一种斯特林电机减震装置及其控制方法与流程

本发明涉及斯特林电机的技术领域，尤其涉及一种斯特林电机减震装置的技术领域。

背景技术：

斯特林电机是一种能以多种燃料为能源的闭循环回热式发动机；或称为热气机；斯特林发动机是除蒸汽机和内燃机视之外的又一类往复式动力机械；斯特林发动机既可以作为原动机使用，也可以作为致冷机、热泵或压力发生器使用。

斯特林电机一般包括机身和换热头两部分组成，换热头包括冷端和热端，通过内部活塞的往复运动压缩工质实现制冷或加热的效果，而机身内部包括直线电机、压缩活塞以及压缩弹簧，其尾端形成有背压腔，用于使机身压力均衡。

而目前的斯特林电机，由于活塞往复运动会产生重心偏移，所以一般在机身的外表面设置有减震结构，通过减震结构减小振动，减震结构提高斯特林电机的整体重量。

为此，现有设计有双头斯特林电机，通过两个压缩活塞运动时，产生的重心偏移会相互抵消来消除震动；但是由于实际环境中温差不同，导致两斯特林电机的工作介质的压强等发生变化，从而使得两斯特林电机难以达到预期的效果消除震动。

技术实现要素：

针对上述产生的问题，本发明的目的在于提供一种斯特林电机减震装置，能够通过减震补偿装置感知第一斯特林电机和第二斯特林电机的温度，从而对相应的第一直线电机或第二直线电机进行补偿，使得本发明的震动降至可控范围内最低。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种斯特林电机减震装置，其中，包括

第一斯特林电机和第二斯特林电机；所述第一斯特林电机包括第一换热头、第一机身和第一压缩活塞，所述第一机身内设所述第一压缩活塞，所述第一斯特林电机的一端设置所述第一换热头；所述第二斯特林电机包括第二换热头、第二机身和第二压缩活塞；所述第二机身内设所述第二压缩活塞，所述第二斯特林电机的一端设置所述第二换热头；所述第一斯特林电机和所述第二斯特林电机通过固定结构固定连接以使所述第一换热头和所述第二换热头相背对或相正对；所述第一压缩活塞和所述第二压缩活塞的运动轨迹位于同一直线上；

减震补偿装置，所述减震补偿装置包括控制部分、第一传感器、第二传感器、第三传感器和第四传感器；所述第一传感器的一端连接所述第一换热头的热端，所述第一传感器的另一端连接所述控制部分；所述第二传感器的一端连接所述第一换热头的冷端，所述第二传感器的另一端连接所述控制部分；所述第三传感器的一端连接所述第二换热头的热端，所述第三传感器的另一端连接所述控制部分；所述第四传感器的一端连接所述第二换热头的冷端，所述第四传感器的另一端连接所述控制部分；所述控制部分分别电连接所述第一机身和所述第二机身。

上述的一种斯特林电机减震装置，其中，所述减震补偿装置还包括震动感应装置，所述震动感应装置设置于所述第一机身和所述第二机身之间。

上述的一种斯特林电机减震装置，其中，所述第一机身的尾端形成有第一背压腔，所述第二机身的尾端设置有第二背压腔，所述第一背压腔和所述第二背压腔连通设置。

上述的一种斯特林电机减震装置，其中，所述第一机身内部设置有第一压缩弹簧，所述第二机身的内部设置有第二压缩弹簧，所述第一压缩弹簧结构和刚度与所述第二压缩弹簧的结构和刚度相同。

上述的一种斯特林电机减震装置，其中，所述第一机身内部设置有第一直线电机，所述第二机身的内部设置有第二直线电机，所述第一直线电机和所述第二直线电机的型号相同。

上述的一种斯特林电机减震装置，其中，所述控制部分分别电连接所述一直线电机和所述第二直线电机。

上述的一种斯特林电机减震装置，其中，还包括底座，所述底座固定连接于所述第一斯特林电机和所述第二斯特林电机。

上述的一种斯特林电机减震装置，其中，所述底座所在平面与所述第一压缩活塞和所述第二压缩活塞的运动轨迹平行。

上述的一种斯特林电机减震装置，其中，所述第一机身内部设置有第一压缩弹簧，所述第二机身的内部设置有第二压缩弹簧，所述第一压缩弹簧和所述第二压缩弹簧的重量相同。

一种斯特林电机减震装置的控制方法，其中，包括上述一种斯特林电机减震装置，所述控制方法包括：

步骤一、所述第一直线电机和所述第二直线电机同时开始工作，并且所述控制部分控制输出相同功率的电能；

步骤二、所述控制部分经由所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器和所述第四传感器得知所述第一换热头的冷端和热端的温度以及所述第二换热头的冷端和热端的温度，并由四个不同位置温度判断该对所述第一直线电机或所述第二直线电机进行功率补偿，直到所述第一斯特林电机和所述第二斯特林电机的震动相抵消。

本发明由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：

本发明通过设置减震补偿装置，能够对第一直线电机或第二直线电机进行补偿，从而使得第一电机和第二电机在每时每刻的运动方向相反且速度等大；使得产生的重心偏移会相互抵消，难以引起震动。

附图说明

图1是本发明的一种斯特林电机减震装置的第一实施例的第一斯特林电机和第二斯特林电机的剖视示意图；

图2是本发明的一种斯特林电机减震装置的示意图。

附图中：11、第一斯特林电机；111、第一换热头；1111、热端；1112、冷端；112、第一机身；113、第一压缩活塞；114、第一背压腔；115、第一直线电机；12、第二斯特林电机；121、第二换热头；1211、热端；1212、冷端；122、第二机身；123、第二压缩活塞；124、第二背压腔；125、第二直线电机；2、减震补偿装置；21、控制部分；22、第一传感器；23、第二传感器；24、第三传感器；25、第四传感器；31、第一压缩弹簧；32、第二压缩弹簧；4、底座。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

图1是本发明的一种斯特林电机减震装置的第一实施例的第一斯特林电机和第二斯特林电机的剖视示意图；图2是本发明的一种斯特林电机减震装置的示意图。

请参见图1至图2所示，示出了一种较佳实施例，一种斯特林电机减震装置，包括：

第一斯特林电机11和第二斯特林电机12；第一斯特林电机11包括第一换热头111、第一机身112和第一压缩活塞113，第一机身112内设第一压缩活塞113，第一斯特林电机11的一端设置第一换热头111；第二斯特林电机12包括第二换热头121、第二机身122和第二压缩活塞123；第二机身122内设第二压缩活塞123，第二斯特林电机12的一端设置第二换热头121；第一斯特林电机11和第二斯特林电机12通过固定结构固定连接以使第一换热头111和第二换热头121相背对；第一压缩活塞113和第二压缩活塞123的运动轨迹位于同一直线上。

减震补偿装置2，减震补偿装置2包括控制部分21、第一传感器22、第二传感器23、第三传感器24和第四传感器25；第一传感器22的一端连接第一换热头111的热端1111，第一传感器22的另一端连接控制部分21；第二传感器23的一端连接第一换热头111的冷端1112，第二传感器23的另一端连接控制部分21；第三传感器24的一端连接第二换热头121的热端1211，第三传感器24的另一端连接控制部分21；第四传感器25的一端连接第二换热头121的冷端1212，第四传感器25的另一端连接控制部分21；控制部分21分别电连接第一机身112和第二机身122。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。

进一步，在一种较佳实施例中，减震补偿装置2还包括震动感应装置，震动感应装置设置于第一机身112和第二机身122之间。震动感应装置能够实时感应第一机身112和第二机身122的震动，并且实时将感应得到的数值回传至控制部分21。

进一步，在一种较佳实施例中，第一机身112的尾端形成有第一背压腔114，第二机身122的尾端设置有第二背压腔124，第一背压腔114和第二背压腔124连通设置。背压腔的大小决定了对机身的压力大小和斯特林电机的使用寿命，而这样的结构设置，就可以使两个斯特林电机的背压腔一体设置，共享了备压腔的空间。

进一步，在一种较佳实施例中，第一机身112内部设置有第一压缩弹簧31，第二机身122的内部设置有第二压缩弹簧32，第一压缩弹簧31的结构和刚度与第二压缩弹簧32的结构和刚度相同。第一机身112内部设置有第一压缩弹簧31，第二机身122的内部设置有第二压缩弹簧32，第一压缩弹簧31和第二压缩弹簧32的重量相同。压缩弹簧的刚度、重量、结构都会导致重心偏移量、偏移频率不同，所以严格控制第一压缩弹簧31和第二压缩弹簧32的刚度、重量和结构相同，保证两个压缩弹簧形变程度在任何情况下都是非常接近的，保证减震的效果。

进一步，在一种较佳实施例中，第一机身112内部设置有第一直线电机115，第二机身122的内部设置有第二直线电机125，第一直线电机115和第二直线电机125的型号相同。直线电机的励磁参数也是影响重心偏移的重要指标之一，所以将两个直线电机的型号设置相同，保证两个直线电机在同步工作的过程中产生的励磁电流大小相同，励磁方向相同，作用力相同，减小振动和偏移量。

进一步，在一种较佳实施例中，控制部分21分别电连接第一直线电机115和第二直线电机125。

进一步，在一种较佳实施例中，还包括底座4，底座4固定连接于第一斯特林电机11和第二斯特林电机12。所受到的重力分量相同，不会影响到活塞杆的正常工作，保证工作效率。使得底座4所在平面与第一活塞和第二活塞的运动轨迹平行。

除上述实施例外，本发明还具有如下的控制方法：

步骤一、第一直线电机115和第二直线电机125同时开始工作，并且控制部分21控制输出相同功率的电能。

步骤二、控制部分21经由第一传感器22、第二传感器23、第三传感器24和第四传感器25得知第一换热头111的冷端1112和热端1111的温度以及第二换热头121的冷端1212和热端1211的温度，并由四个不同位置温度判断该对第一直线电机115或第二直线电机125进行功率补偿，直到第一斯特林电机11和第二斯特林电机12的震动相抵消。

进一步，在一种较佳实施例中，通过上述步骤使得第一压缩活塞113和第二压缩活塞123的运动轨迹位于同一直线上，且任意时刻第一压缩活塞113和第二压缩活塞123的位置沿对称平面的位置相同。

进一步，在一种较佳实施例中，控制两个压缩活塞的位置都根据对称平面(图2中虚线所在平面)对称，这样产生的重心偏移就可以相互抵消，而这种设计与原有的斯特林电机结构几乎完全相同，将两个斯特林电机背向对称固定，制冷量为原有的两倍，斯特林电机是横置的，无需设置减震结构，减小了设置减震结构导致斯特林电机整体重量增加。因此，本发明的第一斯特林电机11和第二斯特林电机12的内部元件的要素不需要严格预先对称设置，安装工作人员的安装可以产生一定误差，本发明的减震补偿装置2能对其误差做出一定的调节；减少了安装的繁琐。

第二实施例：

本实施例的第一斯特林电机、第二斯特林电机、减震补偿装置和底座均与第一实施例的第一斯特林电机、第二斯特林电机、减震补偿装置和底座相同，其区别在于：

第一斯特林电机和第二斯特林电机通过固定结构固定连接以使第一换热头和第二换热头相正对。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。