超低温脉冲管冷冻机、脉冲管冷冻机的运转方法及回转阀技术

本发明专利技术的脉冲管冷冻机，具有脉冲管、蓄冷器和回转阀，所述回转阀包括：阀座，具有滑动面；阀盘，通过与阀座的滑动面接触的同时相对旋转来切换冷媒的流路；以及，缓冲器，将阀盘向所述阀座推压，缓冲气体的压力低于冷冻机系统的平均压力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超低温脉冲管冷冻机、脉冲管冷冻机的运转方法及回转阀。
技术介绍
脉冲管冷冻机一般通过使用多端口的回转阀来实现冷冻能力的最佳性能。这种多端口的回转阀在阀座上具有阀盘，通常在阀座内具有与蓄冷器连接的一个以上的端口，通过同一端口相对蓄冷器流入和流出气体。专利文献I公开了通过缓冲压(Pb)的气体进行推压的阀盘。该阀盘具有与脉冲管缓冲容积连接的包括马达5的外壳内容积的环绕阀盘90的空间98。在这种回转阀中，通 过I个端口控制向缓冲器的流入气体和流出气体，缓冲器的压力高于冷冻机系统的平均压力(冷冻机的高压侧压力与低压侧压力的平均压力)。因此，对阀盘的作用力很大，驱动阀所需要的转矩也变大。专利文献I :日本特表2008-544199
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种降低了驱动转矩的超低温脉冲管冷冻机用回转阀及使用这种回转阀的脉冲管冷冻机。本专利技术的脉冲管冷冻机，具有脉冲管、蓄冷器和回转阀，其特征在于，所述回转阀包括阀座,具有滑动面；阀盘，通过与该阀座的滑动面接触的同时相对旋转来切换冷媒的流路；以及，缓冲器，通过缓冲气体将所述阀盘向所述阀座推压，所述缓冲气体的压力低于冷冻机系统的平均压力。而且，也可以还具备缓冲气体流路，所述缓冲气体流路具有缓冲气体流入流路，从所述缓冲器向所述蓄冷器流入气体；以及，缓冲气体流出流路，从所述蓄冷器向所述缓冲器流出气体，所述缓冲气体流入流路的流路阻力，小于所述缓冲气体流出流路的流路阻力。而且，也可以所述缓冲气体流入流路的截面面积的最小值，大于所述缓冲气体流出流路的截面面积的最小值。而且，也可以在所述缓冲气体流出流路上设置流路阻力部件。而且，也可以为，所述阀座滑动面，具备高压端口，与压缩机的高压侧连接；低压端口，与所述压缩机的低压侧连接；蓄冷器端口，与所述蓄冷器连接；以及，脉冲管端口，与上述脉冲管连接，所述阀盘，具备高压气体流路，连接所述高压端口、和所述蓄冷器端口或所述脉冲管端口 ；低压气体流路，连接所述低压端口、和所述蓄冷器端口或所述脉冲管端口 ；缓冲气体流入流路，从所述缓冲器向所述蓄冷器流入气体；以及，缓冲气体流出流路，从所述蓄冷器向所述缓冲器流出气体。而且，也可以为，所述缓冲器以包围阀盘的方式配置，所述缓冲气体流路是设置于所述阀盘的外缘的开口。另外，也可以为，在所述阀盘旋转I周期间所述缓冲气体流出流路与所述蓄冷器连接的时间，长于在所述阀盘旋转I周期间所述缓冲气体流入流路与所述蓄冷器连接的时间。另外，本专利技术的旋转阀，具备阀座，所述阀座具备高压端口，与压缩机的高压侧连接；低压端口，与上述压缩机的低压侧连接；以及，蓄冷器端口，与超低温冷冻机的蓄冷器连接，和阀盘，所述阀盘具备高压气体流路，连接所述高压端口和所述蓄冷器端口 ；低压气体流路，连接所述低压端口和所述蓄冷器端口 ；以及，缓冲气体流路，连接缓冲器和所述蓄冷器端口，其特征在于，所述缓冲气体的压力低于冷冻机系统的平均压力。 另外，本专利技术的脉冲管冷冻机的运转方法，所述脉冲管冷冻机具有脉冲管、蓄冷器和回转阀，其特征在于，所述回转阀包括阀座,具有滑动面；阀盘，通过与该阀座的滑动面接触的同时相对旋转来切换冷媒的流路；以及，缓冲器，将所述阀盘向所述阀座推压，缓冲气体的压力低于冷冻机系统的平均压力地进行运转。而且，也可以具有缓冲气体流入工序，从所述缓冲器向所述蓄冷器流入气体；和缓冲气体流出工序，从所述蓄冷器向所述缓冲器流出气体，所述缓冲气体流入工序比所述缓冲气体流出工序长。专利技术的效果根据本专利技术的回转阀，通过使缓冲压力小于冷冻机系统的平均压力的压力，从而使向阀座推压阀盘的作用力变小，能够降低回转阀的驱动转矩。附图说明图I是表示本专利技术的第I实施例的2级式4阀型脉冲管冷冻机的结构的图。图2表示第I实施例的阀内部构造的剖面图，包括阀座170、阀盘171、及包围阀盘的缓冲器180。图3(a)是构成第I实施例的回转阀的阀座的滑动面的俯视图。图3(b)是构成第I实施例的回转阀的阀盘的滑动面的俯视图。图4是表示第I实施例的脉冲管冷冻机动作中的回转阀的开闭状态的时序图。图5是表示本专利技术第2实施例的3级4阀式脉冲管冷冻机200_1的结构图。图6 (a)表示构成第2实施例的回转阀的阀座的滑动面的俯视图。图6 (b)表示构成第2实施例的回转阀的阀盘的滑动面的俯视图。图7是表示第2实施例的脉冲管冷冻机动作中的回转阀的开闭状态的时序图。图8是表示本专利技术第3实施例的单级4阀式脉冲管冷冻机300-1的结构图。图9(a)表示构成第3实施例的回转阀的阀座的滑动面的俯视图，旋转I周提供2个冷却循环。图9(b)表示构成第3实施例的回转阀的阀盘的滑动面的俯视图，旋转I周提供2个冷却循环。图10(a)表示构成第3实施例的回转阀的阀座的滑动面的俯视图，旋转I周提供3个冷却循环。图10(b)表示构成第3实施例的回转阀的阀盘的滑动面的俯视图，旋转I周提供3个冷却循环。图11是表示第3实施例的脉冲管冷冻机动作中的回转阀的开闭状态的时序图。图12是表示本专利技术的第4实施例的2级式4阀型脉冲管冷冻机的结构的图。具体实施方式 本专利技术的超低温脉冲管冷冻机的冷头包括阀机构，该阀机构通常由回转阀盘和阀座构成。在阀上存在分散的端口，根据不同的端口的周期性配置，通过压缩机供给的工作流体，可以流入和流出蓄冷器和冷头的工作容积。本专利技术的脉冲管冷冻机具有回转阀，在从压缩机的高压侧向蓄冷器供给气体之前，从缓冲器向蓄冷器供给气体。另外，在从蓄冷器向压缩机的低压侧排出气体之前，从蓄冷器向缓冲器排放气体。上述阀盘通过缓冲器内的气体的压力向阀座推压。另外，阀座包括用于向蓄冷器流动的端口 ；和用于向多个脉冲管流动的端口。上述阀座具有配置于单一的轨道上的通向上述蓄冷器的端口和通向脉冲管的多个端口，回转阀每回转一周存在多个冷却循环。另外，通过各自的阀控制从缓冲器向蓄冷器的流入气体和从蓄冷器向缓冲器的流出气体，并且，从缓冲器向蓄冷器的气体流入工序长于从蓄冷器向缓冲器的流出工序，或者从缓冲器向蓄冷器的气体流入的流路的阻力小于从蓄冷器向缓冲器的流出的流路的阻力。本专利技术可以适用于4阀式GM型多级脉冲管冷冻机。下面，参照附图说明本专利技术的实施例。(第I实施例)图I是表示本专利技术的第I实施例的2级式4阀型脉冲管冷冻机的结构的图。高压气体Ph从压缩机112通过第I高压配管115A、第2高压配管125A和第3高压配管135A流入阀VI、V3、V5。低压气体Pl从阀V2、V4、V6分别通过第I低压配管115B、第2低压配管125B和第3低压配管135B返回压缩机112。阀Vl控制通过共同配管128流入第I蓄冷器120 (Rl)的气流。阀V2控制通过共同配管128从第I蓄冷器120 (Rl)流出的气流。阀V3控制通过共同配管138和第I流路阻力部件160流入第I级脉冲管130 (PTl)的气流。阀V4控制通过共同配管138和第I流路阻力部件160从第I级脉冲管130 (PTl)流出的气流。阀V5控制通过共同配管158和第2流路阻力部件162流入第2级脉冲管150 (PT2)的气流。阀V6控制通过共同配管158和第2流路阻力部件162从第2级脉冲管150 (PT2)流出的气流。阀Vll控制从缓冲器180流入蓄冷器的气流。阀V12控制从蓄冷器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脉冲管冷冻机，具有脉冲管、蓄冷器和回转阀，其特征在于， 所述回转阀包括阀座，具有滑动面；阀盘，通过与该阀座的滑动面接触的同时相对旋转来切换冷媒的流路；以及，缓冲器，通过缓冲气体将所述阀盘向所述阀座推压， 所述缓冲气体的压力低于冷冻机系统的平均压力。2.根据权利要求I所述的脉冲管冷冻机，其特征在于， 还具备缓冲气体流路，所述缓冲气体流路具有缓冲气体流入流路，从所述缓冲器向所述蓄冷器流入气体；以及，缓冲气体流出流路，从所述蓄冷器向所述缓冲器流出气体， 所述缓冲气体流入流路的流路阻力，小于所述缓冲气体流出流路的流路阻力。3.根据权利要求2所述的脉冲管冷冻机，其特征在于， 所述缓冲气体流入流路的截面面积的最小值，大于所述缓冲气体流出流路的截面面积的最小值。4.根据权利要求2或3所述的脉冲管冷冻机，其特征在于， 在所述缓冲气体流出流路上设置流路阻力部件。5.根据权利要求I所述的脉冲管冷冻机，其特征在于， 所述阀座滑动面，具备高压端口，与压缩机的高压侧连接；低压端口，与所述压缩机的低压侧连接；蓄冷器端口，与所述蓄冷器连接；以及，脉冲管端口，与上述脉冲管连接， 所述阀盘，具备高压气体流路，连接所述高压端口、和所述蓄冷器端口或所述脉冲管端口 ；低压气体流路，连接所述低压端口、和所述蓄冷器端口或所述脉冲管端口 ；缓冲气体流入流路，从所述缓冲器向所述蓄冷器流入气体；以及，缓冲气体流出流路，从所述蓄冷器向...

【专利技术属性】
技术研发人员：许名尧，
申请(专利权)人：住友重机械工业株式会社，
类型：发明
国别省市：