本发明属于制冷领域，具体涉及一种降温装置。
背景技术：
人体发热是由于发热激活物作用于机体，导致内生致热原的产生 并入脑作用于体温调节中枢，促使发热中枢介质释放，从而引起调定 点的改变。细菌感染性发热、无菌性组织损伤发热等均可引起组织代 谢增强、消化功能失调、肌肉酸痛、头痛甚至中枢神经系统功能紊乱， 有时出现意识不清、昏迷等。常用的退热方法分为物理降温和服用解 热镇痛药物，而药物降温副作用大，且对于2个月以内的婴幼儿，世 界卫生组织建议禁止使用任何退烧药品。目前，物理降温最常用的方 法就是使用降温贴，但存在诸多缺点：首先，降温区域有限，一般降 温贴仅仅贴于人体额头部分，只能一次性使用。降温速度慢，降温效 果差，温度不易控制，控制温度准确度较低。
技术实现要素：
本发明的目的之一在于提供一种采用新型高效的声能制冷机的 降温装置，该降温装置利用斯特林制冷机制冷，通过微型泵循环把冷 冻液的冷量传递到降温包上，并且根据温度传感器的反馈，调节斯特 林制冷机的输入功率，从而自动控制降温包内的冷却液的温度，实现 智能降温。
本发明提供了一种降温装置，具有这样的特征，包括制冷部、降 温包，制冷部包括制冷机、微型泵、冷端换热器、胶管，制冷机为脉 管型自由活塞斯特林制冷机，冷端换热器设置在脉管型自由活塞斯特 林制冷机冷指的冷端上，冷端换热器上设置有冷冻液的进口和出口， 冷端换热器设置有封闭的管道，该管道的一端与进口连通，另一端与 出口连通，降温包具有封闭的包本体和设置在降温包本体内呈蛇形形 状的胶管，胶管管路的一端与进口连通，另一端与出口连通，冷冻液 通过蛇形形状的胶管管路与包本体接触，用于导冷，微型泵设置在降 温包与冷端换热器之间的胶管管路上，用于对管路中的冷冻液进行循 环，脉管型自由活塞斯特林制冷机包括直线电机、压缩单元、膨胀机 单元以及机架，机架包括法兰、膨胀活塞管、压缩活塞管以及底座， 法兰呈圆盘形状，该法兰的一侧面设置有同心的圆盘，另一侧面与底 座相连，底座呈筒状，一端与法兰相连，另一端为自由端，底座的中 心线与法兰的中心线重合，膨胀活塞管为直通管，一端与圆盘相连， 另一端为自由端，用于连接制冷机的脉冲管，膨胀活塞管内具有柱形 膨胀活塞腔，压缩活塞管为直通管，设置在底座中，一端与法兰相连， 另一端为自由端，压缩活塞管内具有柱形压缩活塞腔，压缩活塞腔与 膨胀活塞腔同轴线且相连通，平行于压缩活塞腔轴线，圆盘上设置有 多个连通压缩活塞腔与外部的通孔，压缩活塞腔的内径大于膨胀活塞 腔的内径，膨胀活塞腔的内径与脉冲管的内径是相同的，直线电机包 括外轭铁、内轭铁以及动子，外轭铁、内轭铁分别设置在机架上且外 轭铁、内轭铁之间具有间隙，动子设置在间隙中，压缩单元具有压缩 活塞、压缩活塞弹簧，压缩活塞弹簧通过连接件与机架固定连接，压 缩活塞设置在压缩活塞管中，一端与动子相连且与压缩活塞弹簧相 连，另一端为自由端，膨胀机单元包括膨胀活塞、膨胀活塞弹簧、膨 胀活塞杆、一级热端换热器、二级热端换热器、回热器、脉冲管、冷 端换热器，一级热端换热器呈圆筒状，套在膨胀活塞管的外壁上且设 置在小圆盘的端面上，脉冲管的一端与膨胀活塞管相连，另一端与冷 端换热器相连，回热器呈圆筒状，设置在脉冲管的外侧，一端与冷端 换热器相连，另一端与一级热端换热器相连，二级热端换热器设置在 脉冲管内，膨胀活塞在膨胀活塞管中，膨胀活塞弹簧通过连接件与机 架固定连接，膨胀活塞杆的一端与膨胀活塞相连，另一端穿过压缩活 塞、压缩活塞弹簧后与膨胀活塞弹簧相连，压缩活塞、膨胀活塞、压 缩活塞腔以及膨胀活塞腔构成压缩腔，膨胀活塞、二级热端换热器以 及膨胀活塞腔构成膨胀腔，膨胀腔与压缩腔同轴布置。
在本发明提供的降温装置中，其特征在于，还包括控制器和温度 传感器，温度传感器设置在降温包内且与控制器相连，控制器与脉管 型自由活塞斯特林制冷机相连接并控制脉管型自由活塞斯特林制冷 机的开启。
在本发明提供的降温装置中，还可以具有这样的特征：其中，其 中，若温度传感器偏离设定值，控制器调节斯特林制冷机的输入功率， 从而自动控制降温包内的冷冻液的温度，实现智能降温。
另外，在本发明提供的降温装置中，还可以具有这样的特征：其 中，其中，降温包外部一面的表面上设置有用于与皮肤粘附的凝胶。
另外，在本发明提供的降温装置中，还可以具有这样的特征：其 中，冷端换热器的侧面以钎焊方式固定在斯特林制冷机的冷头周围。
另外，在本发明提供的降温装置中，还可以具有这样的特征：其 中，胶管为细硅胶管。
发明的作用与效果
本发明的有益效果在于：本发明的同轴脉管型自由活塞斯特林制 冷机取消了传统自由活塞斯特林制冷机较长的低温膨胀活塞，以较短 室温区工作的功回收膨胀活塞代替。自由活塞斯特林制冷机的膨胀气 缸变成了脉管冷指的脉冲管，脉冲管冷端布置有层流化的导流器，热 端设有二级热端换热器。这种改变结合了自由活塞斯特林制冷机和脉 管制冷机的优点，通过取消在冷热端高频运动的膨胀活塞，消除了低 温膨胀活塞带来的泵气损失、穿梭损失以及轴向导热损失。通过热端 设置较短的室温膨胀活塞解决了脉管制冷机的声功回收问题，因此， 当完全回收冷端声功时，该新型脉管型自由活塞斯特林制冷机理论效 率为卡诺循环效率。同时，取消低温膨胀活塞降低了制冷机制造难度， 减小了整机质量。
另外，本发明的降温装置，脉管型自由活塞斯特林制冷机体积小， 结构紧凑，方便携带，制冷效率高的特点；
进一步地，本发明的降温装置降温速度快，降温效果好，温度易 控制，控制温度准确度较高。
进一步地，本发明的降温装置中的降温包可重复性使用，采用硅 胶管，无毒无味，稳定可靠，具有绿色、环保、无污染的优点。
附图说明
图1是本发明的实施例中采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的降温 装置结构示意图；
图2为本发明的脉管型自由活塞斯特林制冷机剖面示意图；
图3是本发明的实施例中机架的立体示意图；
图4是图3中B向视图；以及
图5是图4中D-D剖视图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于 明白了解，以下实施例结合附图对本发明的降温装置作具体阐述。
实施例
如图1所示，本发明的利用脉管型自由活塞斯特林制冷机的降温 装置包括制冷部、降温包、控制器以及温度传感器。
制冷部包括声能制冷机、微型泵82、冷端换热器80。
实施例中，声能制冷机为脉管型自由活塞斯特林制冷机70。
脉管型自由活塞斯特林制冷机70具有冷指71，冷指71具有冷 端，冷端换热器80设置在冷端上，冷端换热器80上设置有冷冻液的 进口和出口，冷端换热器80内设置有封闭的管道，该管道的一端与 进口连通，另一端与出口连通，进口和出口对称分布在冷端换热器 80的两侧。实施例在，冷端换热器80的侧面以钎焊方式固定在斯特 林制冷机的冷头上。
如图2所示，同轴脉管型自由活塞斯特林制冷机70包括直线电 机1、压缩单元、膨胀机单元、无阻尼动力吸振单元4、机架50B、 以及外壳60。
如图3、4、5所示，机架50B包括法兰52B、膨胀活塞管51B、 压缩活塞管54B以及底座53B，
其中，法兰52B呈圆盘形状，该法兰52B的一侧面设置有同心 的圆盘521B，另一侧面与底座53B相连，法兰52B上均匀设置有多 个连接通孔。
底座53B呈筒状，一端与法兰52B相连，另一端为自由端，底 座53B的中心线与法兰52B的中心线重合，底座53B的自由端上设 置有多个连接螺孔531B，实施例中，底座53B为围绕法兰52B的中 心线设置的四个支腿。
膨胀活塞管51B为直通管，一端与圆盘521B相连且与圆盘521B 同轴线，另一端为自由端，用于连接制冷机的脉冲管，膨胀活塞管 51B内具有柱形膨胀活塞腔511B。
压缩活塞管54B为直通管，设置在底座53B中，一端与法兰52B 相连且与法兰52B同轴线，另一端为自由端，压缩活塞管54B内具 有柱形压缩活塞腔541B，压缩活塞腔541B与膨胀活塞腔511B同轴 线且相连通。
平行于压缩活塞腔541B轴线，圆盘521B上设置有多个连通压 缩活塞腔541B与外部的通孔522B，通孔522B的数量在3-9个之间。 实施例中，通孔522B的截面为圆弧槽，数量为4个。
压缩活塞腔541B的内径大于膨胀活塞腔511B的内径，膨胀活 塞腔511B的内径与脉冲管的内径是相同的。
直线电机1包括外轭铁11、内轭铁14以及动子，外轭铁11、内 轭铁14分别设置在机架上且外轭铁、内轭铁之间具有间隙，动子设 置在间隙中，动子包括永磁体13和永磁体支架15。
如图2所示，直线电机1主要包括外轭铁11、线圈12、永磁体 13、内轭铁14，永磁体支架15，动子包括永磁体13、永磁体支架15、 连接件16、固定螺母18、压缩活塞19以及压缩活塞板弹簧17(计 算动子质量时只取板弹簧质量的1/3)，永磁体支架15与永磁体13 相连接，并与压缩活塞19和连接件16通过螺纹连接。外轭铁11与 内轭铁14为软磁材料，常用电功纯铁、硅钢片等材料制作，永磁体 13为永磁材料，常用汝铁硼、铝镍钴永磁材料来制作。外轭铁11、 线圈12、永磁体13、内轭铁14均为环形，并且采用同轴布置。外轭 铁11、内轭铁14分别设置在机架50B上且外轭铁、内轭铁之间具有 间隙，动子设置在间隙中。
当线圈通入直流电时，外轭铁11和内轭铁14会形成磁力回线， 从而在外轭铁11和内轭铁14上产生磁极。当在线圈中通入交流电时， 永磁体13就会受到交变电磁力而做往复直线运动。当永磁体13做往 复直线运动时，会带动压缩活塞19做往复直线运动，压缩活塞板弹 簧17提供轴向的往复弹性力以及径向支撑。
压缩单元包括连接件16、压缩活塞板弹簧17、固定螺母18、压 缩活塞19。压缩活塞板弹簧17通过固定螺母18与连接件16相连接， 压缩活塞板弹簧17与机架50B通过连接件固定连接，压缩活塞19 设置在压缩活塞腔541B中，一端与动子相连且与压缩活塞弹簧17 相连，另一端为自由端。
膨胀机单元包括膨胀活塞21B、膨胀活塞板弹簧22B、活塞杆 23B、一级热端换热器26B、二级热端换热器33B、回热器25B、脉 冲管31B、冷端换热器24B、冷指壳35B。
一级热端换热器26B呈圆筒状，套在膨胀活塞管51B的外壁上 且设置在小圆盘521B的端面上，一级热端换热器26B与机架50B为 分体结构，一级热端换热器26B与活塞管51B的外壁过盈配合。
脉冲管31B的一端与膨胀活塞管51B的一端相连，另一端与冷 端换热器24B相连。
回热器25B呈截面呈环形的圆筒状，设置在脉冲管31B的外侧， 一端与冷端换热器24B相连，另一端与一级热端换热器26B相连。
二级热端换热器33B设置在脉冲管31B内，位于脉冲管31B与 膨胀活塞管51B的连接处，二级热端换热器33B与机架50B为分体 结构，二级热端换热器33B与膨胀活塞管51B的内壁过盈配合。
膨胀活塞21B设置在膨胀活塞管51B中，膨胀活塞板弹簧22B 通过连接件与机架50B固定连接，活塞杆23B的一端与膨胀活塞21B 相连，另一端穿过压缩活塞19、压缩活塞板弹簧17后与膨胀活塞板 弹簧22B相连，
压缩活塞19、膨胀活塞21B、压缩活塞腔541B以及膨胀活塞腔 511B构成压缩腔。
膨胀活塞21B、二级热端换热器33B以及膨胀活塞腔511B构成 膨胀腔。膨胀腔与压缩腔为同轴布置。
冷指壳35B设置在一级热端换热器26B、回热器25B、冷端换热 器24B的外部，外壳60设置在机架50B以及膨胀机单元的外部，外 壳60、冷指壳35B与机架50B通过连接件连接成一体。
散热器27位于一级热端换热器26B的外侧且设置在冷指壳35B 上，一级热端换热器26B将热量通过冷指壳35B传递给外侧的散热器 27，最终释放给环境。
无阻尼动力吸振单元4与外壳60相连且设置在外壳60的外部， 用于对制冷机进行减震。
斯特林制冷机70通过直线电机1带动压缩活塞19和膨胀活塞 21B以一定相位角往复运动，工质氦气在压缩腔内被压缩，产生的热 量传递给翅片散热器27，翅片散热器27散发的热量排到环境中；在 工质氦气膨胀腔内膨胀，制取的冷量通过冷端换热器80传递给循环 冷冻液，并通过微型泵82循环传递到降温包上。
降温包具有封闭的包本体和设置在包本体内呈蛇形形状的细硅 胶管81，降温包本体83中的细硅胶管81缝制在降温包本体83的面 料内，无滑移；细硅胶管81的一端与进口连通，另一端与出口连通， 冷冻液通过蛇形形状的细硅胶管81管路与降温包本体83降温包本体 83接触，用于导冷。降温包本体83外部一面的表面上设置有用于与 皮肤粘附的凝胶,使用时，将降温包本体83粘附在需要降温部位的皮 肤上。
微型泵82设置在降温包本体83与冷端换热器80之间的细硅胶 管81管路上，用于对细硅胶管管路中的冷冻液进行循环。
温度传感器设置在降温包内且与控制器相连，控制器与脉管型自 由活塞斯特林制冷机相连接并控制脉管型自由活塞斯特林制冷机的 开启。若温度传感器偏离设定值，控制器调节斯特林制冷机的输入功 率，从而自动控制降温包内的冷冻液的温度，实现智能降温。实施例 中，温度传感器的设定值为10℃，若温度传感器偏离设定值，则通 过功率控制器调节斯特林制冷机70的输入功率，从而自动控制冷冻 液温度，实现智能降温。
实施例的作用与效果
本实施例的降温装置，脉管型自由活塞斯特林制冷机体积小，结 构紧凑，方便携带，制冷效率高的特点；
进一步地，本实施例的降温装置降温速度快，降温效果好，温度 易控制，控制温度准确度较高。
进一步地，本实施例的降温装置中的降温包可重复性使用，采用 硅胶管，无毒无味，稳定可靠，具有绿色、环保、无污染的优点。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护 范围。