一种带有多孔换热结构的GM制冷机制造技术

本发明专利技术公开了一种带有多孔换热结构的GM制冷机，涉及制冷机技术领域，所述GM制冷机包括气缸、活塞和传热部件，所述活塞设置在所述气缸内，所述传热部件设置在所述气缸的一端；所述传热部件设置有配合槽，所述活塞的一端延伸在所述气缸外部并插接在所述传热部件的配合槽内；所述传热部件包括传热主体和换热层，所述换热层固定在所述传热主体的表面上；所述换热层为多孔结构，所述多孔结构包括若干个换热孔。所述GM制冷机通过在传热部件内设置具有多孔结构的换热层，有效提高了制冷机工作时，氦气与传热部件的换热面积，提高了传热部件的换热效率，降低了所述传热部件和氦气之间的温差，从而提高了制冷机的制冷效率和制冷效果。从而提高了制冷机的制冷效率和制冷效果。从而提高了制冷机的制冷效率和制冷效果。

【技术实现步骤摘要】
一种带有多孔换热结构的GM制冷机


[0001]本专利技术涉及制冷机
，具体涉及一种带有多孔换热结构的GM制冷机。

技术介绍

[0002]GM制冷机主要应用于获取超低温的制冷温度，通过带有蓄冷材料的活塞在驱动电机和曲柄连杆的作用下，在气缸内部往复运动，将进入制冷机的氦气不断进行压缩和膨胀，达到预设的制冷效果。
[0003]目前的GM制冷机，气缸底部产生的制冷量主要通过传热部件与外部环境进行热交换，从而实现制冷，目前的传热部件主要为传热铜块，为了提高传热铜块和氦气之间换热效率，一般在气缸底部焊接无氧铜传热块提高换热效率，但是无氧铜传热块表面平整光滑，换热面积小，制冷机的换热效率和换热效果有待提高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种带有多孔换热结构的GM制冷机，所述GM制冷机通过在传热部件内设置具有多孔换热结构的换热层，提高了传热部件的换热面积，提高了传热部件的换热效率，从而提高了制冷机的制冷效率和制冷效果。
[0005]本专利技术提供了一种带有多孔换热结构的GM制冷机，其特征在于，所述GM制冷机包括气缸、活塞和传热部件，所述活塞设置在所述气缸内，所述传热部件设置在所述气缸的一端；所述传热部件设置有配合槽，所述活塞的一端延伸在所述气缸外部并插接在所述传热部件的配合槽内；所述传热部件包括传热主体和换热层，所述换热层固定在所述传热主体的表面上；所述换热层为多孔结构，所述多孔结构包括若干个换热孔；所述换热层覆盖在所述传热主体的全部表面上，或所述换热层覆盖在所述传热主体的部分表面上；所述多孔换热结构的孔隙率为a，所述a的取值范围为10%≤a≤90%；任一所述换热孔的孔径为d，所述d的取值范围为：10μm<d<200μm。
[0006]进一步的，所述换热层基于焊接固定在所述传热主体上；或所述换热层基于生长烧结固定在所述传热主体上；或所述换热层基于热喷涂固定在所述传热主体上。
[0007]进一步的，所述换热层的厚度为h，所述h的约束范围为：h>0.3mm。
[0008]进一步的，所述换热层的材质为铜，或所述换热层的材质为银。
[0009]进一步的，所述气缸包括一级气缸和二级气缸，所述活塞包括一级活塞和二级活塞；所述一级活塞设置在所述一级气缸内，所述二级活塞设置在所述二级气缸内；
所述一级活塞和所述二级活塞基于连接部件连接，所述传热部件设置在所述二级气缸的一端，且所述二级活塞插接在所述传热部件的配合槽内。
[0010]进一步的，所述GM制冷机还包括驱动装置，所述驱动装置包括驱动电机、曲柄凸轮轴和曲柄连杆；所述驱动电机的输出轴连接着所述曲柄凸轮轴的一端，所述曲柄连杆的一端设有连接槽，所述曲柄凸轮轴的另一端插接在所述连接槽。
[0011]进一步的，所述曲柄连杆的另一端插接在所述一级气缸内并连接着所述一级活塞。
[0012]本专利技术实施例提供了一种带有多孔换热结构的GM制冷机，所述GM制冷机通过在传热部件内设置具有多孔换热结构的换热层，有效提高了制冷机工作时，氦气与传热部件的换热面积，提高了传热部件的换热效率，降低了所述传热部件和氦气之间的温差，从而提高了制冷机的制冷效率和制冷效果。
附图说明
[0013]图1是本专利技术实施例中GM制冷机结构示意图；图2是本专利技术实施例中二级气缸结构示意图。
具体实施方式
[0014]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0015]实施例一：图1示出了本专利技术实施例中GM制冷机结构示意图，所述传热部件7设置在GM制冷机内，所述传热部件7包括传热主体72和换热层71，所述换热层71固定在所述传热主体72的表面上，所述换热层71为多孔结构，所述多孔换热结构包括若干个换热孔，通过设置具有多孔换热结构的换热层71，提高传热部件7与氦气的接触面积，从而提高换热部件的换热效率，提高所述GM制冷机的制冷效率。
[0016]进一步的，所述传热主体72可以为传热铜块，在低温下具有良好的热传导能力，能够满足GM制冷机的热交换制冷的传热需求。
[0017]进一步的，所述传热部件7设置有配合槽73，所述配合槽73用于连接所述GM制冷机的其它部件。
[0018]具体的，所述换热层71可以覆盖在所述传热主体72的全部表面上，即在所述传热主体72表面上覆盖一层带有多孔换热结构的换热层71，提高传热部件7的换热面积，从而提高传热部件7的传热效率，在所述GM制冷机的工作期间，氦气与传热部件7充分接触，提高传热效果，减少氦气流体与传热部件7的温差，提高制冷效率和制冷效果。
[0019]进一步的，所述换热层71覆盖在所述传热主体72的部分表面上，在所述配合槽73的底部设置一层所述换热层71，在所述GM制冷机工作运行期间，所述GM制冷机内的氦气与所述换热层71接触，所述多孔换热结构可以增加强流体湍流强度，增大换热面积，从而提高
制冷机中氦气流体和换热层71之间的换热能力，提高制冷效率和制冷效果。
[0020]具体的，所述换热层71的材质可以为铜，也可以为银，在低温环境下金属铜和金属银具有良好的导热性能，能够提高所述传热部件7的换热效率，提高制冷机的制冷量。
[0021]进一步的，所述换热层71可以为多孔泡沫铜，也可以为多孔泡沫银。
[0022]具体的，所述换热层71可以基于焊接固定在所述传热主体72上，通过焊接将所述换热层71固定在所述传热主体72上，使得所述换热层71和所述传热主体72之间连接稳定，达到良好的传热效果。
[0023]进一步的，所述换热层71可以通过金属生长烧结固定在所述传热主体72上，在所述传热主体72的配合槽73内底部，加工去除一定厚度的部分传热主体72，在相应位置上通过金属多孔生长和烧结工艺，加工形成具有多孔换热结构的换热层71，提高换热层71和传热主体72之间的连接稳定性，提高传热部件7的传热能力，从而减少氦气和传热部件7之间的温差，提高GM制冷机的制冷效果和制冷效率。
[0024]进一步的，所述生长烧结过程是经过成型的铜金属固体粉状颗粒在加热到低于熔点温度的温度下，产生多孔铜颗粒粘结；通过物质传递，使成型体逐渐变成具有覆盖在传热主体72的换热层71。
[0025]进一步的，还可以通过热喷涂工艺在所述传热主体72上形成具有多孔换热结构的换热层71，便于进行加工，提高制备效率。
[0026]具体的，所述换热层71的厚度为h，所述h的约束范围为：h>0.3mm。所述换热层71具有一定的厚度，所述GM制冷机工作时，氦气流体在所述GM制冷机内流经所述换热层71时，可以保证所述氦气流体和所述换热层71具有较大的接触面积，并且在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带有多孔换热结构的GM制冷机，其特征在于，所述GM制冷机包括气缸、活塞和传热部件，所述活塞设置在所述气缸内，所述传热部件设置在所述气缸的一端；所述传热部件设置有配合槽，所述活塞的一端延伸在所述气缸外部并插接在所述传热部件的配合槽内；所述传热部件包括传热主体和换热层，所述换热层固定在所述传热主体的表面上；所述换热层为多孔结构，所述多孔结构包括若干个换热孔；所述换热层覆盖在所述传热主体的全部表面上，或所述换热层覆盖在所述传热主体的部分表面上；所述多孔换热结构的孔隙率为a，所述a的取值范围为10%≤a≤90%；任一所述换热孔的孔径为d，所述d的取值范围为：10μm<d<200μm。2.如权利要求1所述的带有多孔换热结构的GM制冷机，其特征在于，所述换热层基于焊接固定在所述传热主体上；或所述换热层基于生长烧结固定在所述传热主体上；或所述换热层基于热喷涂固定在所述传热主体上。3.如权利要求1所述的带有多孔换热结构的GM制冷机，其特征在于，所述换热层的厚...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜希阳，艾青，梁志炜，冯苌春，
申请(专利权)人：氢合科技广州有限公司，
类型：发明
国别省市：