本发明专利技术涉及推移活塞加惯性管的脉管制冷机，包括压缩机单元、冷头单元和调相机构单元，压缩机单元的压缩腔与冷头中的散热器连接，冷头单元包括依次连接的散热器、回热器、冷量换热器、脉管，冷头单元中的脉管与调相机构单元相连，该调相机构采用推移活塞系统和惯性管气库系统复合调相机构。与现有技术相比，本发明专利技术可以通过调节惯性管的尺寸使脉管冷端的气体的流量与压力工作在最佳相位角，同时在多级系统中可同时兼顾各级的输入功的分配，并保持高比卡诺效率。比卡诺效率。比卡诺效率。
【技术实现步骤摘要】
一种推移活塞加惯性管的脉管制冷机
[0001]本专利技术涉及制冷机，尤其是涉及一种推移活塞加惯性管的脉管制冷机。
技术介绍
[0002]脉管制冷机是一种回热式气体制冷机，低温下无运动部件，结构简单、成本低、可靠性强，在冷冻医疗、低温超导、量子计算机、军用和航空航天等领域应用广泛。
[0003]在脉管制冷机的脉管热端有调相装置，其作用是让脉管冷端的气体的流量与压力有一个最佳相位角，从而使回热器效率最高，进而使制冷机的效率最高。在推移活塞型脉管制冷机中，有推移活塞作为调相装置，由推移活塞工作腔与脉管热端相连接，既起调相作用，又能回收膨胀功，理论效率和卡诺效率一样。因此看起来推移活塞是一个最佳的调相装置，但缺点是推移活塞一旦加工装配完成将难以调整，对于多级系统，推移活塞也无法同时兼顾调相与输入功分配。
技术实现思路
[0004]惯性管是具有一定长径比的空管，利用惯性管中气体振荡所引起的惯性效应调节压力波和质量流间的相位关系，可较大范围地调节相位，尤其适用于高频、大冷量的脉管。
[0005]本专利技术的改进是在脉管单元末端添加惯性管气库调相系统，与推移活塞调相系统组成复合调相机构。调整推移活塞型脉管制冷机的脉管冷端的气体的流量和压力的相位角，并且维持高的制冷效率，同时在多级冷头中可以调整输入功分配。
[0006]这样的结构可调整性更好，通过调节惯性管的尺寸，可灵活调节脉管冷端气体的流量和压力的相位角，使制冷机工作在效率最高点。
[0007]对于多级冷头，惯性管气库调相系统的位置灵活可变，可单独安装在特定冷头上，使多级系统同时兼顾调相与输入功分配。
[0008]本专利技术的目的就是为了解决推移活塞脉管制冷剂可调整能力差，在多级系统中无法同时兼顾调相与输入功分配的问题，而提供一种推移活塞加惯性管的脉管制冷机。
[0009]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0010]一种推移活塞加惯性管的脉管制冷机，包括压缩机单元、冷头单元和调相机构单元，其中压缩机包括直线电机、压缩机气缸、压缩机活塞，压缩机活塞置于压缩机气缸内，并与直线电机连接，压缩机活塞前端与压缩机气缸之间形成压缩腔。所述的冷头单元包括依次连接的散热器、回热器、冷量换热器、脉管。压缩机单元的压缩腔与冷头单元中的散热器连接，冷头单元中的脉管与调相机构单元连接，所述的调相机构单元采用推移活塞系统和惯性管气库系统复合调相机构。
[0011]进一步地，所述的推移活塞系统包括推移活塞工作腔，所述推移活塞工作腔与脉管热端相连。
[0012]进一步地，所述的惯性管气库系统包括惯性管和气库，其中惯性管一端连接脉管热端，另一端连接气库。
[0013]进一步地，所述的推移活塞系统包括推移活塞气缸、推移活塞、推移活塞杆、推移活塞后盖、柔性弹簧、推移活塞壳体，所述的推移活塞杆贯穿推移活塞后盖，被柔性弹簧支撑，所述的推移活塞前端与推移活塞气缸共同形成推移活塞工作腔；
[0014]所述的推移活塞后端与推移活塞气缸、推移活塞后盖共同形成推移活塞背腔，推移活塞背腔通过一推移活塞背腔连接管与压缩机单元的压缩腔连接；
[0015]或者推移活塞杆与推移活塞同直径，即没有推移活塞背腔。
[0016]推移活塞系统还可额外增加电机驱动。
[0017]进一步地，所述的推移活塞系统为无推移活塞杆结构，包括推移活塞气缸、推移活塞、柔性弹簧、推移活塞壳体、推移活塞背腔连接管，所述的推移活塞前端与推移活塞气缸共同形成推移活塞工作腔，推移活塞后端与推移活塞气缸、推移活塞壳体共同形成推移活塞背腔，柔性弹簧位于推移活塞背腔，支撑推移活塞。
[0018]进一步地，所述的推移活塞系统为n级结构，所述的推移活塞和推移活塞气缸之间形成n个推移活塞工作腔，各推移活塞工作腔分部连接各冷头单元的脉管热端。n为自然数，优选n>1。
[0019]进一步地，所述的冷头单元为n级结构，各冷头单元均包括依次连接的散热器、回热器、冷量换热器、脉管，至少一级冷头中的脉管热端与惯性管气库系统连接，也可每级冷头中的脉管热端都与惯性管气库系统连接。
[0020]进一步地，所述的冷头单元为两级结构，包括第一级冷头和第二级冷头，其中第一级冷头包括依次连接的第一级散热器、第一级回热器、第一级冷量换热器、第一级脉管，可添加第一级脉管热端气体均匀器；第二级冷头包括依次连接的第二级散热器、第二级第一回热器、第二级第一冷量换热器、第二级第二回热器、第二级第二冷量换热器、第二级脉管，可添加第二级脉管热端气体均匀器。
[0021]进一步地，所述的第一级脉管热端与第一级惯性管气库连接，同时，第二级脉管热端和第二级惯性管气库连接。
[0022]进一步地，所述的第一级脉管热端与第一级惯性管气库连接；
[0023]或者，第二级脉管热端和第二级惯性管气库连接。
[0024]进一步地，多级冷头之间为耦合式连接，压缩机单元的压缩腔与第一级冷头中的冷却器连接，前一级冷头中的回热器与后一级冷头中的回热器连接。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0026]1.本专利技术推移活塞加惯性管气库的脉管制冷机，包括压缩机单元、冷头单元和调相机构单元。压缩机的压缩腔与冷头中的散热器连接，冷头单元连接调相机构单元，调相机构单元采用推移活塞系统和惯性管气库系统复合调相机构，推移活塞系统的推移活塞工作腔与脉管连接，推移活塞系统的推移活塞背腔与压缩机的压缩腔连接，在推移活塞系统调相的基础上，添加惯性管气库结构，惯性管与脉管连接，作为新型的复合调相器，可解决推移活塞脉管制冷机可调整能力差，在多级系统中无法同时兼顾调相与输入功分配的问题。
[0027]2.本专利技术可以通过调节惯性管的尺寸使脉管冷端的气体的流量与压力工作在最佳相位角，同时在多级系统中可同时兼顾各级的输入功的分配，并保持高比卡诺效率。
附图说明
[0028]图1为本专利技术实施例1的结构示意图；
[0029]图2为本专利技术实施例2的结构示意图；
[0030]图3为本专利技术实施例3的结构示意图；
[0031]图4为本专利技术实施例4的结构示意图；
[0032]图5为本专利技术实施例5的结构示意图；
[0033]图6为本专利技术实施例6的结构示意图；
[0034]图7为本专利技术实施例7的结构示意图；
[0035]图8为本专利技术实施例8的结构示意图；
[0036]图9为本专利技术实施例9的结构示意图；
[0037]图10为本专利技术实施例10的结构示意图；
[0038]图中：冷头单元1、第一级连接管101、第一级散热器102、第一级回热器103、第一级冷量换热器104、第一级脉管105、第一级脉管热端气体均匀器106、第二级冷头2、第二级连接管201、第二级散热器202、第二级第一回热器203、第二级第一冷量换热器204、第二级第二回热器205、第二级第二冷量换热器206、第二级脉管207、第二级脉管热端气体均本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种推移活塞加惯性管的脉管制冷机，包括压缩机单元、冷头单元和调相机构单元，所述的冷头单元包括依次连接的散热器、回热器、冷量换热器、脉管，其特征在于，所述的调相机构单元采用推移活塞系统和惯性管气库系统复合调相机构。2.根据权利要求1所述的一种推移活塞加惯性管的脉管制冷机，其特征在于，所述的推移活塞系统包括推移活塞工作腔，所述推移活塞工作腔与脉管热端相连；所述的惯性管气库系统包括惯性管和气库，其中惯性管一端连接脉管热端，另一端连接气库。3.根据权利要求1所述的一种推移活塞加惯性管的脉管制冷机，其特征在于，所述的推移活塞系统包括推移活塞气缸、推移活塞、推移活塞杆、推移活塞后盖、柔性弹簧、推移活塞壳体，所述的推移活塞杆贯穿推移活塞后盖，被柔性弹簧支撑，所述的推移活塞前端与推移活塞气缸共同形成推移活塞工作腔；所述的推移活塞后端与推移活塞气缸、推移活塞后盖共同形成推移活塞背腔，推移活塞背腔与压缩机单元的压缩腔连接；或者推移活塞杆与推移活塞同直径，即没有推移活塞背腔。4.根据权利要求1所述的种推移活塞加惯性管的脉管制冷机，其特征在于，所述的推移活塞系统为无推移活塞杆结构，包括推移活塞气缸、推移活塞、推移活塞后盖、柔性弹簧、推移活塞壳体、推移活塞背腔连接管，所述的推移活塞前端与推移活塞气缸共同形成推移活塞工作腔，推移活塞后端与推移活塞气缸、推移活塞后盖共同形成推移活塞背腔，柔性弹簧位于推移活塞背腔，支撑推移活塞。5.根据权利要求3或4所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱绍伟，许晟，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：
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