本实用新型专利技术涉及一种双气浮活塞结构的直线振荡压缩式制冷机，包括法兰连接的线性压缩机和膨胀机，线性压缩机的压缩活塞体为静压气浮结构，采用往复振荡直线电机驱动控制，取消了曲柄连杆式直线压缩机的曲柄机构，大大降低了气缸磨损，且有较高的机械转化效率；膨胀机的排出器同样采用气浮结构，且排出器活塞穿过压缩活塞中心形成具有一定相位差的直线关联运动；蓄冷器为环形结构，使得排出器活塞质量不受到回热填料的质量的影响，增加了谐振系统设计的便捷性。设计的便捷性。设计的便捷性。
【技术实现步骤摘要】
一种双气浮活塞结构的直线振荡压缩式制冷机
[0001]本技术涉及回热式低温制冷机
，尤其是指一种双气浮活塞结构的直线振荡压缩式制冷机。
技术介绍
[0002]小型回热式低温制冷机结构紧凑，单位质量功率密度高，低温下制冷效率高，制冷工质环保并且制冷量容易调节，其中采用自由活塞直线电机驱动的低温制冷机消除了曲柄连杆这一运动部件，同时具有结构简单、运行噪声小，振动量级低寿命长以及可靠性高等优点，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。
[0003]现有的小型斯特林循环制冷机普遍采用旋转式或曲柄连杆式压缩机驱动，压缩机活塞与气缸之间的径向力导致压缩机振动和噪声较大；另外制冷机膨胀机中的排出器与膨胀气缸之间的间隙密封在工艺精度发生微小偏差时存在磨损，导致制冷效率降低。
[0004]现有的旋转式或曲柄连杆式压缩机驱动的斯特林制冷机，振动噪声较大，运行寿命低。
[0005]此外，现有具备气浮活塞结构的直线驱动斯特林制冷机多为回热器与排出器一体化结构设计，增加了动子“质量
‑
弹簧
‑
阻尼”系统设计的难度，对于结构轻便紧凑的机型，当制冷量要求增大时，蓄冷器中回热填料的增加会导致排出活塞动子质量增大，无法是制冷机在高频下运行，使得功率密度受到较大的限制，这些都制约着紧凑型大冷量斯特林制冷机的应用于推广。
技术实现思路
[0006]针对现有技术的不足，本技术公开了一种双气浮活塞结构的直线振荡压缩式制冷机。
[0007]本技术所采用的技术方案如下：
[0008]一种双气浮活塞结构的直线振荡压缩式制冷机，包括法兰连接的膨胀机和线性压缩机；所述膨胀机包括回热器；所述回热器包括环形的蓄冷器外壳；所述蓄冷器外壳内安装膨胀气缸；所述膨胀气缸内设置同轴心的排出器活塞；所述排出器活塞和所述蓄冷器外壳间隙配合；所述排出器活塞的一端为空心结构的排出活塞密闭腔；所述排出活塞密闭腔通过密封块与排出活塞气浮储气腔隔断；所述排出活塞气浮储气腔和所述膨胀气缸之间间隙密封；
[0009]所述线性压缩机包括压缩气缸和动力机构；所述压缩气缸包括压缩活塞体；所述压缩活塞体和所述压缩气缸之间间隙密封接触；所述排出器活塞的另一端穿过所述压缩活塞体；所述压缩活塞体包括前气浮腔室和后气浮腔室；所述前气浮腔室通过压缩腔侧储气室堵头与所述压缩活塞体紧配形成第一储气腔；所述后气浮腔室通过背压腔侧储气室堵头与所述压缩活塞体紧配形成第二储气腔；
[0010]所述动力机构包括内磁极、永磁体、导线圈和外磁极；所述内磁极和所述外磁极沿
中轴线周向设置，且两者在所述永磁体内外形成磁通回路；所述导线圈固定于所述外磁极中；所述永磁体为运动部件，将所述永磁体与所述压缩活塞体相连形成整体动子部件，所述永磁体产生的磁场与所述导线圈产生的交变磁场相互耦合作用，产生轴向驱动力推动所述压缩活塞体在所述压缩气缸内做往复振荡直线运动。
[0011]其进一步的技术特征在于：所述蓄冷器外壳的一端插入狭缝冷头，且所述膨胀气缸的端面沿其周向开设多条通直槽，所述狭缝冷头和所述通直槽连通。
[0012]其进一步的技术特征在于：所述膨胀气缸通过胶粘连接膨胀气缸套筒；所述蓄冷器外壳和所述膨胀气缸套筒之间填充回热材料。
[0013]其进一步的技术特征在于：所述排出器活塞包括一体成型的第一段和第二段；所述第一段的外径大于所述第二段的外径；所述第一段通过胶粘连接排出活塞衬套；所述第二段穿过所述压缩活塞体的中心轴孔。
[0014]其进一步的技术特征在于：所述排出器活塞的一端通过紧固元件与膨胀活塞板弹簧固定连接。
[0015]其进一步的技术特征在于：所述排出活塞气浮储气腔内安装止回阀。
[0016]其进一步的技术特征在于：所述第一储气腔的内部和所述第二储气腔的内部分别沿各自的周向内表面设置开槽螺钉。
[0017]其进一步的技术特征在于：所述压缩活塞体的一端设置悬臂式板弹簧。
[0018]其进一步的技术特征在于：所述线性压缩机还包括压缩机外壳；所述压缩机外壳内安装所述压缩气缸和所述动力机构；所述压缩机外壳的一侧安装制冷机尾盖，且所述制冷机尾盖的内部和所述压缩机外壳连通；所述制冷机尾盖安装充气阀。
[0019]其进一步的技术特征在于：所述制冷机尾盖的一侧设置被动减振机构；所述被动减振机构包括在制冷机尾盖上固定减振板弹簧支架，减振板弹簧支架上安装减振部件；所述减振部件包括通过锁紧元件连接的多个减振板弹簧和配重块；所述减振部件通过减振紧固件与所述制冷机尾盖固定连接。
[0020]本技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0021]1、双气浮活塞结构。本技术的压缩活塞体和排出器活塞均采用静压气浮轴承结构，具有活塞动态运行下偏心的自适应调节的功能，可以提高制冷机的寿命和可靠性。
[0022]2、环形蓄冷器和排出活塞密闭储气腔结构。区别于现有的气浮活塞结构斯特林制冷机蓄冷器与排出活塞做成一体的结构形式，将热力设计与动力设计独立开来，提高了设计的便捷性和适应性；同时排出器活塞内部密闭腔用脂类挥发性胶水排出空气，消除了空气的对流导热造成的冷量损失。
[0023]3、双储气腔压缩活塞气浮结构。压缩活塞同时具有两个静压储气腔，使径向气体支撑力沿轴向分布更为均匀。
[0024]4、板弹簧组减振结构。采用悬臂板弹簧组件和环形配重块组合结构的被动减振系统，降低了制冷机轴向长度，使其体积更为紧凑。
附图说明
[0025]为了使本技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本技术的具体实施例并结合附图，对本技术作进一步详细的说明，其中
[0026]图1是本技术的结构示意图。
[0027]图2是本技术的主视图。
[0028]图3是本技术的剖面图。
[0029]图4是本技术的工作原理示意图。
[0030]说明书附图标记说明：1、狭缝冷头；2、蓄冷器外壳；3、膨胀气缸套筒；4、排出活塞衬套；5、排出活塞密闭腔；6、密封块；7、排出活塞气浮储气腔；8、止回阀；9、真空室外接法兰；10、法兰连接块；11、导流筛；12、膨胀气缸；13、热端散热块；14、气缸基座；15、压缩气缸；16、排出器活塞；17、压缩活塞体；18、压缩腔侧储气室堵头；19、压缩活塞密封套管；20、背压腔侧储气室堵头；21、压缩活塞芯环；22、悬臂式板弹簧；23、板弹簧锁紧螺母；24、板弹簧垫圈；25、排出活塞板弹簧；26、内磁极；27、永磁体；28、永磁体托架；29、导线圈；30、外磁极；31、板弹簧支架；32、压缩机外壳；33、充气阀；34、制冷机尾盖；35、引线孔；36、减振紧固件；37、减振板弹簧支架；38、配重块；39、减振板弹簧；40、锁紧元件。
具体实施方式
[0031]下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种双气浮活塞结构的直线振荡压缩式制冷机，其特征在于：包括法兰连接的膨胀机和线性压缩机；所述膨胀机包括回热器；所述回热器包括环形的蓄冷器外壳(2)；所述蓄冷器外壳(2)内安装膨胀气缸(12)；所述膨胀气缸(12)内设置同轴心的排出器活塞(16)；所述排出器活塞(16)和所述蓄冷器外壳(2)间隙配合；所述排出器活塞(16)的一端为空心结构的排出活塞密闭腔(5)；所述排出活塞密闭腔(5)通过密封块(6)与排出活塞气浮储气腔(7)隔断；所述排出活塞气浮储气腔(7)和所述膨胀气缸(12)之间间隙密封；所述线性压缩机包括压缩气缸(15)和动力机构；所述压缩气缸(15)包括压缩活塞体(17)；所述压缩活塞体(17)和所述压缩气缸(15)之间间隙密封接触；所述排出器活塞(16)的另一端穿过所述压缩活塞体(17)；所述压缩活塞体(17)包括前气浮腔室和后气浮腔室；所述前气浮腔室通过压缩腔侧储气室堵头(18)与所述压缩活塞体(17)紧配形成第一储气腔；所述后气浮腔室通过背压腔侧储气室堵头(20)与所述压缩活塞体(17)紧配形成第二储气腔；所述动力机构包括内磁极(26)、永磁体(27)、导线圈(29)和外磁极(30)；所述内磁极(26)和所述外磁极(30)沿中轴线周向设置，且两者在所述永磁体(27)内外形成磁通回路；所述导线圈(29)固定于所述外磁极(30)中；所述永磁体(27)为运动部件，将所述永磁体(27)与所述压缩活塞体(17)相连形成整体动子部件，所述永磁体(27)产生的磁场与所述导线圈(29)产生的交变磁场相互耦合作用，产生轴向驱动力推动所述压缩活塞体(17)在所述压缩气缸(15)内做往复振荡直线运动。2.根据权利要求1所述的双气浮活塞结构的直线振荡压缩式制冷机，其特征在于：所述蓄冷器外壳(2)的一端插入狭缝冷头(1)，且所述膨胀气缸(12)的端面沿其周向开设多条通直槽，所述狭缝冷头(1)和所述通直槽连通。3.根据权利要求1所述的双气浮活塞结构的直线振荡压缩式...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓伟峰，陈威，
申请(专利权)人：苏州大学张家港工业技术研究院，
类型：新型
国别省市：
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