自减压配气机构及采用该自减压配气机构的低温制冷机制造技术

本发明专利技术公开了一种自减压配气机构和对应的低温制冷机，自减压配气机构包括配气阀（6）和旋转阀（7），所述配气阀（6）的背面被分隔为高压面（66）和低压面（65），高压面（66）和低压面（65）之间通过密封配气阀（6）和罩体（2）的第三密封圈（b3）密封分隔开；所述的配气阀（6）上设有沿其轴向贯穿配气阀（6）的配气面（64）和低压面（65）的减压孔（61），减压孔（61）能够连通罩体（2）的低压通路（22）和配气阀（6）的背面，将罩体（2）内的低压气流引入到配气阀（6）的背面。该低温制冷机包括上述的自减压配气机构。本发明专利技术通过减压孔和第三密封圈的设置，减少受压面积，降低正向的作用力、减小磨损。

Self decompression valve train and cryogenic refrigerator using the self reducing valve mechanism

The invention discloses a self-reducing pressure valve distribution mechanism and a corresponding cryogenic refrigerator. The self-reducing pressure valve distribution mechanism comprises a valve (6) and a rotary valve (7), the back of the valve (6) is divided into a high pressure surface (66) and a low pressure surface (65), a high pressure surface (66) and a low pressure surface (65) through a sealed valve (6) and a rotary valve (7). The third sealing ring (b3) of the cover body (2) is sealed and separated; the valve (6) is provided with a pressure reducing hole (61) along the valve face (64) and the low pressure surface (65) of the valve valve (6) through which the valve (6) is axial, and the pressure reducing hole (61) can connect the low pressure passage (22) of the cover body (2) and the back side of the valve (6) so as to connect the cover body (2) with the valve (6). Low pressure airflow is introduced to the back of the valve (6). The cryogenic refrigerator comprises the self reducing and distributing valve mechanism. By setting the pressure reducing hole and the third sealing ring, the pressure area is reduced, the forward force is reduced, and the wear is reduced.

【技术实现步骤摘要】
自减压配气机构及采用该自减压配气机构的低温制冷机
本专利技术涉及低温制冷机
，具体地说是一种通过改造配气阀的构造来降低正向压力、减小磨损的自减压配气机构及采用该自减压配气机构的低温制冷机。
技术介绍
以吉福德-麦克马洪(Gifford-McMahon；GM)制冷机为代表的超低温制冷机具有工作气体(也称为制冷剂气体)的膨胀机及压缩机。该类制冷机由压缩机提供排出的高压气流，经由配气机构进入到置于气缸内，上下往复运动的推移活塞内，与蓄冷材料进行换热，再到膨胀腔内做功膨胀，再经过推移活塞，流出配气机构，回到压缩机低压腔内。通过上述连续循环过程，形成制冷效应。具体来说，如图1所示的该类制冷机包含压缩机1、罩体2、气缸13、推移活塞10，罩体2内装有电机12以及驱动的凸轮3；凸轮3上的偏心凸轮柄31带动连杆5将旋转运动转化成上下往复运动，从而带动推移活塞在气缸13内上下运动。配气机构RV由配气阀6和旋转阀7组成。配气阀6安装在罩体2内，由定位销16固定在其内，且与旋转阀7同轴布置。凸轮柄31带动安装在轴承14上的旋转阀7沿着旋转轴转动。压缩机1通过将制冷剂气体吸入、压缩，而使之作为高压的制冷剂气体排出。高压排气管道1a将高压的制冷剂气体向罩体2进行供给，并通过配气阀6上的高压气孔62传递给与之气密贴合的旋转阀7上的高压槽72内。旋转阀7上开有低压孔71，且低压孔71与罩体2内的低压通路22连通。按照图1所示位置，低压孔71与配气阀6上的配气阀气孔63重叠连通；此刻系统处于低压排气阶段，膨胀腔9内的气体由高压变成低压，顺序通过推移活塞上的活塞后孔10b、蓄冷材料10c、活塞前孔10a流出，回到压缩机1的低压吸气管道1b。当旋转阀7旋转一定角度后，此时，低压孔71不与配气阀6上的配气阀气孔63连通，变成为旋转阀7上的高压槽72与配气阀6上的配气阀气孔63连通，压缩机1排出的高压气，经过配气阀6上的高压气孔62以及与之连通的旋转阀7上的高压槽72进入到气缸13内，顺序经推移活塞上的活塞前孔10a、蓄冷材料10c、活塞后孔10b进入到膨胀腔9内。在上述过程中，压缩机1排出的高压气作用于配气阀6的背面上，配气阀6依靠背面上平行于配气面64的面积大小上的正压力，与旋转阀7紧紧贴合起来，这样将配气机构上的高低压阀门分隔开，隔离高低压气流。传统结构中正压力的大小与配气阀6的外径D1成平方正比关系，通过配气阀6的高压接触背面提供正向的高压压力，将切换平面73与配气面64压紧，以防止高低压气流串气。但是配气阀6上的高压气孔62和配气阀气孔63有一定尺寸和位置要求，使得配气阀6的外径D1不能太小，否则无法制作高压气孔62和配气阀气孔63。这样使得贴合在一起的正压力较大，长期运行会造成旋转阀7和配气阀6接触面的磨损，影响设备性能，降低设备的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种通过改造配气阀的构造来降低正向压力、减小磨损的自减压配气机构及采用该自减压配气机构的低温制冷机。本专利技术的目的是通过以下技术方案解决的：一种自减压配气机构，包括配气阀和旋转阀，其特征在于：所述配气阀的背面被分隔为高压面和低压面，高压面位于低压面的中部且高压面和低压面之间通过密封配气阀和罩体的第三密封圈密封分隔开；所述的配气阀上设有沿其轴向贯穿配气阀的配气面和低压面的减压孔，减压孔能够连通罩体的低压通路和配气阀的背面，通过该减压孔能够将罩体内的低压气流引入到配气阀的背面，以降低配气面与旋转阀的切换平面之间的正压力。所述减压孔的内缘对应的点围绕配气阀的轴心线构成的内缘圆的减压孔内缘内径D3大于切换平面的外径D5。所述切换平面的外径D5大于旋转阀上的低压孔和高压槽构成的切换区的外径D4。所述的高压面对应的密封面的外径D2小于旋转阀上的低压孔和高压槽构成的切换区的外径D4。所述的高压面相对凸出于低压面时，高压面所对应的部分嵌入罩体的安装腔内，且在该安装腔的内壁上设有密封槽，该密封槽内嵌置第三密封圈以将高压面和低压面密封分隔开。所述的高压面相对凹入低压面时，罩体的伸出部嵌入高压面所对应的凹槽内，且在该凹槽的内壁上设有密封槽，该密封槽内嵌置第三密封圈以将高压面和低压面密封分隔开。所述的配气阀上设有沿轴向贯穿配气阀的高压气孔、沿折向贯穿配气阀的配气阀气孔；所述的高压气孔能够与压缩机的高压排气管道连通，配气阀气孔能够与罩体上的罩体气孔相连通。所述的高压气孔能够通过旋转阀上的高压槽与配气阀气孔、罩体气孔相连通；或者所述的配气阀气孔通过贯穿旋转阀的低压孔与罩体上的低压通路相连通。所述的配气阀的圆周面上设有嵌置在罩体的安装腔内壁上的第一密封圈和第二密封圈，对配气阀进行侧向密封。一种采用自减压配气机构的低温制冷机，其特征在于：所述的低温制冷机包括上述的自减压配气机构，该自减压配气机构的配气阀通过阀体定位销偏心固定在罩体上且配气阀的高压面区域嵌置有弹簧；该自减压配气机构的旋转阀通过轴承定位在罩体内。本专利技术相比现有技术有如下优点：本专利技术通过减压孔的设置并将配气阀的受压面分隔为低压面和高压面，通过减压孔能够将罩体内的低压气流引入到配气阀的背面，降低配气阀的背面高压受力面积，从而降低配气面与旋转阀的切换平面之间的正压力，减少了平面磨损，延长设备的使用寿命。附图说明附图1为传统配气机构的低温制冷机的结构示意图；附图2为配气机构安装在罩体内的组装机构示意图；附图3是本专利技术的配气机构在低压气路连通状态时的结构示意图；附图4是附图3中的配气阀的详细结构示意图；附图5是本专利技术的配气机构在高压气路连通状态时的结构示意图；附图6是附图5中的配气阀的详细结构示意图；附图7是本专利技术的配气机构中的旋转阀详细结构示意图。其中：1—压缩机；1a—高压排气管道；1b—低压吸气管道；2—罩体；21—罩体气孔；22—低压通路；3—凸轮；31—偏心凸轮柄；4—导向套；5—连杆；6—配气阀；61—减压孔；62—高压气孔；63—配气阀气孔；64—配气面；65—低压面；66—高压面；7—旋转阀；71—低压孔；72—高压槽；73—切换平面；8—热腔；9—膨胀腔；10a—活塞前孔；10b—活塞后孔；10c—蓄冷材料；12—电机；13—气缸；14—轴承；15—弹簧；16—阀体定位销；b1—第一密封圈；b2—第二密封圈；b3—第三密封圈。具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步的说明。如图2-7所示：一种自减压配气机构，包括配气阀6和旋转阀7，在配气阀6上设有沿轴向贯穿配气阀6的高压气孔62、沿折向贯穿配气阀6的配气阀气孔63，高压气孔62能够与压缩机1的高压排气管道1a连通，配气阀气孔63能够与罩体2上的罩体气孔21相连通；同时高压气孔62能够通过旋转阀7上的高压槽72与配气阀气孔63、罩体气孔21相连通；或者配气阀气孔63通过贯穿旋转阀7的低压孔71与罩体2上的低压通路22相连通。配气阀6的圆周面上设有嵌置在罩体2的安装腔内壁上的第一密封圈b1和第二密封圈b2，对配气阀6进行侧向密封，这将配气阀6上的配气阀气孔63与罩体2上的罩体气孔21密封连接，而不与其它位置的气体连通，配气阀气孔63是进入或流出气缸13内的高低压气体的唯一通道。上述配气阀6的背面被分隔为高压面66和低压面65，高压面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自减压配气机构，包括配气阀（6）和旋转阀（7），其特征在于：所述配气阀（6）的背面被分隔为高压面（66）和低压面（65），高压面（66）位于低压面（65）的中部且高压面（66）和低压面（65）之间通过密封配气阀（6）和罩体（2）的第三密封圈（b3）密封分隔开；所述的配气阀（6）上设有沿其轴向贯穿配气阀（6）的配气面（64）和低压面（65）的减压孔（61），减压孔（61）能够连通罩体（2）的低压通路（22）和配气阀（6）的背面，通过该减压孔（61）能够将罩体（2）内的低压气流引入到配气阀（6）的背面，以降低配气面（64）与旋转阀（7）的切换平面（73）之间的正压力。

【技术特征摘要】
1.一种自减压配气机构，包括配气阀（6）和旋转阀（7），其特征在于：所述配气阀（6）的背面被分隔为高压面（66）和低压面（65），高压面（66）位于低压面（65）的中部且高压面（66）和低压面（65）之间通过密封配气阀（6）和罩体（2）的第三密封圈（b3）密封分隔开；所述的配气阀（6）上设有沿其轴向贯穿配气阀（6）的配气面（64）和低压面（65）的减压孔（61），减压孔（61）能够连通罩体（2）的低压通路（22）和配气阀（6）的背面，通过该减压孔（61）能够将罩体（2）内的低压气流引入到配气阀（6）的背面，以降低配气面（64）与旋转阀（7）的切换平面（73）之间的正压力。2.根据权利要求1所述的自减压配气机构，其特征在于：所述减压孔（61）的内缘对应的点围绕配气阀（6）的轴心线构成的内缘圆的减压孔内缘内径D3大于切换平面（73）的外径D5。3.根据权利要求1或2所述的自减压配气机构，其特征在于：所述切换平面（73）的外径D5大于旋转阀（7）上的低压孔（71）和高压槽（72）构成的切换区的外径D4。4.根据权利要求3所述的自减压配气机构，其特征在于：所述的高压面（66）对应的密封面的外径D2小于旋转阀（7）上的低压孔（71）和高压槽（72）构成的切换区的外径D4。5.根据权利要求1所述的自减压配气机构，其特征在于：所述的高压面（66）相对凸出于低压面（65）时，高压面（66）所对应的部分嵌入罩体（2）的安装腔内，且在该安装腔的内壁上设有密封槽，该密封槽内嵌置第三密封圈（b3）以将高压面（66）和低压面（65...

【专利技术属性】
技术研发人员：李奥，葛金宏，夏晨曦，周志坡，
申请(专利权)人：中船重工鹏力南京超低温技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32