一种阀门机构及采用该阀门机构的低温制冷机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种阀门机构及采用该阀门机构的低温制冷机，包括旋转阀（7）和配气阀（6）构成的配气机构，该配气阀（6）的外圆周与嵌置该配气阀（6）的罩体（2）的容纳腔的内圆周面之间设有第一密封圈（b1）和第二密封圈（b2），以旋转阀（7）的切换平面（73）与配气阀（6）的配气面（61）的相接触面构成的半径为R3的最小外圆的截面面积为A3；第二密封圈（b2）围绕配气阀（6）所形成的半径为R2的第二密封圈围绕圆的截面面积为A2；R3和R2之间满足以下关系：0.7≤（R2/R3）≤0.95。本实用新型专利技术通过扩大配气阀的配气面与旋转阀的切换平面的相接触面积，以缩小配气阀的正向受压面积，降低了阀门的磨损，该阀门机构加工简单、具有较低的泄漏。具有较低的泄漏。具有较低的泄漏。

【技术实现步骤摘要】
一种阀门机构及采用该阀门机构的低温制冷机


[0001]本技术属于低温制冷机
，具体地说是一种阀门机构及采用该阀门机构的低温制冷机。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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，连杆5被导向套4在径向方向固定，从而带动推移活塞10在气缸13内沿着气缸延伸方向运动。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，高压气孔62与压缩机1的高压排气管道1a气密连通，在一侧形成高压区23。另外一侧配气面63依靠压差与同轴布置的旋转阀7的切换平面73紧紧贴合。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上开有贯穿的低压孔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10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10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61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。
[0004]传统结构中的配气阀6呈圆柱状(图2、图3所示)，以旋转阀7的切换平面73与配气阀6的配气面61的相接触面构成的半径为R3的最小外圆的截面面积为A3，配气面61上的配气阀气孔63到上述最小外圆圆周的配气孔最小距离L1与切换平面73上的旋转阀7的高压槽72到上述最小外圆圆周的高压槽最小距离L1(本文中采用同一符号)大小一致。为防止气流的泄漏，要求L1不能太小，以形成较长的流动阻力距离，避免高压槽72内的高压气流向低压区24内泄漏，起到抑制阀门泄漏的作用。同时，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的外径不能太小，否则无法制作阀门。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。
[0005]文献1(CN 104165474 B)中，旋转阀7上的高压槽72到配气阀6与旋转阀7相接触面的最小外圆的圆周的最小距离大于配气阀6上的配气阀气孔63到配气阀6与旋转阀7相接触面的最小外圆的圆周的最小距离，在抑制泄漏上起到了一定作用。但是该结构使得高压槽72不能完全将配气阀气孔63覆盖，对流量较大的阀门，会引入额外的流动阻力损失。
[0006]文献2(CN 107449171 A)中，配气阀6采用三阶梯状形式，在配气阀6与旋转阀7相接触面的最小外圆的圆周面上安装有额外的第三密封件，到高压气路连通时，将在该面上形成正向的高压压力，抑制泄露。但是为了降低阀门的磨损，降低第三密封件形成的最小圆周形成的正压压力，必须在第一密封件和第二密封件之间引入额外的低压恒压区，需要在部件上加工导气的孔道，增加了加工难度和成本。同时恒压区域内的压力为低压，两侧隔离密封的区域为高压区域，增加了高低压串气的风险。

技术实现思路

[0007]本技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种阀门机构及采用该阀门机构的低温制冷机，该阀门结构通过改造阀门机构的构造来抑制阀门的泄漏。
[0008]本技术的目的是通过以下技术方案解决的：
[0009]一种阀门机构，包括旋转阀和配气阀构成的配气机构，该配气阀的外圆周与嵌置该配气阀的罩体的容纳腔的内圆周面之间设有第一密封圈和第二密封圈，其特征在于：以旋转阀的切换平面与配气阀的配气面的相接触面构成的半径为R3的最小外圆的截面面积为A3；第二密封圈围绕配气阀所形成的半径为R2的第二密封圈围绕圆的截面面积为A2；R3和R2之间满足以下关系：0.7≤(R2/R3)≤0.95。
[0010]所述第一密封圈围绕配气阀所形成的半径为R1的第一密封圈围绕圆的截面面积为A1，R1和R2之间满足以下关系：(R1/R2)≤1。
[0011]所述第一密封圈位于配气阀与罩体的容纳腔之间且以密封方式隔离罩体和配气阀之间的高压区与变压区；所述第二密封圈位于配气阀与罩体的容纳腔之间且以密封方式隔离罩体和配气阀之间的低压区与变压区。
[0012]所述配气阀的配气面侧为环状台阶阀体且第一密封圈和第二密封圈区域的配气阀为圆筒状阀体，整体处于所述罩体的低压区内的该环状台阶阀体位于第二密封圈和旋转阀之间。
[0013]所述的配气阀的阀体为三级台阶状，其中第一密封圈所在的配气阀的第一级阀体直径小于第二密封圈所在的配气阀的第二级阀体直径、第二密封圈所在的配气阀的第二级阀体直径小于配气阀的配气面区域的第三级阀体直径，所述第三级阀体的整体处于所述罩体的低压区内且位于第二密封圈和旋转阀之间。
[0014]所述配气阀的配气面侧为锥台状阀体且第一密封圈和第二密封圈区域的配气阀为圆筒状阀体，整体处于所述罩体的低压区内的该锥台状阀体位于第二密封圈和旋转阀之间。
[0015]所述的配气阀的阀体为圆锥台状，其中第一密封圈所在的配气阀的阀体直径小于第二密封圈所在的配气阀的阀体直径、第二密封圈所在的配气阀的阀体直径小于配气阀的
配气面区域的阀体直径，所述配气阀的配气面区域的阀体的整体处于所述罩体的低压区内且位于第二密封圈和旋转阀之间。
[0016]所述配气阀的配气阀气孔的折向最小距离L2小于旋转阀的高压槽至切换平面与配气面的相接触面构成的最小外圆圆周的高压槽最小距离L1。
[0017]一种低温制冷机，其特征在于：该低温制冷机包括上述的阀门机构。
[0018]所述的低温制冷机为单机制冷机或多级制冷机。
[0019]本技术相比现有技术有如下优点：
[0020]本技术的阀门本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阀门机构，包括旋转阀（7）和配气阀（6）构成的配气机构，该配气阀（6）的外圆周与嵌置该配气阀（6）的罩体（2）的容纳腔的内圆周面之间设有第一密封圈（b1）和第二密封圈（b2），其特征在于：以旋转阀（7）的切换平面（73）与配气阀（6）的配气面（61）的相接触面构成的半径为R3的最小外圆的截面面积为A3；第二密封圈（b2）围绕配气阀（6）所形成的半径为R2的第二密封圈围绕圆的截面面积为A2；R3和R2之间满足以下关系：0.7≤（R2/R3）≤0.95。2.根据权利要求1所述的阀门机构，其特征在于：所述第一密封圈（b1）围绕配气阀（6）所形成的半径为R1的第一密封圈围绕圆的截面面积为A1，R1和R2之间满足以下关系：（R1/R2）≤1。3.根据权利要求1或2所述的阀门机构，其特征在于：所述第一密封圈（b1）位于配气阀（6）与罩体（2）的容纳腔之间且以密封方式隔离罩体（2）和配气阀（6）之间的高压区（23）与变压区（25）；所述第二密封圈（b2）位于配气阀（6）与罩体（2）的容纳腔之间且以密封方式隔离罩体（2）和配气阀（6）之间的低压区（24）与变压区（25）。4.根据权利要求1或2所述的阀门机构，其特征在于：所述配气阀（6）的配气面（61）侧为环状台阶阀体且第一密封圈（b1）和第二密封圈（b2）区域的配气阀（6）为圆筒状阀体，整体处于所述罩体（2）的低压区（24）内的该环状台阶阀体位于第二密封圈（b2）和旋转阀（7）之间。5.根据权利要求1或2所述的阀门机构，其特征在于：所述的配气阀（6）的阀体为三级台阶状，其中第一密封圈（b1）所在的配气...

【专利技术属性】
技术研发人员：李奥，周志坡，查子文，蔡旭东，查健，
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：新型
国别省市：