双管斯特林制冷机的制作方法

文档序号:34709010发布日期:2023-07-07 13:27阅读:52来源:国知局

本发明涉及制冷。


背景技术:

1、g-m制冷机结构简单、运行可靠、制冷温度低,在mri核磁共振、磁悬浮、红外探测等领域获得广泛应用。但是g-m制冷机的制冷头与压缩机是分离的,每隔1、2年要检修制冷头,更换冷头密封件、滤芯等关键零部件,颇为麻烦。另外,g-m制冷头的制冷采用西蒙膨胀(绝热放气)原理,这是一个不可逆过程,其热效率不高,在4.2k液氦温区下,每获得1w的制冷量,须消耗2kw以上的功率。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供安装方便、维修量小、且热效率高的制冷机。

2、本发明双管斯特林制冷机基本结构为:包括1个热头、1个冷头、2个回热器、2个气阀、1个控制箱。控制箱的上面放置热头,2个回热器放置在控制箱的下面,2个气阀放置在回热器的冷端,回热器的下面放置冷头。

3、热头为封闭的缸体,热头活塞将热头內空分为两部分:第1压气室、第2压气室。冷头为封闭的缸体,冷头活塞将冷头內空分为两部分:第1膨胀室、第2膨胀室。

4、每个回热器的冷端配一个气阀,气阀控制工质进、出冷头。

5、本发明双管斯特林制冷机的技术方案为:工质在热头被压缩,一部分穿过回热器进入冷头,关闭气阀,进入冷头的工质在封闭容器内膨胀,从冷头外吸收热量。同时,另一部分工质留在热头内,继续压缩,温度升高,从热头、连通管散热后再膨胀降压、降温。

6、工质在冷头完成制冷后,打开气阀,工质从冷头穿过回热器,进入热头,与热头内的低压工质混合。

7、冷头采用活塞膨胀,工质压强是平滑下降的,而非g-m制冷机骤降、不可逆的形式。冷头活塞将封闭的缸体分为两个室:一个室做膨胀,另一个室做排气。在回收能量的同时,两个室形成了密封的结构,避免了工质的泄露。整机结构精简,不用像g-m制冷机那样采用分体的压缩机组及水冷机组,从而达到安装方便、维修量小、且热效率高的目的。



技术特征:

1.一种双管斯特林制冷机,其特征在于:包括:热头(1-4)、冷头(2-4)、第1回热器(10-1)、第2回热器(10-2)、第1气阀(12-1)、第2气阀(12-2)、控制箱(9-3)、过滤器(9-2);所述热头(1-4)位于所述控制箱(9-3)的上面,所述第1回热器(10-1)、第2回热器(10-2)位于所述控制箱(9-3)的下面,所述冷头(2-4)位于所述第1回热器(10-1)、第2回热器(10-2)的下方。

2.根据权利要求1所述的双管斯特林制冷机,其特征在于:所述冷头(2-4)为封闭的缸体,所述冷头(2-4)内的冷头活塞(2-3)将所述冷头(2-4)内空间分为两部分:第1膨胀室(2-1)、第2膨胀室(2-2)。

3.根据权利要求1所述的双管斯特林制冷机,其特征在于:所述热头(1-4)为封闭的缸体,所述热头(1-4)内的热头活塞(2-3)将所述热头(1-4)内空间分为两部分:第1压气室(1-1)、第2压气室(1-2)。

4.根据权利要求1所述的双管斯特林制冷机,其特征在于:所述第1气阀(12-1)位于所述第1回热器(10-1)的冷端和连通管(3-3)之间,所述第2气阀(12-2)位于所述第2回热器(6-2)的冷端和连通管(3-4)之间;所述第1气阀(12-1)、第2气阀(12-2)控制工质进、出冷头(2-4)。

5.根据权利要求1所述的双管斯特林制冷机,其特征在于:所述第1膨胀室(2-1)在膨胀时所述气阀(12-1)处于关闭状态,所述第1膨胀室(2-1)与所述第1压气室(1-1)互不连通,所述第1膨胀室(2-1)内的工质在封闭的条件下以近于等温状态膨胀,压强降低,从冷头(2-4)外吸收热量;所述第2膨胀室(2-2)在膨胀时所述气阀(12-2)处于关闭状态,所述第2膨胀室(2-2)与所述第2压气室(1-2)互不连通,所述第2膨胀室(2-2)内的工质在封闭的条件下以近于等温状态膨胀,压强降低,从冷头(2-4)外吸收热量。

6.根据权利要求1所述的双管斯特林制冷机,其特征在于:工质的散热方式为:压缩过程中,工质在所述热头(1-4)的所述第1压气室(1-1)内被压缩,温度升高,向所述热头(1-4)外散热,当一部分工质进入所述第1膨胀室(2-1)后,关闭所述气阀(12-1),另一部分工质留在所述第1压气室(1-1)内,继续压缩,温度升高,继续向所述热头(1-4)外散热,然后再膨胀降压、降温;工质在所述热头(1-4)的所述第2压气室(1-2)内被压缩,温度升高,向所述热头(1-4)外散热,当一部分工质进入所述第2膨胀室(2-2)后,关闭所述气阀(12-2),另一部分工质留在所述第2压气室(1-2)内,继续压缩,温度升高,继续向所述热头(1-4)外散热,然后再膨胀降压、降温。

7.根据权利要求1所述的双管斯特林制冷机,其特征在于:所述过滤器(9-2)位于所述控制箱(9-3)内,所述过滤器(9-2)扇动所述控制箱(9-3)内工质流动,过滤控制箱(9-3)内工质含有的润滑油雾,同时促进所述控制箱(9-3)内工质降温。

8.根据权利要求1所述的双管斯特林制冷机,其特征在于:所述冷头活塞(2-3)的环槽(2-9)内放有两个活塞环,外活塞环(2-7)套在内活塞环(2-8)外;所述外活塞环(2-7)的开口朝向与所述内活塞环(2-8)相反,所述外活塞环(2-7)与所述内活塞环(2-8)的高度相等。

9.根据权利要求8所述的双管斯特林制冷机,其特征在于:所述外活塞环(2-7)与所述内活塞环(2-8)的切口方向互相垂直,所述外活塞环(2-7)在柱面的切口形状为梯形,所述内活塞环(2-8)在端面的切口形状为梯形。


技术总结
一种双管斯特林制冷机,其基本结构为:包括1个热头、1个冷头、2个回热器、2个气阀、1个控制箱。控制箱的上面放置热头,2个回热器放置在控制箱的下面,2个气阀放置在回热器的冷端,回热器的下面放置冷头。热头为封闭的缸体,热头活塞将热头內空分为两部分:第1压气室、第2压气室。冷头为封闭的缸体,冷头活塞将冷头內空分为两部分:第1膨胀室、第2膨胀室。每个回热器的冷端配一个气阀,气阀控制工质进、出回热器。

技术研发人员:王捷
受保护的技术使用者:王捷
技术研发日:
技术公布日:2024/1/13
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1