采用主动调相机构的多级脉管制冷机系统及其调节方法技术方案

本发明专利技术涉及采用主动调相机构的多级脉管制冷机系统及其调节方法，多级脉管制冷机系统包括主动调相机构与多级脉管制冷机单元，主动调相机构由阶梯活塞体、阶梯活塞气缸体以及驱动机构组成，阶梯活塞体与驱动机构相连，阶梯活塞体与阶梯活塞气缸体之间形成多个工作腔，多级脉管制冷机单元包括压缩机、换热器和多级冷头，每级冷头均包括回热器与脉管，冷头的级数与主动调相机构中工作腔个数相同，每级冷头的脉管分别与其中一个工作腔相连，压缩机与每一级冷头的冷却器连接。本发明专利技术通过驱动机构来驱动阶梯活塞体的运动，进而通过产生压力波动来控制每一级冷头内冷端换热器部分压力波和质量流的相位，提高多级脉管制冷机的工作效率。

Multi stage pulse tube refrigerator system using active phase modulation mechanism and its regulation method

The invention relates to a multistage pulse tube refrigeration system of active phase shifting mechanism and its regulating method, multilevel pulse tube refrigeration system includes active phasing mechanism and multi stage pulse tube refrigerator unit, taking the initiative to adjust the camera structure by the stepped piston body, the piston cylinder body and a drive mechanism of ladder. The ladder piston body is connected with a driving mechanism, a plurality of working chamber the ladder formed between the piston body and the piston cylinder body ladder, multistage refrigerator unit includes a compressor, a heat exchanger and a multistage cold head, each stage cold head includes regenerator and pulse tube series, the cold head with the same active camera work in a number of cavity structure, each stage of the cold head and the pulse tube respectively. A working chamber is connected with the cooler at every level of the cold head of the compressor is connected. The invention of the driving mechanism to drive the step of the piston body movement, and then through the pressure fluctuations to control each stage cold head cold end for phase pressure and mass flow of heat exchanger, improve the working efficiency of multistage pulse tube refrigerator.

【技术实现步骤摘要】
采用主动调相机构的多级脉管制冷机系统及其调节方法
本专利技术属于低温制冷机领域，尤其是涉及一种采用主动调相机构的多级脉管制冷机系统及其调节方法。
技术介绍
脉管制冷机是20世纪60年代由美国的Gifford和Longthworth共同提出的，有广泛的应用前景。脉管制冷机的发展经历了基本型脉管制冷机、小孔型脉管制冷机以及之后的双向进气型、惯性管型、四阀型和双活塞型脉管制冷机等几个发展阶段。现在所使用的脉管制冷机大部分为双向进气型、惯性管型以及两者的混合。但是在斯特林型脉管制冷机领域，由于惯性管结构在低温小冷量下调相不足，导致回热器效率过低。另外适宜惯性管工作的压比过低。因此，在20K以下温区，尚未有高效率的斯特林型多级脉管制冷机报道出来。为解决这一问题，Raytheon公司提出了斯特林和脉管的混合结构，第一级采用斯特林，第二级采用脉管来避免斯特林制冷机制造工艺复杂的问题。但这样采用两种调相方式系统比较复杂。而LocKheedMartin公司则将后级脉管的惯性管让前级冷却使后级惯性管在低温下工作以获得足够的调相效果从而获得更低温度，这样，后级脉管的膨胀功也变成热散到前级，理论效率低。如果本文档来自技高网...

【技术保护点】
采用主动调相机构的多级脉管制冷机系统，其特征在于，包括：主动调相机构：由阶梯活塞体、阶梯活塞气缸体以及驱动机构组成，所述的阶梯活塞体设在阶梯活塞气缸体内，并与驱动机构相连，阶梯活塞体与阶梯活塞气缸体之间形成多个工作腔；多级脉管制冷机单元：包括压缩机、换热器和多级冷头，每级冷头均包括回热器与脉管；冷头的级数与主动调相机构中工作腔个数相同，每级冷头的脉管分别与其中一个工作腔相连，压缩机与每一级冷头的冷却器连接。

【技术特征摘要】
1.采用主动调相机构的多级脉管制冷机系统，其特征在于，包括：主动调相机构：由阶梯活塞体、阶梯活塞气缸体以及驱动机构组成，所述的阶梯活塞体设在阶梯活塞气缸体内，并与驱动机构相连，阶梯活塞体与阶梯活塞气缸体之间形成多个工作腔；多级脉管制冷机单元：包括压缩机、换热器和多级冷头，每级冷头均包括回热器与脉管；冷头的级数与主动调相机构中工作腔个数相同，每级冷头的脉管分别与其中一个工作腔相连，压缩机与每一级冷头的冷却器连接。2.根据权利要求1所述的采用主动调相机构的多级脉管制冷机系统，其特征在于，所述的阶梯活塞体与阶梯活塞气缸体之间为间隙密封，形成工作腔。3.根据权利要求2所述的采用主动调相机构的多级脉管制冷机系统，其特征在于，所述的阶梯活塞体上开有凹槽，用以保证阶梯活塞体和阶梯活塞气缸体之间的间隙密封长度不变。4.根据权利要求1所述的采用主动调相机构的多级脉管制冷机系统，其特征在于，阶梯活塞体与阶梯活塞气缸体之间形成的工作腔上连接气库与调节阀门。5.根据权利要求1所述的采用主动调相机构的多级脉管制冷机系统，其特征在于，阶梯活塞体与阶梯活塞气缸体之间形成的工作腔与每一级冷头的脉管之间连接管上设置有气库。...

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