一种斯特林制冷器及装配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种斯特林制冷器及装配方法。其结构主要包括冷端换热器、蓄冷器、热端换热器、散热器、排出器、板弹簧支撑组件、盘状芯杆、封盖、进气接头和减振结构。所述斯特林制冷器整体采用圆筒状组件同轴布置方式；冷端换热器处于液氮温度附近（77K），热端换热器处于室温下；封盖和盘状芯杆接触面上分别开有对应的明渠槽，在第一压缩腔内部形成周向均布的气体导流通道；排出器内部板弹簧支撑组件提供足够的径向支撑，以维持排出器运动的间隙密封；安装适配的被动减振结构，以消除制冷器的轴向振动，确保系统可靠性。本发明专利技术装置优点在于制冷器整体结构紧凑，装配过程操作容易，提高了斯特林制冷器的实用性，增强了使用便捷性。

A Stirling cooler and its assembly method

【技术实现步骤摘要】
一种斯特林制冷器及装配方法
：本专利技术隶属于回热式低温制冷机领域，具体涉及一种斯特林制冷器及装配方法。
技术介绍
：小型回热式低温制冷机制冷温区广，低温下制冷效率高，制冷工质环保并且制冷量容易调节，其中采用基于斯特林热力循环的气动式斯特林制冷器通过排出器的运动实现制冷相位的调节，具有结构紧凑、降温速度快，振动量级低以及制冷效率高等优点，因此在航空航天、高温超导、红外探测、生物医药领域有着广泛的应用。目前，斯特林制冷器的排出器连接板弹簧支撑结构多为外置形式，即排出器靠近热端换热器的端面上具有一根长直杆用于安装板弹簧组件，而排出器内部常为蓄冷填充物，该种结构斯特林制冷器在大冷量或者超大冷量应用时会造成排出器质量偏大，从而需要较大的板弹簧刚度，不利于制冷器轻量化，同时造成整机结构过大；再者，排出器直径的增大会导致第一压缩腔的增大，带来死体积的增加，因此需要延径向设置辐射状的导流气道以缩小第一压缩腔的体积，并且实现工质气体均匀进入制冷器部分的目的，然而导流气道为空间双向布置，现有机加工手段很难在单一零件上实现，通过3D打印手段势必又进一步增加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种斯特林制冷器装置，主要包括冷端换热器(100)、蓄冷器(200)、导流筛(300)、热端换热器(400)、排出器(500)、盘状芯杆(601)、封盖(602)和减振结构(700)；其特征在于：/n所述斯特林制冷器为同轴型结构，冷端换热器(100)与蓄冷器外壳(201)通过真空钎焊方式进行密封连接；蓄冷器(200)与热端换热器(400)之间采用具有周向均布腰孔的导流筛(300)结构，并且通过蓄冷器外壳(201)和散热块(401)对导流筛(300)进行径向和轴向定位；热端换热器(400)与散热块(401)同轴紧密配合以保证良好的换热效果；盘状芯杆(601)与热端换热器(400)之间以及盘状...

【技术特征摘要】
1.一种斯特林制冷器装置，主要包括冷端换热器(100)、蓄冷器(200)、导流筛(300)、热端换热器(400)、排出器(500)、盘状芯杆(601)、封盖(602)和减振结构(700)；其特征在于：
所述斯特林制冷器为同轴型结构，冷端换热器(100)与蓄冷器外壳(201)通过真空钎焊方式进行密封连接；蓄冷器(200)与热端换热器(400)之间采用具有周向均布腰孔的导流筛(300)结构，并且通过蓄冷器外壳(201)和散热块(401)对导流筛(300)进行径向和轴向定位；热端换热器(400)与散热块(401)同轴紧密配合以保证良好的换热效果；盘状芯杆(601)与热端换热器(400)之间以及盘状芯杆(601)与封盖(602)之间均采用O型密封圈进行密封，并且周向均布螺钉锁紧；排出器(500)与蓄冷器内壁(202)以及排出器(500)与盘状芯杆(601)之间均为非接触间隙密封，排出器(500)内部固定于盘状芯杆(601)上的前板弹簧组件(504)和后板弹簧组件(506)为排出器(500)提供径向刚度以维持排出器(500)轴向无磨损的往复运动；排出器套筒(502)与排出器骨架(501)通过胶粘方式进行连接密封；封盖(602)侧面安装进气接头(603)，连接处采用真空钎焊密封；封盖(602)末端中心杆上固定有被动减振结构(700)，由质量块(701)和三片减振板弹簧(702)以及垫圈(703)组成。


2.根据权利要求1所述的一种斯特林制冷器装置，其特征在于：所述冷端换热器(100)内部为线切割直线狭缝式结构，狭缝宽度范围0.3mm～0.5mm，狭缝数量范围在30～50条之间。


3.根据权利要求1所述的一种斯特林制冷器装置，其特征在于：所述蓄冷器(200)为环形圆筒状结构，内部填充物为环形不锈钢丝网，丝径范围0.15um～0.3um，目数规格包括220#、300#、350#和400#四种，填充物孔隙率范围0.65～0.80。


4.根据权利要求1所述的一种斯特林制冷器装置，其特征在于：所述热端换热器(400)内部为线切割直线狭缝式结构，狭缝宽度范围0.3mm～0.5mm，狭缝数量范围在50～70条之间。


5.根据权利要求1所述的一种斯特林制冷器装置，其特征在于：所述导流筛(300)上开有延周向均布的一系列腰形通孔，腰形孔中心线位置对应蓄冷器(200)入口和热端换热器(400)狭缝出口；腰形孔大小与蓄冷器(200)径向厚度和热端换热器(400)狭缝长度一致。


6.根据权利要求1所述的一种斯特林制冷器装置，其特征在于：所述盘状芯杆(601)和封盖(602)的接触的各自表面上加工有直径和长度相同并且数量一致的明渠槽，在盘状芯杆(601)上明渠槽末端与热端换热器(400)狭缝对应处开有腰形孔，腰形孔大小与热端换热器(400)狭缝长度一致；盘状芯杆(601)与封盖(602)密封连接时，第一压缩腔(801)内部即形成由中心向四周辐射状布置的导流气道，使得工质气体均匀的进入热端换热器(400)的狭缝，同时减小了第一压缩腔(801)的死体积。


7.根据权利要求1所述的一种斯特林制冷器装置，其特征在于：所述排出器(500)的排出器骨架内套筒(503)采用耐磨且自润滑的非金属材料PA，以保证与金属盘状芯杆(601)之间间隙密封下的无磨损相对运动；排出器骨架(501)上通过周向螺接固定方式安装板弹簧组件(504)，为保证径向支撑的可靠性，采用沿轴向分布具有一定距离的两组板弹簧结构，且中间设置工字型圆筒板弹簧支架(505)进行固定连接；排出器套...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓伟峰，赵胡荣，徐军，
申请(专利权)人：日照华斯特林科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37