一种高频脉冲管制冷机用膜片压缩式线性压缩机系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高频脉冲管制冷机用膜片压缩式线性压缩机系统，包括线圈、磁体、上轭铁、下轭铁、推动杆、膜片、上板弹簧、下板弹簧、板簧支撑架、气缸和外壳；推动杆、膜片、下板弹簧、线圈、上板弹簧通过锁紧螺母固定，磁场中线圈接通交流电后带动推动杆、上板弹簧、下板弹簧及膜片进行振动，对气缸内气体进行周期性压缩和膨胀，形成交变振荡流，可以实现对高频脉冲管制冷机冷指的驱动。本发明专利技术的高频脉冲管制冷机用膜片压缩式线性压缩机系统，可解决线性压缩机中间隙密封技术对活塞和气缸极高精度加工与装配的问题，在保证高可靠的前提下降低成本和整体加工、装配难度，对高频脉冲管制冷机的市场化应用具有非常积极的意义。机的市场化应用具有非常积极的意义。机的市场化应用具有非常积极的意义。

【技术实现步骤摘要】
一种高频脉冲管制冷机用膜片压缩式线性压缩机系统


[0001]本专利技术涉及制冷与低温工程
，涉及一种脉冲管制冷机用压缩机系统，特别涉及一种高频脉冲管制冷机用膜片压缩式线性压缩机系统。

技术介绍

[0002]脉冲管制冷机是回热式低温制冷机的重大革新，与常规回热式低温制冷机相比，它取消了制冷机低温区域的运动部件，通过脉冲管中的气体活塞实现冷端气体的压缩和膨胀过程，实现了冷端的低振动、低干扰和无磨损；而经过结构优化和调相方式上的重要改进，在典型温区，其实际效率也已达到回热式低温制冷机的最高值。这些显著优点使得脉冲管制冷机成为近30年来低温制冷机研究的一大热门，在红外科学、低温电子学、超导工业和低温医疗业等方面都获得了广泛的应用。
[0003]根据驱动压缩机不同，脉冲管制冷机分为由线性压缩机驱动的高频脉冲管制冷机(斯特林型脉冲管制冷机)和由G
‑
M型压缩机驱动的低频脉冲管制冷机(G
‑
M型脉冲管制冷机)两种。航天及军事等领域应用的脉冲管制冷机，因为对重量和体积有着非常严格地限制，一般都采用轻量化高频运转的线性压缩机，压缩机工作频率通常都在30Hz以上。由线性压缩机驱动的高频脉冲管制冷机由于结构紧凑、重量轻、体积小、效率高、运转可靠、预期寿命长等突出优点，正日益成为新一代回热式低温制冷机的更新换代品种。
[0004]传统的线性压缩机主要采用直线电机驱动、板弹簧支撑以及间隙密封技术，工作方式为交变通电线圈在磁场中受力，带动活塞在轴向上往复运动输出机械功。与传统的旋转式压缩机相比，线性压缩机的主要优点是不存在侧向力、效率高、振动低、噪音小，以及具备较高的可靠性与较长的使用寿命。间隙密封技术是传统线性压缩机实现高效运行的最关键的技术之一，是通过板弹簧特殊设计、活塞及气缸的超高精度加工与装配进行保证，这也使得线性压缩机成本一直居高不下，很大程度上阻碍了先进的高频脉冲管制冷机技术在民用市场的发展。
[0005]因此，开发一种成本低廉、对加工/装配精度要求较低的线性压缩机系统极具现实意义。

技术实现思路

[0006]由于现有技术存在上述缺陷，本专利技术提供了一种成本低廉、对加工/装配精度要求较低的线性压缩机系统，克服了现有线性压缩机系统对加工/装配精度要求过高且成本过高的缺陷。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0008]一种高频脉冲管制冷机用膜片压缩式线性压缩机系统，包括线圈、永磁体、上轭铁、下轭铁、推动杆、膜片、上板弹簧、下板弹簧、板弹簧支撑架、气缸、外壳和锁紧螺母；
[0009]所述气缸设有高、低两圈凸台，所述膜片完全覆盖低凸台的开口面且固定在低凸台上，所述膜片远离气缸端与推动杆固定连接，推动杆依次穿过下板弹簧、线圈、上板弹簧
和锁紧螺母并通过螺纹固定连接，所述下板弹簧固定在低凸台上，所述下轭铁固定在高凸台上，下轭铁、永磁体与上轭铁通过异极磁性相吸原理进行同心连接且下轭铁、永磁体与上轭铁三者组成的整体位于下板弹簧和上板弹簧之间，所述线圈插入由上轭铁、下轭铁以及永磁体形成的磁隙中，所述下轭铁上固定有板弹簧支撑架，上板弹簧固定在板弹簧支撑架上，所述外壳将气缸凸台布置侧完全包裹，线圈接通交流电后即可带动推动杆、上板弹簧、下板弹簧、膜片及锁紧螺母组成的整体线性往复振动，此时膜片变形即对气缸内气体进行周期性压缩和膨胀，形成交变振荡流，实现对高频脉冲管制冷机冷指的驱动。
[0010]本专利技术的高频脉冲管制冷机用膜片压缩式线性压缩机系统，结构设计合理，其应用的板弹簧技术(上板弹簧、下板弹簧)能够为高频脉冲管冷指稳定可靠地提供所需的交变压力振荡，同时其以膜片代替常规线性压缩机的活塞，膜片可在压力作用下产生形变，进而压缩气缸内的空气，其相比于活塞压缩，无需进行间隙密封，减少了对活塞和气缸的高精密加工及装配要求，可大幅减少线性压缩机成本，首次在高频脉冲管制冷机用线性压缩机领域引入膜片压缩形式，为高频脉冲管制冷机用线性压缩机的设计提供了一条全新的设计思路，极具应用前景。
[0011]作为优选的技术方案：
[0012]如上所述的一种高频脉冲管制冷机用膜片压缩式线性压缩机系统，所述气缸整体为圆形；
[0013]高、低两圈凸台与气缸共轴且高凸台的内径大于低凸台。
[0014]如上所述的一种高频脉冲管制冷机用膜片压缩式线性压缩机系统，所述外壳与气缸同心配合装配后焊接两者的接触面实现气密密封。
[0015]如上所述的一种高频脉冲管制冷机用膜片压缩式线性压缩机系统，所述推动杆与气缸的对称轴共线。
[0016]如上所述的一种高频脉冲管制冷机用膜片压缩式线性压缩机系统，所述膜片、下板弹簧分别与低凸台通过螺栓固定；
[0017]所述板弹簧支撑架分别与下轭铁、上板弹簧通过螺栓固定。
[0018]如上所述的一种高频脉冲管制冷机用膜片压缩式线性压缩机系统，所述推动杆上设有外螺纹结构；
[0019]所述下板弹簧、线圈和上板弹簧的中心开有穿孔，锁紧螺母设有与所述外螺纹结构匹配的内螺纹结构；
[0020]所述锁紧螺母与推动杆螺纹连接。以上技术方案仅为本专利技术的一种可行的技术方案而已，本专利技术的保护范围并不仅限于此，本领域技术人员可根据实际需求合理调整具体设计(如各部件之间的连接形式可根据实际需求进行设置)。
[0021]上述专利技术具有如下优点或者有益效果：
[0022](1)本专利技术的高频脉冲管制冷机用膜片压缩式线性压缩机系统，在板弹簧技术的支撑下，所设计的线性压缩机系统可为高频脉冲管冷指稳定可靠地提供所需的交变压力振荡，实现对冷指的正常驱动，从而共同形成可实现低温制冷的高频脉冲管制冷机系统；
[0023](2)本专利技术的高频脉冲管制冷机用膜片压缩式线性压缩机系统，通过引入膜片压缩替代传统线性压缩机的活塞压缩，去除了间隙密封，减少了活塞和气缸的高精密加工及装配要求，可大幅减少线性压缩机成本；
[0024](3)本专利技术的高频脉冲管制冷机用膜片压缩式线性压缩机系统，在实现了高可靠的基础上，大幅减少了线性压缩机的超高精度加工及装配要求，大幅降低了线性压缩机成本，这对高频脉冲管制冷机技术在民用市场的发展具有很大的积极促进作用，应用前景好。
附图说明
[0025]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未按照比例绘制附图，重点在于示出本专利技术的主旨。
[0026]图1是本专利技术的高频脉冲管制冷机用膜片压缩式线性压缩机系统的结构示意图；
[0027]其中，1为线圈，2为永磁体，3为上轭铁，3
′
为下轭铁，4为推动杆，5为膜片，6为上板弹簧，6
′
为下板弹簧，7为板弹簧支撑架，8为气缸，9为外壳，10为锁紧螺母。
具体实施方式
[0028]下面结合附图和具体的实施例对本专利技术中的结构作进一步的说明，但是不作为本专利技术的限定。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高频脉冲管制冷机用膜片压缩式线性压缩机系统，其特征在于：包括线圈(1)、永磁体(2)、上轭铁(3)、下轭铁(3
′
)、推动杆(4)、膜片(5)、上板弹簧(6)、下板弹簧(6
′
)、板弹簧支撑架(7)、气缸(8)、外壳(9)和锁紧螺母(10)；所述气缸(8)设有高、低两圈凸台，所述膜片(5)完全覆盖低凸台的开口面且固定在低凸台上，所述膜片(5)远离气缸端与推动杆(4)固定连接，推动杆(4)依次穿过下板弹簧(6
′
)、线圈(1)、上板弹簧(6)和锁紧螺母(10)并通过螺纹固定连接，所述下板弹簧(6
′
)固定在低凸台上，所述下轭铁(3
′
)固定在高凸台上，下轭铁(3
′
)、永磁体(2)与上轭铁(3)通过异极磁性相吸原理进行同心连接且下轭铁(3
′
)、永磁体(2)与上轭铁(3)三者组成的整体位于下板弹簧(6
′
)和上板弹簧(6)之间，所述线圈(1)插入由上轭铁(3)、下轭铁(3
′
)以及永磁体(2)形成的磁隙中，所述下轭铁(3
′
)上固定有板弹簧支撑架(7)，上板弹簧(6)固定在板弹簧支撑架(7)上，所述外壳(9)将气缸凸台布置侧完全包裹，线圈(1)接通交流电后即可带动推动杆(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：党海政，谭军，
申请(专利权)人：上海铂钺制冷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：