一种斯特林制冷机制造技术

本发明专利技术涉及制冷与低温工程技术领域，提供了一种斯特林制冷机，包括用于制备冷源的膨胀机以及为所述膨胀机的工作提供动力的动力单元，所述动力单元包括转子组件以及压缩组件，所述转子组件具有可绕其轴线旋转的凸轮盘，所述凸轮盘具有正弦曲面，所述压缩组件包括可与所述正弦曲面滚动接触的球套以及由所述球套带动并随着所述正弦曲面的波峰波谷交替往复运动的压缩活塞。本发明专利技术的一种斯特林制冷机，通过将转子组件的旋转运动转化为压缩活塞的往复直线运动，改变了传统的动力单元的结构形式，有利于小型集成化的发展。

【技术实现步骤摘要】
一种斯特林制冷机
本专利技术涉及制冷与低温工程
，具体为一种斯特林制冷机。
技术介绍
斯特林制冷机是一种可产生冷源并提供芯片正常工作的低温环境的设备。由于该设备内各部分耦合形式的影响，传统的斯特林制冷机多为L型结构，这种结构布置方式不利于小型集成化的发展，另外，设于其内部的动力单元的结构也制约了小型集成化的发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种斯特林制冷机，通过将转子组件的旋转运动转化为压缩活塞的往复直线运动，改变了传统的动力单元的结构形式，有利于小型集成化的发展。为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：一种斯特林制冷机，包括用于制备冷源的膨胀机以及为所述膨胀机的工作提供动力的动力单元，所述动力单元包括转子组件以及压缩组件，所述转子组件具有可绕其轴线旋转的凸轮盘，所述凸轮盘具有正弦曲面，所述压缩组件包括可与所述正弦曲面滚动接触的球套以及由所述球套带动并随着所述正弦曲面的波峰波谷交替往复运动的压缩活塞。进一步，所述压缩组件还包括供所述压缩活塞于其内往复运动以产生压缩气体的压缩气缸，所述压缩气缸设于气缸座上，所述气缸座具有供所述压缩空气进入所述膨胀机的热腔中的斜孔。进一步，所述动力单元还包括定子组件，所述定子组件与所述转子组件同轴设置。进一步，所述膨胀机包括配重块、蓄冷器壳以及蓄冷丝网，所述配重块、所述蓄冷器壳以及所述蓄冷丝网通过螺纹依次连接。进一步，所述配重块下方设有弹簧座，所述配重块与所述弹簧座通过柱弹簧弹性连接。进一步，所述转子组件还包括用于储能的飞轮，所述飞轮设于所述转子组件的电机转子上。进一步，还包括用于配合所述膨胀机制备冷源的制冷组件以及用于安置红外芯片的冷藏组件。进一步，所述制冷组件包括供所述膨胀机于其内往复直线运动的冷指，所述冷指沿所述凸轮盘的旋转轴的方向布设。进一步，所述冷藏组件包括可接受制备的冷源的冷盘，所述红外芯片设于所述冷盘上。进一步，所述气缸座的壳体形状为锥形结构，所述压缩组件、所述转子组件以及所述定子组件沿所述锥形结构的小口径端至所述锥形结构的大口径端的方向依次装配，且所述气缸座、所述压缩组件、所述转子组件以及所述定子组件围合形成用于容纳所述膨胀机的密封腔室。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：一种斯特林制冷机，通过将转子组件的旋转运动转化为压缩活塞的往复直线运动，改变了传统的动力单元的结构形式，有利于小型集成化的发展。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种斯特林制冷机的爆炸图；图2为本专利技术实施例提供的一种斯特林制冷机的剖视图；图3为本专利技术实施例提供的一种斯特林制冷机的压缩组件的爆炸图；图4为本专利技术实施例提供的一种斯特林制冷机的压缩组件的剖视图；图5为本专利技术实施例提供的一种斯特林制冷机的转子组件的爆炸图；图6为本专利技术实施例提供的一种斯特林制冷机的转子组件的剖视图；图7为本专利技术实施例提供的一种斯特林制冷机的凸轮盘与压缩组件的传动立体示意图；图8为本专利技术实施例提供的一种斯特林制冷机的凸轮盘与压缩组件的传动剖视图；附图标记中：1-转子组件；10-凸轮盘；101-正弦曲面；11-电机转子；12-转子压环；13-电机转子骨架；2-压缩组件；20-球套；21-压缩活塞；22-压缩气缸；23-压缩弹簧；3-气缸座；4-定子组件；40-电机定子骨架；41-电机定子；42-定子压环；5-膨胀机；50-配重块；51-蓄冷器壳；52-蓄冷丝网；53-弹簧座；54-柱弹簧；6-飞轮；70-冷指；71-冷盘；72-密封盖板；80-上支撑轴承；81-下支撑轴承；90-轴承座；91-轴承；92-销轴；a-波峰；b-波谷。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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-8，本专利技术实施例提供一种斯特林制冷机，包括用于制备冷源的膨胀机5以及为所述膨胀机5的工作提供动力的动力单元，所述动力单元包括转子组件1以及压缩组件2，所述转子组件1具有可绕其轴线旋转的凸轮盘10，所述凸轮盘10具有正弦曲面，所述压缩组件2包括可与所述正弦曲面滚动接触的球套20以及由所述球套20带动并随着所述正弦曲面的波峰波谷交替往复运动的压缩活塞21。在本实施例中，动力单元的作用是提供驱动力，供膨胀机5工作产生冷源，为了使该动力单元满足小型集成化的发展需求，采用球套20在具有正弦曲面的凸轮盘10上滚动的形式将旋转运动转化为压缩活塞21的往复直线运动，由于正弦曲面具有波峰a和波谷b，当凸轮盘10转动时，球套20与正弦曲面滚动接触，如此压缩活塞21就可以一上一下的运动，巧妙地将旋转运动转化为往复直线运动。压缩活塞21、轴承91、销轴92、球套20通过轴承配合装配成一体。请参阅图8，压缩活塞21外套设有压缩弹簧23，通过该压缩弹簧23可以保证球套20与正弦曲面101时时接触。优选的，凸轮盘10设为圆形，正弦曲面有两个，且以该圆形凸轮盘10的中心线对称分布，当凸轮盘10转动一圈，球套20可以经历两轮波峰-波谷-波峰，如此可以提高往复直线运动的效率。以下为具体实施例：作为本专利技术实施例的优化方案，请参阅图2和图4，所述压缩组件2还包括供所述压缩活塞21于其内往复运动以产生压缩气体的压缩气缸22，所述压缩气缸22设于气缸座3上，所述气缸座3具有供所述压缩空气进入所述膨胀机5的热腔中的斜孔。在本实施例中，压缩活塞21在正弦曲面驱动的作用在可在压缩气缸22内往复运动，从而在压缩气缸22内产生压力波，该压力波即压缩气体，产生的压缩气体可以通过气缸座3的斜孔进入到膨胀机5的热腔中，然后膨胀机5会被驱动工作，制备冷气。优选的，压缩活塞21、球套20以及压缩气缸22均通过高硬度的合金钢制造，热处理硬度达HRC68，压缩活塞21和球套20表面喷涂DLC硬质材料，提高了活塞和球套20的耐磨性。作为本专利技术实施例的优化方案，请参阅图1、图2和图6，所述动力单元还包括定子组件4，所述定子组件4与所述转子组件1同轴设置。在本实施例中，将定子组件4和转子组件1设为同轴，其目的也是符合小型集成化的发展，定子组件4包括电机定子41、定子压环42以及电机定子骨架40，转子组件1包括电机转子11、转子压环12以及电机转子骨架13，电机定子41和电机转子11的同轴度通过轴承座90、电机定子骨架40、上支撑轴承80的装配定位来保证，电机定子41通过定子压环42上的螺纹来固定，电机转子11通过转子压环12上的螺纹来固定。与上支承轴承对应的还有下支撑轴承81，它们分别为制冷机的上下轴轴承，用来维持转子转动。作为本专利技术实施例的优化方案，请参阅图2，所述膨胀机5包括配重块50、蓄冷器壳51以及蓄冷丝网52，所述配重块50、所述蓄冷器壳51以及所述蓄冷丝网52通过螺纹依次连接。在本实施例中，配重块50、蓄冷器壳51以及蓄冷丝网52通过螺纹连接成整体作为运动动子在冷指70内壁通过压缩气体往复运动，以达到制备冷源的目的。进一步优化上述方案，请参阅图2，所述配重块50下方设有弹簧座53，所述配重块50与所述弹簧座53通过柱弹簧54弹性连接。在本实施例中，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种斯特林制冷机，包括用于制备冷源的膨胀机以及为所述膨胀机的工作提供动力的动力单元，其特征在于：所述动力单元包括转子组件以及压缩组件，所述转子组件具有可绕其轴线旋转的凸轮盘，所述凸轮盘具有正弦曲面，所述压缩组件包括可与所述正弦曲面滚动接触的球套以及由所述球套带动并随着所述正弦曲面的波峰波谷交替往复运动的压缩活塞。

【技术特征摘要】
1.一种斯特林制冷机，包括用于制备冷源的膨胀机以及为所述膨胀机的工作提供动力的动力单元，其特征在于：所述动力单元包括转子组件以及压缩组件，所述转子组件具有可绕其轴线旋转的凸轮盘，所述凸轮盘具有正弦曲面，所述压缩组件包括可与所述正弦曲面滚动接触的球套以及由所述球套带动并随着所述正弦曲面的波峰波谷交替往复运动的压缩活塞。2.如权利要求1所述的一种斯特林制冷机，其特征在于：所述压缩组件还包括供所述压缩活塞于其内往复运动以产生压缩气体的压缩气缸，所述压缩气缸设于气缸座上，所述气缸座具有供所述压缩空气进入所述膨胀机的热腔中的斜孔。3.如权利要求1所述的一种斯特林制冷机，其特征在于：所述动力单元还包括定子组件，所述定子组件与所述转子组件同轴设置。4.如权利要求1所述的一种斯特林制冷机，其特征在于：所述膨胀机包括配重块、蓄冷器壳以及蓄冷丝网，所述配重块、所述蓄冷器壳以及所述蓄冷丝网通过螺纹依次连接。5.如权利要求4所述的一种斯特林制冷机，其特征在于：所述配重块...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立保，黄太和，郭亚军，潘奇，曾勇，
申请(专利权)人：武汉高德红外股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42