一种双头对峙制冷结构的制作方法

1.本发明涉及要制冷机领域，特别涉及一种双头对峙制冷结构。


背景技术：

2.传统的循环理论不同，声能压缩机采用的循环理论是一种更为高效的热力学理论，随着新技术的不断发展，声能压缩机也越来越受到技术人员的重视。
3.如专利申请号为cn201920751878.7公开的一种热声制冷机，其通过同轴设置的动力活塞与膨胀活塞进行工作，以达到在在膨胀活塞端制冷的效果。
4.但是，这种工艺要求膨胀活塞的下侧同轴运动杆的加工精度特别高，这对生产工艺的要求大，生产成本高，且工艺相对复杂。
5.故而需要提供一种新型制冷结构，在保证制冷效果的同时，降低生产成本。


技术实现要素：

6.本发明为解决上述问题，提供一种双头对峙制冷结构，采用独立直线式驱动方式，双头制冷，保证甚至提高了制冷效率，同时压缩采用自由活塞的方式，降低的加工难度。
7.并且，动力端将动子结构集成，减小了驱动结构的体积，而且整个动力结构，中心轴采用双侧板簧定位，运动轨迹固定，有效的避免摩擦，提高了电机效率，从而本制冷装置制冷效率高，体积小，生产成本低。
8.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括壳体，还包括设置在壳体内的动力结构和膨胀活塞结构；所述壳体包括主壳体，还包括冷头壳体，两者连接端为压缩腔，所述动力结构设置于所述主壳体内，所述膨胀活塞结构设置于所述冷头壳体内；所述动力结构包括由内而外设置的硬质轴杆本体、内缸体、外缸体和线圈组件；所述轴杆本体上下两侧均为连接端，所述连接端用于连接活塞头；所述轴杆本体上侧设有至少两个第一锁紧环，下侧设有至少两个第二锁紧环，第一锁紧环和第二锁紧环用于限位弹片；所述轴杆本体在所述第一锁紧环与所述第二锁紧环之间还固定设有所述外缸体，所述外缸体为磁性外缸体且为开口式结构，套设在所述内缸体外侧；所述活塞头在所述压缩腔内接触密封，所述内缸体固定于第一台阶，下侧的所述弹片固定于第二台阶，上侧的所述弹片固定于所述内缸体上；所述膨胀活塞结构包括被所述主壳体和所述冷头壳体固定的膨胀固定座，所述膨胀固定座的底侧镂空，且中心轴上固定有至少两个膨胀弹片，所述膨胀弹片的圆周处与膨胀活塞固定，所述膨胀活塞在所述冷头壳体内处于气悬浮状态。
9.进一步地，外缸体包括连接端和磁性端，所述连接端与所述轴杆本体通过螺栓锁紧固定，所述磁性端为缸体上设有永磁体，所述内缸体为 t型结构，包括固定端和第一连接端。
10.进一步地，所述第一连接端为软磁端或是其上设有矽钢片或是硅钢片。
11.进一步地，所述线圈组件包括线圈和设置于线圈外侧的轭铁结构，所述轭铁结构为软磁轭铁或是矽钢片轭铁或是硅钢片轭铁。
12.进一步地，所述第一锁紧环在上侧设有三个，所述第二锁紧环在下侧设有两个；所述第一锁紧环和第二锁紧环均为胀紧套，所述连接端内部设有内螺纹结构，所述活塞头中心轴上设有连接通孔，所述连接通孔顶部为限位端，锁紧螺栓穿过所述限位端与所述内螺纹结构锁紧。
13.进一步地，所述弹片与所述膨胀弹片为圆形板簧结构，其上圆周部等分的设有至少四个固定通孔，且其中心位置设有贯通孔。
14.进一步地，所述第一台阶外侧设有固定平台，主壳体包括上壳体和下壳体，下壳体的包覆主体被所述第一台阶限位的同时，固定于固定平台，外壳固定螺栓穿过所述上壳体与所述包覆主体锁紧固定，所述包覆主体与所述第一台阶之间设有密封圈，所述上壳体与所述下壳体外侧均设有散热翅片。
15.进一步地，所述主壳体包括中心腔壳体和固定于所述中心腔壳体和上壳体，所述中心腔壳体外侧设有散热翅。
16.进一步地，所述冷头壳体外侧端设有膨胀活塞散热端，且其外侧设有紫铜散热部。
17.进一步地，冷头壳体端部设有导冷头。
18.综上所述，本发明具备以下优点：
19.本发明提供一种双头对峙制冷结构，采用独立直线式驱动方式，双头压缩制冷，保证甚至提高了制冷效率，同时压缩采用自由活塞的方式，降低的加工难度。
20.并且，动力端将动子结构集成，减小了驱动结构的体积，而且整个动力结构，中心轴采用双侧板簧定位，运动轨迹固定，有效的避免摩擦，提高了电机效率，从而本制冷装置制冷效率高，体积小，生产成本低。
21.本发明驱动部分采用磁动的方式，线圈固定，中心轴杆的运动轨迹恒定，双侧的板簧在横置压缩时，能够有效的限位，并提供往复动力，能够实现往复双头压缩，压缩效率高，制冷机工作效率高。
22.本发明提供一种上下分体式壳体结构，组装拆卸方便，并且，上下壳体上均预留有装配台阶，方便内侧动力结构的安装，同时，内侧压缩室与动力部分放置的通体设计，使得生产更为简单，方便。
23.当然，在主壳体的优化方式上，给出了两种实现方式，均具备简单方便的组装效果。
附图说明
24.图1是中心轴结构示意图；
25.图2是a部放大示意图；
26.图3是动力结构示意图；
27.图4是内缸体结构示意图；
28.图5是外缸体结构示意图；
29.图6是弹片结构示意图；
30.图7是本发明示意图；
31.图8是主壳体结构剖面示意图；
32.图9是本发明动力结构剖面图；
33.图10是本发明壳体剖面示意图。
具体实施方式
34.下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
35.实施例1：
36.需要说明的是，本装置为横向往复运动结构，“上”、“下”应做广义的理解，而并非位置关系的限定，在本方案的说明中，“上”、“下”为结合附图方便理解技术方案而做出的限定。
37.一种双头对峙制冷结构，如图1-8所示，包括壳体，还包括设置在壳体内的动力结构和膨胀活塞结构；所述壳体包括主壳体1-100，还包括冷头壳体1-200，两者连接端为压缩腔300，所述动力结构设置于所述主壳体1-100内，所述膨胀活塞结构设置于所述冷头壳体1-200内。
38.具体的，参照附图1-6，动力结构包括由内而外设置的硬质轴杆本体1、内缸体7、外缸体6和线圈组件8。
39.该轴杆本体优选金属轴杆，更优选为软磁材料，能够在动磁驱动的情况下效果更优，当然其他材料刚性满足的情况亦可选用。
40.所述轴杆本体1上下两侧均为连接端2，该连接端用于连接活塞。
41.具体的，参照附图2，连接端2内部设有内螺纹结构21，所述活塞头3中心轴上设有连接通孔31。
42.所述连接通孔31顶部为限位端32，锁紧螺栓33穿过所述限位端 32与所述内螺纹结构21锁紧，故在轴杆本体运动的情况下，活塞头同步运动。
43.值得注意的是，连接通孔31、内螺纹结构21均处于各自结构的中轴线上，从而能够使得中心轴运动时进度高，不易产生摩擦。
44.所述轴杆本体1上侧设有至少两个第一锁紧环4，下侧设有至少两个第二锁紧环5，所述轴杆本体1在所述第一锁紧环4与所述第二锁紧环5之间还固定设有外缸体6。
45.参照附图1，外缸体6位中心轴运动的动力来源，所述外缸体6为磁性外缸体且为开口式结构，套设在所述内缸体7外侧，两者同轴但不接触，其与线圈组件作用，通过安培力原理产生运动。
46.在具体的固定方式上，外缸体6与所述轴杆本体1通过螺栓锁紧固定。
47.当然，通过胀紧套连接也是一种固定方式，在此不多做赘述。
48.继续参照附图，外缸体6包括第二连接端61和磁性端62，具体为所述连接端6与所述轴杆本体1通过螺栓锁紧固定。
49.进一步地，所述磁性端62为缸体上设有永磁体63，永磁体的设置上，可以设置于磁性端外侧，靠近线圈，可以通过胶粘的方式粘结，也可以嵌入其内，整体设计紧凑，降低了动力结构的体积。
50.继续参照附图1，第一锁紧环4在上侧设有三个。
51.进一步地，所述第二锁紧环5在下侧设有两个。
52.进一步地，所述第一锁紧环4和第二锁紧环5均为胀紧套。
53.第一锁紧环和第二锁紧环的设置目的在于将轴杆本体与弹片固定，弹片优选板
簧，具体的，所述弹片9为圆形板簧结构，其上圆周部等分的设有至少四个固定通孔91，且其中心位置设有贯通孔92。
54.轴杆本体穿过贯通孔，上侧被第一锁紧环4固定，具体的，第一上侧设有两道弹片9。
55.弹片下侧被第二锁紧环固定，设有两道弹片，而且，下侧两个锁紧环，与外缸体的锁紧结构配合，将弹片固定，能够降低成本。
56.弹片相对于整个压缩机处于固定状态，具体通过固定通孔与压缩机壳体固定，而双侧设置的弹片则将中心轴进行的双侧定位，使其运动轨迹仅能在两个弹片的中心轨道上运动，提高了中心轴的运动精度。
57.在弹片的具体连接方式上，下文结合壳体结构进一步阐述。
58.在其驱动结构的具体设置上，所述内缸体7为t型结构，包括固定端71和第一连接端72，所述线圈组件8包括线圈81和设置于线圈外侧的轭铁结构82。
59.进一步地，所述第一连接端72为软磁端或是其上设有矽钢片或是硅钢片，同时，所述轭铁结构82为软磁轭铁或是矽钢片轭铁或是硅钢片轭铁。
60.该具体材料的选用，可以有效地降低电机铁芯损耗，提高动动力结构效率。
61.继续参照附图7-10，在壳体结构的设计上，主壳体部分有两个较优实施方式。
62.提供第一个实施方式，所述第一台阶101外侧设有固定平台102，主壳体1-100包括上壳体100和下壳体200，下壳体200的包覆主体202 被所述第一台阶101限位的同时，固定于固定平台102，外壳固定螺栓 600穿过所述上壳体100与所述包覆主体202锁紧固定，所述包覆主体 202与所述第一台阶101之间设有密封圈，所述上壳体100与所述下壳体200外侧均设有散热翅片700。
63.在本实施方式中，上壳体和下壳体端部均为压缩腔300，其与冷头壳体连接。
64.在本实施方式中，弹片在与线圈结构固定时，主要与轭铁结构限位固定，同时弹片被下壳体200内侧的第二台阶201限位。
65.继续参照附图8和9，在上壳体与下壳体的固定方式上，第一台阶 101外侧设有固定平台102，下壳体200的包覆主体202被所述第一台阶101限位的同时，固定于所述固定平台102，包覆主体202与所述第一台阶101之间设有密封圈。
66.在具体固定方式上，外壳固定螺栓600穿过所述上壳体100与所述包覆主体202锁紧固定。
67.在整个压缩机的散热上，所述上壳体100与所述下壳体200外侧均设有散热翅片700，能够保证压缩机有比较好的散热效果。
68.提供第二个实施方式，所述主壳体1-100包括中心腔壳体1-300 和固定于所述中心腔壳体1-300的上壳体100，所述中心腔壳体1-300 外侧设有散热翅700，在本实施例中，上壳体上侧设置，内侧设有第一台阶用于定位动力结构。
69.本实施方式的上壳体外侧端为压缩腔300，用于与冷头壳体连接。
70.在本实施方式中，弹片在与线圈结构固定时，主要与轭铁结构限位固定，同时弹片被下侧的第一台阶限位。
71.压缩腔用于气体的压缩，即活塞头3在所述压缩腔300内接触密封，具体的，所述压缩腔300的外侧则为冷头结构内的膨胀活塞室，两者之间可以设有阀门结构。
72.阀片结构的设计，能够更优的控制气体的压缩。
73.在壳体结构设置上，上壳体100内侧凸出的设有第一台阶101，所述下壳体200内侧设有第二台阶201。
74.其中，第一台阶101用于压缩机动力结构的固定，具体的，为压缩机的内缸体固定于其上，相对于压缩机动力结构的外缸体，其内缸体处于静止端，将其与第一台阶连接，能够方便其他组件的固定。
75.即所述内缸体7固定于所述第一台阶101，下侧的所述弹片9固定于所述第二台阶201或是下侧的第一台阶上，上侧的所述弹片9固定于所述内缸体7上。
76.从而弹片的中心位置固定动力结构的中心轴杆，故而能够对中心轴杆的位置形成固定，即始终保持轴杆本体1在整个结构的中轴线运动，提高整个压缩机的往复效率。
77.由于上壳体、下壳体均为圆形壳体，其第一台阶和第二台阶在连接时均采用等分的螺栓连接，稳定性更优。
78.在冷头壳体以及膨胀活塞结构的设置上，参照附图10，所述膨胀活塞结构1-1包括被所述主壳体1-100和所述冷头壳体1-200固定的膨胀固定座1-2，所述膨胀固定座1-2的底侧镂空，且中心轴上固定有至少两个膨胀弹片1-3，所述膨胀弹片的圆周处与膨胀活塞1-4固定，所述膨胀活塞1-4在所述冷头壳体1-200内处于气悬浮状态。
79.具体的，膨胀弹片同样为圆形板簧结构，其上圆周部等分的设有至少四个固定通孔91，且其中心位置设有贯通孔92。
80.结合膨胀活塞的固定方式进一步说明，膨胀活塞1-4采用四轴固定的方式，其上下被膨胀弹片四个固定通孔在圆周部锁紧固定。
81.而膨胀弹片在本实施例中，上下均设有，通过锁紧环中心固定于所述膨胀固定座1-2的中心轴上，即膨胀活塞在冷头壳体内能够往复运动。
82.膨胀活塞处于气悬浮状态，其气悬浮状态的机理在专利申请号为 cn201920751878.7中有详细描述，在此将不做赘述。
83.继续参照附图10，冷头壳体1-200外侧端设有膨胀活塞散热端 1-201，且其外侧设有紫铜散热部1-202。
84.进一步地，冷头壳体1-200端部设有导冷头1-203。
85.结合工作机制进一步说明，线圈通电(壳体上预留有接线通孔)，外缸体在安培力原理的作用下，往复运动，从而活塞头往复运动，在压缩腔内实现气体压缩。
86.膨胀活塞在压差的作用下，伴随着活塞头的运动而运动，在等压变化时，冷头壳体顶部形成低温状态，并被导冷头导出。
87.而在紫铜散热部位形成高温状态，并被散热端散热。
88.综上所述，本方案采用独立直线式驱动方式，双头压缩制冷，保证甚至提高了制冷效率，同时压缩采用自由活塞的方式，降低的加工难度。
89.并且，动力端将动子结构集成，减小了驱动结构的体积，而且整个动力结构，中心轴采用双侧板簧定位，运动轨迹固定，有效的避免摩擦，提高了电机效率，从而本制冷装置制冷效率高，体积小，生产成本低。
90.本发明驱动部分采用磁动的方式，线圈固定，中心轴杆的运动轨迹恒定，双侧的板簧在横置压缩时，能够有效的限位，并提供往复动力，能够实现往复双头压缩，压缩效率高，
制冷机工作效率高。
91.本发明提供一种上下分体式壳体结构，组装拆卸方便，并且，上下壳体上均预留有装配台阶，方便内侧动力结构的安装，同时，内侧压缩室与动力部分放置的通体设计，使得生产更为简单，方便。
92.当然，在主壳体的优化方式上，给出了两种实现方式，均具备简单方便的组装效果。
93.上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
94.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。
95.对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
96.应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。