一种内置式磁钢非金属支撑结构及斯特林制冷机和发电机制造技术

本发明专利技术提供一种内置式磁钢非金属支撑结构、动磁式直线电机结构及斯特林制冷机和发电机。内置式磁钢非金属支撑结构，包括外挡圈、上挡圈、下挡圈和磁钢，所述外挡圈、上挡圈和下挡圈均由非金属材料制成，所述磁钢贴设于所述外挡圈内壁，所述上挡圈和下挡圈分别抵压在磁钢的两端。本发明专利技术相较于现有技术，采用外挡圈有效规制磁钢的外圆周位置，与磁钢外置式相比，降低了对磁钢的粘结要求；上、下挡圈有效限定了磁钢的轴向移动；大大降低了制造成本，提升了生产效率，以简单的结构实现了较高的可靠性。

A built-in magnet non-metallic support structure and Stirling refrigerator and generator

The invention provides a built-in magnetic steel non-metallic support structure, a dynamic magnetic linear motor structure, a Stirling refrigerator and a generator. The built-in magnet steel non-metallic support structure comprises an outer retaining ring, an upper retaining ring, a lower retaining ring and a magnet steel. The outer retaining ring, an upper retaining ring and a lower retaining ring are all made of non-metallic materials. The magnet steel is attached to the inner wall of the outer retaining ring, and the upper retaining ring and a lower retaining ring are respectively pressed against the two ends of the magnet steel. Compared with the existing technology, the outer retaining ring is used to effectively regulate the outer circumference position of the magnet steel, which reduces the bonding requirement of the magnet steel compared with the outer retaining ring; the upper and lower retaining rings effectively limit the axial movement of the magnet steel; greatly reduces the manufacturing cost, improves the production efficiency, and achieves high reliability with a simple structure.

【技术实现步骤摘要】
一种内置式磁钢非金属支撑结构及斯特林制冷机和发电机
本专利技术涉及斯特林循环制冷机
，具体涉及一种内置式磁钢非金属支撑结构、动磁式直线电机结构及斯特林制冷机和发电机。
技术介绍
直线电机是斯特林制冷机和发电机中最重要的部件，其由线圈、永磁磁钢组件和内外定子构成。直线电机可分为动圈式和动磁式两种，动圈式电机由于需要通电的线圈高频往复运动，线圈的通电可靠性保证很难保证，存在线圈与电源连接线断裂的风险，降低了其使用寿命及性能可靠性。随着直线电机的发展，动磁式电机得到广泛应用，电机的运动部件变成磁钢组件，线圈和内外定子均固定不动，这样大幅增加了直线电机的可靠性，寿命可达到4万小时以上。动磁式直线电机效率最高的形式为Redlich直线电机，该形式的线性压缩机由于磁铁不离开气隙，磁铁的边缘磁场不会随磁铁的位置而变化，因此不会在周围的金属结构中产生涡流；当磁铁处于工作区域内，在没有励磁电流的情况下，电机的轴向力为零；该结构的电机效率可达到92％，而且在额定功率25％的范围内工作，效率变化不大。对于该动磁式直线电机可靠性和寿命的瓶颈在于动磁组件，现有的动磁组件的磁钢一般采用外置式，对磁钢的粘结力、粘结寿命、粘结耐温能力较为严苛，制造成本高，生产效率低。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的是提供了一种内置式磁钢非金属支撑结构、动磁式直线电机结构及斯特林制冷机和发电机。为达到上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种内置式磁钢非金属支撑结构，包括外挡圈、上挡圈、下挡圈和磁钢，所述外挡圈、上挡圈和下挡圈均由非金属材料制成，所述磁钢贴设于所述外挡圈内壁，所述上挡圈和下挡圈分别抵压在磁钢的两端。本专利技术相较于现有技术，采用外挡圈有效规制磁钢的外圆周位置，与磁钢外置式相比，降低了对磁钢的粘结要求；上、下挡圈有效限定了磁钢的轴向移动；大大降低了制造成本，提升了生产效率，以简单的结构实现了较高的可靠性。进一步地，所述外挡圈采用含碳纤维或玻璃纤维的非金属材料制成，所述外挡圈的抗压强度大于所述上挡圈和下挡圈的抗压强度。采用上述优选的方案，高强度的外挡圈能确保磁钢组件外圆周的尺寸稳定性，提升磁钢组件与外定子间的配合精度，。进一步地，所述磁钢采用径向充磁，所述磁钢的径向外侧为S极，径向内侧为N极；或者，所述磁钢的径向外侧为N极，径向内侧为S极。采用上述优选的方案，在线圈的交变磁场作用下，磁钢组件实现相对于内外定子的往复稳定平移。进一步地，所述磁钢为整体式圆环结构或多片式拼接而成的圆环结构。采用上述优选的方案，采用整体式圆环结构的磁钢可以提高磁钢组装的效率；采用多片拼接式磁钢可以使磁钢与外挡圈更好地相贴合，磁钢与外挡圈之间没有内应力，磁钢组件的性能更为稳定可靠。进一步地，所述磁钢外壁、上挡圈外壁和下挡圈外壁与外挡圈内壁之间通过胶水粘结固化，磁钢的上下端与上挡圈和下挡圈之间也通过胶水粘结固化。采用上述优选的方案，提升磁钢组件各部件之间的结合强度，提升磁钢位置稳定性。进一步地，所述外挡圈的圆周壁上设有均匀分布的多排导胶孔，每个导胶孔的直径为1-10mm，每排导胶孔的数量为3-7个。采用上述优选的方案，可以导出磁钢与外挡圈之间过量的胶水，确保整面胶水厚度均匀。进一步地，所述外挡圈上对应于每片磁钢的中心位置设有进胶孔，以及设置在外挡圈内壁从进胶孔处向四周扩散的导胶槽，在导胶槽的末端还设有通到外挡圈外壁的溢胶孔，所述导胶槽的截面为一段连续曲率曲线构成的第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽和第二凹槽之间的凸出部低于外挡圈的内壁面，所述进胶孔与第一凹槽连通，所述溢胶孔与第二凹槽相连通。采用上述优选的方案，在外挡圈内壁面上均匀分布的导胶槽，可以使过量胶水更为均匀快速地溢出；鉴于磁钢内置式的特点，外挡圈可以有效规制磁钢的径向向外的扩张力，磁钢与外挡圈之间的粘结力要求大大降低，可以在工装将磁钢和外挡圈定位后，通过进胶孔注入胶水，胶水从第一凹槽渗入到第二凹槽，在充填满后从溢胶孔溢出，这样有效防止磁钢和外挡圈间形成气泡，充填效果好。一种动磁式直线电机结构，包括内定子、外定子、线圈和磁钢组件，所述磁钢组件采用上述的内置式磁钢非金属支撑结构，所述磁钢组件置于内定子和外定子之间。进一步地，所述外定子包括第一外定子和第二外定子，所述线圈内嵌于第一外定子和第二外定子之间，所述第一外定子和第二外定子之间在磁钢组件的一侧形成截面成八字形的环形槽体，环形槽体截面开口从磁钢组件向线圈逐渐变大。进一步地，所述外定子为整体式结构，所述外定子在磁钢组件一侧设有截面成矩形的环形槽体，所述线圈内嵌在环形槽体内，在外定子的两端设有从外向内逐渐斜向延伸的锥面部。采用上述优选的方案，可以根据线圈的特性选择合理的外定子方式，截面成八字形的环形槽体和锥形面能够起到导流作用，减少磁钢组件在内、外定子之间的移动阻力，减少噪音。一种斯特林制冷机，其采用上述的动磁式直线电机结构，内定子通过环氧胶或螺纹固定在制冷机气缸外侧，外定子通过焊接或者螺栓固定在制冷机壳体上，磁钢组件与制冷机活塞固定连接。一种斯特林发电机，其采用上述的动磁式直线电机结构，内定子通过环氧胶或螺纹固定在发电机气缸外侧，外定子通过焊接或者螺栓固定在发电机壳体上，磁钢组件与发电机活塞固定连接。斯特林制冷机和发电机采用上述内置式磁钢非金属支撑结构，因而也具有内置式磁钢非金属支撑结构所带来的所有有益效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术内置式磁钢非金属支撑结构一种实施方式的结构示意图；图2是本专利技术内置式磁钢非金属支撑结构一种实施方式的装配工艺过程图；图3是本专利技术另一种实施方式的结构示意图；图4是本专利技术另一种实施方式的结构示意图；图5是本专利技术另一种实施方式的结构示意图；图6是本专利技术另一种实施方式的结构示意图；图7是本专利技术另一种实施方式的结构示意图；图8是本专利技术动磁式直线电机结构一种实施方式的结构示意图；图9是本专利技术另一种实施方式的结构示意图；图10是本专利技术另一种实施方式的结构示意图。图中数字和字母所表示的相应部件的名称：1-磁钢组件；11-外挡圈；12-上挡圈；13-下挡圈；14-磁钢；2-外定子；21-第一外定子；22-第二外定子；3-线圈；4-内定子；51-导胶孔；521-进胶孔；522-导胶槽；5221-第一凹槽；5222-第二凹槽；523-溢胶孔。具体实施方式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，所描述的实施例仅仅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。如图1所示，一种内置式磁钢非金属支撑结构，包括外挡圈11、上挡圈12、下挡圈13和磁钢14，外挡圈11、上挡圈12和下挡圈13均由非金属材料制成，磁钢14贴设于外挡圈11内壁，上挡圈12和下挡圈13分别抵压在磁钢14的两端。采用上述技术方案的有益效果是：采用外挡圈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内置式磁钢非金属支撑结构，其特征在于，包括外挡圈、上挡圈、下挡圈和磁钢，所述外挡圈、上挡圈和下挡圈均由非金属材料制成，所述磁钢贴设于所述外挡圈内壁，所述上挡圈和下挡圈分别抵压在磁钢的两端。

【技术特征摘要】
1.一种内置式磁钢非金属支撑结构，其特征在于，包括外挡圈、上挡圈、下挡圈和磁钢，所述外挡圈、上挡圈和下挡圈均由非金属材料制成，所述磁钢贴设于所述外挡圈内壁，所述上挡圈和下挡圈分别抵压在磁钢的两端。2.根据权利要求1所述的内置式磁钢非金属支撑结构，其特征在于，所述外挡圈采用含碳纤维或玻璃纤维的非金属材料制成，所述外挡圈的抗压强度大于所述上挡圈和下挡圈的抗压强度。3.根据权利要求2所述的内置式磁钢非金属支撑结构，其特征在于，所述磁钢采用径向充磁，所述磁钢的径向外侧为S极，径向内侧为N极；或者，所述磁钢的径向外侧为N极，径向内侧为S极。4.根据权利要求3所述的内置式磁钢非金属支撑结构，其特征在于，所述磁钢外壁、上挡圈外壁和下挡圈外壁与外挡圈内壁之间通过胶水粘结固化，磁钢的上下端与上挡圈和下挡圈之间也通过胶水粘结固化。5.根据权利要求4所述的内置式磁钢非金属支撑结构，其特征在于，所述外挡圈的圆周壁上设有均匀分布的多排导胶孔，每个导胶孔的直径为1-10mm，每排导胶孔的数量为3-7个。6.根据权利要求4所述的内置式磁钢非金属支撑结构，其特征在于，所述外挡圈上对应于每片磁钢的中心位置设有进胶孔，以及设置在外挡圈内壁从进胶孔处向四周扩散的导胶槽，在导胶槽的末端还设有通到外挡圈外壁的溢胶孔，所述导胶槽的截面为一段连...

【专利技术属性】
技术研发人员：王荣，
申请(专利权)人：浙江荣捷特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33