器，所述热端热交换器的输入端与所述压缩机的输出端连接，所述热端热交换器的输出端通过所述回热器与所述冷端热交换器的输入端连接，所述冷端热交换器的输出端与所述锥形管的小端连接，所述锥形管的大端与所述脉冲管的冷端连通，所述脉冲管的热端与所述惯性管气库的输入端连接；所述锥形管，用于将所述冷端热交换器输出的工质气体匀速地输入到所述脉冲管中。2.根据权利要求1所述的脉冲管制冷机，其特征在于，所述冷端热交换器包括第一换热部和第二换热部，所述第一换热部套设在所述第二换热部的外壁、且与所述第二换热部叉指连接，所述第二连接部具有第一锥形中心孔，所述锥形管包括所述第一锥形中心孔，所述第一锥形中心孔的大端与所述脉冲管的冷端连通。3.根据权利要求2所述的脉冲管制冷机，其特征在于，所述第一换热部包括第一中心通孔，所述第一中心通孔的内壁上均匀设置有多个贯穿所述第一中心通孔两端的第一凹槽，所述第二换热部的外壁上均匀设置有多个连接所述第二换热部两端的第一翅片；所述第一翅片卡设在所述第一凹槽中，且所述第一翅片与所述第一凹槽之间具有第一间隙，所述回热器的输出端与所述第一间隙连通，所述回热器中的工质气体通过所述回热器的输出端输入所述第一间隙中。4.根据权利要求3所述的脉冲管制冷机，其特征在于，所述冷端热交换器还包括盖体，所述盖体分别盖设在所述第一换热部和所述第二换...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海冰，张益炳，戴巍，邱剑，
申请(专利权)人：中科力函深圳低温技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44