一种集成式同轴脉管制冷机制造技术

本发明专利技术公开了一种集成式同轴脉管制冷机，属于脉管制冷机技术领域，包括制冷机冷指、主动驱动机构和活塞式调相机构；制冷机冷指包括脉冲管、回热器、冷端换热器和热端换热器；主动驱动机构包括安装壳体、驱动气缸体、驱动构件和与脉冲管同轴的驱动活塞体，驱动活塞体将活塞空腔分隔为工作腔和背压腔，工作腔通过进气管路与回热器的热端连通；活塞式调相机构包括调相气缸体、弹性支撑构件和与驱动活塞体同轴的调相活塞体，调相活塞体将调相空腔分隔为膨胀腔和回收腔，膨胀腔通过调相管路与脉冲管的开口端连通，回收腔与背压腔连通。各机构同轴布置，整机简单紧凑，连接管路损失小，实现了制冷机的集成化、紧凑性及高效率是低温制冷机创新的目标。新的目标。新的目标。

【技术实现步骤摘要】
一种集成式同轴脉管制冷机


[0001]本专利技术涉及脉管制冷机
，特别是涉及一种集成式同轴脉管制冷机。

技术介绍

[0002]脉管制冷机是回热式小型低温制冷机领域重要的分支，主要包括脉管制冷机冷指、主驱动机构以及调相机构等，其中调相机构用于调节脉管制冷机内工质的质量流和压力波的相位关系，调相机构有小孔
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气库型、双向进气型、惯性管型、活塞型等。活塞型调相机构因其具有调相范围广、调相角度精确的优点，而被广泛使用，活塞型调相机构根据驱动方式，分为主动活塞调相和气动活塞调相。但现有脉管制冷机普遍存在一个问题：即主驱动机构、冷指、调相机构往往独立布置，如专利号为“202110392489.1”，专利名称为“一种单活塞调相的脉管制冷机系统及其减振方法”和专利号为“202120742047.0”，专利名称为“同轴型主动调相功回收脉管制冷机”中所公开的脉管制冷机。相互独立布置的方式，使得脉管制冷机结构复杂，安装繁琐，连接管路损失大，对结构紧凑、功耗等要求高的工程化应用困难。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是解决上述技术问题，提供一种集成式同轴脉管制冷机，各机构同轴布置，整机简单紧凑，连接管路损失小，实现了制冷机的集成化、紧凑性及高效率是低温制冷机创新的目标，方便与被冷却器件耦合应用。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术公开了一种集成式同轴脉管制冷机，包括制冷机冷指、主动驱动机构以及活塞式调相机构；
[0005]所述制冷机冷指包括脉冲管、回热器、冷端换热器以及热端换热器，所述回热器的内壁和所述脉冲管的外壁同轴共壁设置，所述冷端换热器与所述脉冲管的闭口端和所述回热器的冷端换热连接，所述热端换热器与所述脉冲管的开口端和所述回热器的热端换热连接；
[0006]所述主动驱动机构包括安装壳体和内设有活塞空腔的驱动气缸体，所述安装壳体包括驱动安装端和调相安装端，所述驱动安装端与所述热端换热器固定连接，所述驱动气缸体设置在所述驱动安装端的内部，所述活塞空腔内设有驱动活塞体和驱动所述驱动活塞体沿其轴线往复移动的驱动构件，所述驱动活塞体的轴线与所述脉冲管的轴线同轴，所述驱动活塞体沿其轴线方向将所述活塞空腔分隔为工作腔和背压腔，所述工作腔通过进气管路与所述回热器的热端连通；
[0007]所述活塞式调相机构包括设置在所述调相安装端内的调相气缸体，所述调相气缸体内设有调相空腔，所述调相空腔内设有调相活塞体和用于所述调相活塞体复位的弹性支撑构件，所述调相活塞体的轴线与所述驱动活塞体的轴线同轴，所述调相活塞体将所述调相空腔分隔为膨胀腔和回收腔，所述膨胀腔通过调相管路与所述脉冲管的开口端连通，所述回收腔与所述背压腔连通。
[0008]优选地，所述驱动构件为直线电机或热声机。
[0009]优选地，所述弹性支撑构件为与所述调相活塞体的活塞杆连接的板簧或者螺旋支撑弹簧。
[0010]优选地，所述弹性支撑构件和所述调相活塞体之间设有用于驱动所述调相活塞体沿其轴线往复移动的移动构件。
[0011]优选地，所述移动构件为直线电机或热声机。
[0012]优选地，包括安装在所述安装壳体的调相安装端的减振机构。
[0013]优选地，所述减振机构包括平衡质量块和与所述调相安装端固定连接的连接杆，所述平衡质量块通过弹性减振构件连接在所述连接杆的两侧，所述连接杆的轴线与所述调相活塞体的轴线同轴。
[0014]优选地，所述减振机构包括与所述调相安装端固定连接的减振气缸体，所述减振气缸体内设有减振活塞体和支撑所述减振活塞体的弹性减振构件，所述减振活塞体的轴线与所述调相活塞体的轴线同轴，所述弹性减振构件和所述调相活塞体之间设有用于驱动所述减振活塞体沿其轴线往复运动的运动构件，所述减振活塞体的运动方向与所述调相活塞体和所述驱动活塞体的综合运动方向相反。
[0015]优选地，所述弹性减振构件为板簧或者螺旋支撑弹簧。
[0016]优选地，所述运动构件为直线电机或热声机。
[0017]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0018]1.本集成式同轴脉管制冷机中，脉管制冷机冷指、主动驱动机构、活塞式调相机构同轴布置，整机简单紧凑，连接管路损失小，实现了制冷机的集成化、紧凑性及高效率是低温制冷机创新的目标，方便与被冷却器件耦合应用，采用塞式调相机构进行调相，调相范围广，结构紧凑，调相角度精确，有利于实现脉管制冷机高效率，继而满足了结构紧凑、功耗等要求高的工程化应用。
[0019]2.本集成式同轴脉管制冷机中，增设了减振机构，可减小脉管制冷机冷指振动输出，使得本集成式同轴脉管制冷机可应用于红外探测器等敏感器件中。
[0020]3.本集成式同轴脉管制冷机中，减振机构与脉管制冷机冷指、主动驱动机构、活塞式调相机构也同轴设置，一方面可仍保证集成式同轴脉管制冷机的结构紧凑，另一方面则是同轴布置结构利于进行振动抑制。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为集成式同轴脉管制冷机(具有被动活塞式调相机构和被动减震机构)的内部结构示意图；
[0023]图2为集成式同轴脉管制冷机(具有主动活塞式调相机构和被动减震机构)的内部结构示意图；
[0024]图3为为集成式同轴脉管制冷机(具有主动活塞式调相机构和主动减震机构)的内部结构示意图。
[0025]附图标记说明：
[0026]1、制冷机冷指；2、主动驱动机构；3、活塞式调相机构；4、减振机构；5、进气管路；6、调相管路；7、安装壳体；
[0027]101、脉冲管；102、回热器；103、冷端换热器；104、热端换热器；
[0028]201、驱动气缸体；202、驱动活塞体；203、工作腔；204、背压腔；205、驱动构件；
[0029]301、调相气缸体；302、调相活塞体；303、膨胀腔；304、回收腔；305、弹性支撑构件；306、移动构件；
[0030]401、平衡质量块；402、连接杆；403、弹性减振构件；404、减振气缸体；405、减振活塞体；406、运动构件。
具体实施方式
[0031]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的一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]本实施例提供了一种集成式同轴脉管制冷机，如图1至图3所示，包括制冷机冷指1、主动驱动机构2以及活塞式调相机构3。其中：
[0033]制冷机冷指1包括脉冲管101、回热器102、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成式同轴脉管制冷机，其特征在于，包括制冷机冷指、主动驱动机构以及活塞式调相机构；所述制冷机冷指包括脉冲管、回热器、冷端换热器以及热端换热器，所述回热器的内壁和所述脉冲管的外壁同轴共壁设置，所述冷端换热器与所述脉冲管的闭口端和所述回热器的冷端换热连接，所述热端换热器与所述脉冲管的开口端和所述回热器的热端换热连接；所述主动驱动机构包括安装壳体和内设有活塞空腔的驱动气缸体，所述安装壳体包括驱动安装端和调相安装端，所述驱动安装端与所述热端换热器固定连接，所述驱动气缸体设置在所述驱动安装端的内部，所述活塞空腔内设有驱动活塞体和驱动所述驱动活塞体沿其轴线往复移动的驱动构件，所述驱动活塞体的轴线与所述脉冲管的轴线同轴，所述驱动活塞体沿其轴线方向将所述活塞空腔分隔为工作腔和背压腔，所述工作腔通过进气管路与所述回热器的热端连通；所述活塞式调相机构包括设置在所述调相安装端内的调相气缸体，所述调相气缸体内设有调相空腔，所述调相空腔内设有调相活塞体和用于所述调相活塞体复位的弹性支撑构件，所述调相活塞体的轴线与所述驱动活塞体的轴线同轴，所述调相活塞体将所述调相空腔分隔为膨胀腔和回收腔，所述膨胀腔通过调相管路与所述脉冲管的开口端连通，所述回收腔与所述背压腔连通。2.根据权利要求1所述的集成式同轴脉管制冷机，其特征在于，所述驱动构件为直线电机或热声机。3.根据权利要求1所述的集成式同轴脉管制冷机，其特征在于，所述弹性支...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁磊，吴亦农，木松松，蒋珍华，刘少帅，沙鑫权，项汉桢，黄政，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：