本发明专利技术提供了一种多级斯特林机活塞的新型导向装置。该导向装置包括稳定结构、防撞减振垫和活塞定位弹簧，其中稳定结构由协同振动连接杆、稳定导向杆和导向块组成。在稳定结构中，协同振动连接杆一端连接多级斯特林机的活塞另一端连接稳定导向杆，导向块安装在稳定导向杆两侧。活塞通过连接杆将运动传递至稳定导向杆，稳定导向杆运动受到导向块约束，同时通过连接杆再将运动反馈给活塞，使活塞实现平稳的轴向运动。本发明专利技术通过结构设计与参数优化实现了斯特林机活塞无径向偏移的稳定轴向运动，解决了多级斯特林机没有活塞杆带来的活塞导向问题，使斯特林机稳定运行并大大延长了斯特林机的使用寿命。林机的使用寿命。林机的使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
一种多级斯特林机活塞的新型导向装置
[0001]
：本专利技术属于多级斯特林机领域，特别是一种多级斯特林机活塞的新型导向装置。
[0002]
技术介绍
：斯特林机是一种理想的发电设备。对于大量工业余热无法经济高效利用等问题，尤其是中小规模（一般为2MW及以下规模）的热电联用、垃圾发电等项目，斯特林机作为发电设备的应用受到广泛关注。
[0003]在针对现有双作用自由活塞的斯特林机存在的设备结构复杂、无效容积偏大、活塞可调性差、抗干扰能力差等问题，有人提出了一种多级斯特林机的新型结构。该多级斯特林机通过将压缩腔和膨胀腔多级连接，实现了结构简单、能量传输效率高、输出功率灵活可调等功能。该多级斯特林机在保留了传统斯特林发电机对热源适应性强等优点的同时解决了传统斯特林发电机不适合采用大直径活塞的问题，可以通过大型化大幅度提高斯特林发电机的性价比。
[0004]但该新型多级斯特林机也存在着相应的问题：多级斯特林机由于是多个斯特林单元的上下连接，这造成了较大的空间高度需求；多级斯特林机部分活塞设置在冷热腔之间，没有活塞杆，采用传统的活塞导向做法需要在活塞上设置有一定间距的两道导向环，会进一步增加发动机的总高度，并且增加活塞结构的复杂程度；采取两道导向环的做法会使其中一道导向环和对应的密封环处于温度较高的部位，需要采取额外的冷却装置来保护密封环和导向环。
[0005]为了克服多级斯特林机活塞导向装置增加发动机总高度、需要保护性冷却的问题，本专利技术提出了一种可调性强、稳定性高，可适用于不同直径多级斯特林机的新型导向装置，同时可以用平面的导向块替代导向环，降低了导向装置制造难度。
[0006]
技术实现思路
：本专利技术的目的是研究设计一种多级斯特林机活塞的新型导向装置，以解决上述技术问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案，一种多级斯特林机活塞的新型导向装置，其特征在于：包括稳定结构，稳定结构包括，沿活塞径向的协同振动连接杆、与协同振动连接杆连接的沿活塞轴向的稳定导向杆；以及设置在稳定导向杆两侧的导向块；协同振动连接杆穿入缸体且与活塞连接，稳定导向杆受导向块的约束只能在平行于活塞的方向发生运动，稳定结构沿活塞的周向设置多处，通过多个稳定导向杆的共同作用，约束活塞只能做轴向运动。
[0008]优选的，活塞的径向开有协同振动连接杆对应的安装开口，协同振动连接杆与活塞螺纹连接，协同振动连接杆与稳定导向杆螺纹连接，协同振动连接杆为圆管或箱型截面，端部设封板并部钻螺纹孔。
[0009]优选的，活塞与缸体之间设置有上密封环和下密封环径向的协同振动连接杆（1）设置在活塞上密封环和下密封环之间。
[0010]优选的，还包括导向支架，稳定结构设置在导向支架内，导向支架固定在气缸上，
与外部密封，使得导向装置没有动密封，导向支架内具有协同振动连接杆竖向运动的空间，导向块与导向支架的内壁贴合。
[0011]优选的，导向支架上与协同振动连接杆对应的部位设置防撞减振垫。
[0012]优选的，稳定导向杆底部与导向支架内壁之间设置活塞定位弹簧，使活塞在停机状态下处于活塞运动平衡位置附近。
[0013]优选的，导向装置的自振频率小于多级斯特林机工作频率的0.75倍，避免导向装置随着多级斯特林机的工作发生共振现象，活塞定位弹簧采用能避免发生共振的弹簧形式。
[0014]优选的，协同振动连接杆和稳定导向杆采用中空截面。
[0015]优选的，活塞定位弹簧采用不等节距的螺栓压缩弹簧，随着弹簧变形的增大，弹簧从小节距开始依次逐渐并紧，刚度逐渐增大。
[0016]优选的，活塞定位弹簧采用变径螺栓弹簧，随着弹簧变形的增大，弹簧从大圈开始依次逐渐并紧，刚度逐渐增大。
[0017]本专利技术的多级斯特林机新型导向装置具有明显的技术优势，主要表现在以下几个方面：1. 本专利技术的多级斯特林机新型导向装置，通过参数计算和结构优化，与多级斯特林机具有很好的适配性，不会影响多级斯特林机能量转换效率，同时增强了斯特林机的稳定性、可调节性和抗干扰能力。
[0018]2. 本专利技术的多级斯特林机新型导向装置，稳定导向杆由斯特林机活塞通过协同振动连接杆带动进行轴向运动，解决了斯特林机活塞会发生径向运动的缺陷问题，保证了斯特林机稳定运行。
[0019]3. 本专利技术的多级斯特林机新型导向装置，活塞定位弹簧和防撞减振垫使得导向杆运动变化平滑，通过连接杆限制了活塞的剧烈运动，可有效减缓活塞磨损，大幅增加活塞部件的使用寿命，延长斯特林机的使用周期。
[0020]4. 本专利技术的多级斯特林机新型导向装置，通过外设的导向块取代需要设置在斯特林机内部的导向环，使得斯特林机内部结构简单化，同时也便于斯特林机的拆卸维修与零部件的替换。
[0021]本专利技术的多级斯特林机新型导向装置，可根据不同的多级斯特林机对导向装置各参数进行灵活调整，具备广泛的适用性。
[0022]附图说明：附图1为本专利技术一种多级斯特林机的新型导向装置的垂直剖面示意图；附图2为专利技术一种多级斯特林机的新型导向装置的平面示意图；附图3为导向杆和导向块的水平剖面图。
[0023]附图标记：1、协同振动连接杆；2、稳定导向杆；3、活塞定位弹簧；4、防撞减振垫；5、上密封环；6、下密封环；7、导向块；8、导向支架。
[0024]具体实施方式：以下通过实施例来详细说明本专利技术的技术方案，以下的实施例仅仅是示例性的，仅能用来解释和说明本专利技术的技术方案，而不能解释为对本专利技术技术方案的限制。
[0025]结合图1
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3，一种多级斯特林机的新型导向装置。针对多级斯特林机活塞，在其水
平位置对称设置四个导向装置，每个导向装置均包括：一个径向协同振动连接杆、一个轴向稳定导向杆、以及活塞定位弹簧和防撞减振垫，其两侧安置有导向块。在合适的位置设置三个导向装置或者不采用对称方式设置也能达到所需要的约束效果，但是会增加安装调整的难度，所以一般建议对称设置四个导向装置。
[0026]对多级斯特林机某一级的活塞而言，在活塞的四周对称四个方向开安装孔，协同振动连接杆1在上密封环5与下密封环6之间与活塞通过螺纹相连，协同振动连接杆1的另一端与稳定导向杆2通过螺纹相连，采用螺纹连接便于后续的拆卸、更换和维修。协同振动连接杆1为圆管或箱型截面，端部设封板并部钻螺纹孔，可实现与活塞和方形导向杆之间的灵活连接。
[0027]活塞水平四个方向对称设置的四个稳定导向杆2能够在斯特林热机运转时的防止活塞发生径向偏移，具体的：前后对称的两个稳定导向杆其左右两侧安装有导向块7可以防止活塞发生左右偏移，左右对称的两个稳定导向杆其前后两侧安装有导向块7可以防止活塞发生前后偏移，导向杆设置足够的长度，导向块采用与导向杆匹配的长度或分布设置在导向杆上下端附近可以防止活塞转动。这样充分保证了活塞只发生轴向运动，防止了因活塞径向抖动对斯特林机工作稳定性造成的影响。导向块材料选用具有较强稳定性和抗摩擦性的填充聚四氟乙烯或者聚酰胺高分子材料，导向块的厚度为1<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多级斯特林机活塞的新型导向装置，其特征在于：包括稳定结构，稳定结构包括，沿活塞径向的协同振动连接杆（1）、与协同振动连接杆（1）连接的沿活塞轴向的稳定导向杆（2）；以及设置在稳定导向杆（2）两侧的导向块（7）；协同振动连接杆（1）穿入缸体且与活塞连接，稳定导向杆（2）受导向块（7）的约束只能在平行于活塞的方向发生运动，稳定结构沿活塞的周向设置多处，通过多个稳定导向杆（2）的共同作用，约束活塞只能做轴向运动。2.根据权利要求1所述的一种多级斯特林机活塞的新型导向装置，其特征在于：活塞的径向开有协同振动连接杆（1）对应的安装开口，协同振动连接杆（1）与活塞螺纹连接，协同振动连接杆（1）与稳定导向杆（2）螺纹连接，协同振动连接杆（1）为圆管或箱型截面，端部设封板并部钻螺纹孔。3.根据权利要求1所述的一种多级斯特林机活塞的新型导向装置，其特征在于：活塞与缸体之间设置有上密封环（5）和下密封环（6）径向的协同振动连接杆（1）设置在活塞上密封环（5）和下密封环（6）之间。4.根据权利要求3所述的一种多级斯特林机活塞的新型导向装置，其特征在于：还包括导向支架（8），稳定结构设置在导向支架（8）内，导向支架（8）固定在气缸上，与外部密封，使得导向装置没有动密封，导...
【专利技术属性】
技术研发人员：王利，宗颖，王一杰，赵晶，
申请(专利权)人：国能龙源环保有限公司，
类型：发明
国别省市：
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