一种三级循环深冷制冷机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种三级循环深冷制冷机，其包括压缩气动组件和活塞循环组件，压缩气动组件包括压缩机、冷却器、滤油器、吸附器和进出气管路；活塞循环组件包括驱动马达、进气阀、排气阀、一级活塞、一级汽缸、一级热腔、一级冷腔、一级回热器、一级密封圈、二级活塞、二级汽缸、二级热腔、二级冷腔、二级回热器和二级密封圈、三级活塞、三级汽缸、三级热腔、三级冷腔、三级回热器和三级密封圈；在马达驱动的一级汽缸活塞、二级汽缸活塞及三级活塞作用下，完成一级、二级及三级三个压缩膨胀循环；本实用新型专利技术在二级GM制冷机基础上增加一个三级GM制冷循环，提高了制冷效率，最终在三级冷腔中形成液氦温度(3K-5K)的有效制冷量。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及深冷制冷
，具体涉及三级循环深冷制冷机。技术背景目前，国内现有的GM循环制冷机多采用ー级或ニ级循环制冷工作原理，ー级GM制冷机只有一组汽缸活塞及一个回热器，虽然结构简単，但制冷效率低，只能在液氮温度(60K-70K)下提供有效制冷量，使得ー级GM循环制冷机应用范围局限在液氮温度(60K-70KJ条件下，无法在更低温度要求的条件下具备有效的应用价值，ー级GM制冷机虽然增加了第二级GM制冷循环，提高了制冷效率，可以在液氢温度(10K-20K)下提供有效制冷量，但还没有达到GM制冷机的应用极限，所以，本技术在现有ニ级GM制冷循环的基 础上，进ー步开发，使GM制冷机达到更高的极限应用价值
技术实现思路
本技术的目的是提供一种三级循环深冷制冷机，通过再增加ー组GM制冷活塞和汽缸，使经过ニ级GM制冷循环在ニ级冷腔中形成的冷媒，继续输送到三级GM制冷循环中，以ニ级冷腔作为三级汽缸的热腔，冷媒通过第三次膨胀压缩循环，在三级冷腔中产生出比仅采用ニ级GM制冷循环的结构更低温度的有效制冷量。为实现上述目的，本技术所提供的技术方案是一种三级循环深冷制冷机，其包括压缩气动组件和活塞循环组件，其特征在于，压缩气动组件包括压缩机、冷却器、滤油器、吸附器和进出气管路；活塞循环组件包括驱动马达、进气阀、排气阀、一级活塞、一级汽缸、一级热腔、ー级冷腔、一级回热器、ー级密封圈、ニ级活塞、ニ级汽缸、ニ级热腔、ニ级冷腔、ニ级回热器和ニ级密封圈、三级活塞、三级汽缸、三级热腔、三级冷腔、三级回热器和三级密封圈；所述的压缩机的出气端经过冷却器、滤油器、吸附器与进气阀连接，压缩机的进气端与排气阀连接，进气阀和排气阀与一级回热器互相连接，一级回热器与ー级汽缸连接，ニ级回热器的两端分别与ー级汽缸和ニ级汽缸连接，三级回热器的两端分别与ニ级汽缸和三级汽缸相连接，一级活塞在一级汽缸中，并由马达驱动，一级活塞上方为ー级热腔，下方为ー级冷腔，ニ级活塞在ニ级汽缸中，并与ー级活塞机械联动，ニ级活塞上方为ニ级热腔，下方为ニ级冷腔，三级活塞在三级汽缸中，并与ニ级活塞机械联动，三级活塞上方为三级热腔，下方为三级冷腔。所述的ー级汽缸、ニ级汽缸和三级汽缸中充有高压冷媒。其还包括与所述的压缩气动组件配合工作的高压冷媒，该高压冷媒为具备液化温度的气体。所述ー级活塞与ー级汽缸之间，ニ级活塞与ニ级汽缸之间，三级活塞与三级汽缸之间，均设置有密封圏。所述马达控制进气阀和排气阀的开启和闭合状态。所述马达通过与相连接的曲柄连杆驱动机构驱动ー级活塞工作。一级回热器、ニ级回热器及三级回热器分别设置在ー级活塞、ニ级活塞及三级活塞中。所述的回热器中装有回热填料；其中所述的ー级回热器中的回热填料为高传导性金属网，ニ级回热器中的回热填料为高传导性金属网和填充有铅珠，三级回热器中的回热填料为高传导性金属网和铒三镍合金珠。本技术的有益效果是本技术提供的三级循环深冷制冷机，通过再增加ー组GM制冷活塞和汽缸，使经过ニ级GM制冷循环在ニ级冷腔中形成的冷媒，继续输送到三级GM制冷循环中，以ニ级冷腔作为三级汽缸的热腔，冷媒通过第三次膨胀压缩循环，在三级冷腔中产生出比仅采用ニ级GM制冷循环的结构更低温度的有效制冷量；在ニ级GM制冷机基础上增加一个三级GM制冷循环，提高了制冷效率，从而在三级冷腔中产生更低的深冷温度(3K-5K)的有效制冷量。以下结合附图与具体实施方式，对本技术进ー步说明。附图说明图I是本技术压缩气动及三级汽缸活塞循环的工作原理图；图2是本技术整体剖面结构示意图。具体实施方式參见图I至图2，本技术提供的三级循环深冷制冷机，其包括压缩气动组件和活塞循环组件，压缩气动组件包括压缩机I、冷却器2、滤油器3、吸附器4和进出气管路；活塞循环组件包括驱动马达9、进气阀5、排气阀6、一级活塞13、一级汽缸10、一级热腔11、一级冷腔14、一级回热器7、ー级密封圈12、ニ级活塞16、ニ级汽缸17、ニ级热腔(即为ー级冷腔14)、ニ级冷腔18、ニ级回热器8和ニ级密封圈15、三级活塞22、三级汽缸21、三级热腔(即为ニ级冷腔18)、三级冷腔23、三级回热器19和三级密封圈20 ;所述的ニ级汽缸与ー级汽缸为一整体，三级汽缸与一二级汽缸为一整体。所述的压缩机I的出气端经过冷却器2、滤油器3、吸附器4与进气阀5连接，压缩机I的进气端与排气阀6连接,进气阀5和排气阀6与一级回热器7互相连接,一级回热器7与一级汽缸10连接，ニ级回热器8的两端分别与ー级汽缸10和ニ级汽缸17连接，三级回热器19的两端分别与ニ级汽缸17和三级汽缸21相连接，一级活塞13在一级汽缸10中，并由马达9驱动，一级活塞13上方为ー级热腔11，下方为ー级冷腔14，ニ级活塞16在ニ级汽缸17中，并与ー级活塞13机械联动，ニ级活塞16上方为ニ级热腔14，下方为ニ级冷腔18，三级活塞22在三级汽缸21中，并与ニ级活塞16机械联动，三级活塞22上方为三级热腔18，下方为三级冷腔23。所述的ー级汽缸10、ニ级汽缸17和三级汽缸21中充有高压冷媒。三级循环深冷制冷机还包括与所述的压缩气动组件配合工作的高压冷媒，该高压冷媒为具备液化温度的气体，例如氦气。所述ー级活塞13与一级汽缸10之间，ニ级活塞16与ニ级汽缸17之间，三级活塞22与三级汽缸21之间，均设置有密封圏。所述马达9控制进气阀5和排气阀6的开启和闭合状态。所述马达9通过与相连接的曲柄连杆驱动机构驱动ー级活塞13工作。一级回热器7、ニ级回热器8及三级回热器19分别设置在一级活塞13、ニ级活塞16及三级活塞22中。所述的回热器(7、8、19)中装有回热填料(8A、8B、8C、19A、19B、19C)。具体的一级回热器7中的回热填料(上磷铜网8A、下磷铜网SC)为高传导性金属网，ニ级回热器8中的回热填料(上磷铜网8A、下磷铜网SC)为高传导性金属网和填充铅珠8B，三级回热器19中的回热填料(上磷铜网19A、下磷铜网19C)为高传导性金属网和铒三镍合金珠19B。一级回热器7设置在一级活塞中13，内部以磷铜网填充作为回热材料，一级回热器7的与一级汽缸10中的一级热腔11及一级冷腔14连通，ニ级回热器8设置在ニ级活塞16中，内部以上磷铜网8A，下磷铜网8C，以及两层的中间的铅珠8B填充作为回热材料，ニ级 回热器8的两端分别与ー级汽缸10中的一级冷腔14 (即ニ级热腔)和ニ级汽缸17中的ニ级冷腔18连通，三级回热器19设置在三级活塞22中，内部以上磷铜网19A，下磷铜网19C，以及两层的中间的铒三镍合金珠19B填充作为回热材料，三级回热器19的两端分别与ニ级汽缸17中的ニ级冷腔18 (即三级热腔)和三级汽缸21中的三级冷腔23连通。本技术提供的三级循环深冷制冷机循环工作原理简述如下马达驱动ー级活塞13、ニ级活塞16及三级活塞22运动，同时打开进气阀5，关闭排气阀6，压缩机排出高压氦气经过进气阀5进入ー级热腔11和一级回热器7，经ー级回热器7的冷却并达到压カ平衡后，进入ー级冷腔14，在一级活塞13运动作用下进行ー级膨胀制冷，经过ー级膨胀制冷的高压氦气，从ー级冷腔14 (即ニ级热腔)进入ニ级回热器8冷却达到压平衡后，进入ニ级冷腔18，在ニ级活塞16运动作用下进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三级循环深冷制冷机，其包括压缩气动组件和活塞循环组件，其特征在于，压缩气动组件包括压缩机(1)、冷却器(2)、滤油器(3)、吸附器(4)和进出气管路；活塞循环组件包括驱动马达(9)、进气阀(5)、排气阀(6)、一级活塞(13)、一级汽缸(10)、一级热腔(11)、一级冷腔(14)、一级回热器(7)、一级密封圈(12)、二级活塞(16)、二级汽缸(17)、二级热腔(14)、二级冷腔(18)、二级回热器(8)和二级密封圈(15)、三级活塞(22)、三级汽缸(21)、三级热腔(18)、三级冷腔(23)、三级回热器(19)和三级密封圈(20)；所述的压缩机(1)的出气端经过冷却器(2)、滤油器(3)、吸附器(4)与进气阀(5)连接，压缩机(1)的进气端与排气阀(6)连接，进气阀(5)和排气阀(6)与一级回热器(7)互相连接，一级回热器(7)与一级汽缸(10)连接，二级回热器(8)的两端分别与一级汽缸(10)和二级汽缸(17)连接，三级回热器(19)的两端分别与二级汽缸(17)和三级汽缸(21)相连接，一级活塞(13)在一级汽缸(10)中，并由马达(9)驱动，一级活塞(13)上方为一级热腔(11)，下方为一级冷腔(14)，二级活塞(16)在二级汽缸(17)中，并与一级活塞(13)机械联动，二级活塞(16)上方为二级热腔(14)，下方为二级冷腔(18)，三级活塞(22)在三级汽缸(21)中，并与二级活塞(16)机械联动，三级活塞(22)上方为三级热腔(18)，下方为三级冷腔(23)。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈振权，翁耀，李继鸣，祝绪堂，
申请(专利权)人：东莞光阵显示器制品有限公司，
类型：实用新型
国别省市：