[实用新型]一种配气机构及采用该配气机构的低温制冷机

说明书

本实用新型公开了配气机构和对应的低温制冷机，配气机构包括配气阀（6）和旋转阀（7），配气阀（6）包括配气阀主体（6a）和配气阀座（6b），配气阀主体（6a）上背离配气阀座（6b）的配气平面（6a3）相对配气阀座（6b）凸出设置，配气平面（6a3）与旋转阀（7）上的切换平面（73）紧密贴合在一起且切换平面（73）凸出旋转阀（7）设置；所述的配气阀（6）固定安装在罩体（2）的安装腔内且旋转阀（7）能够绕其旋转主轴O相对配气阀（6）旋转，以切换配气侧流路与切换侧流路的连接状态。低温制冷机含有上述配气机构。本实用新型能够免除对旋转阀进行表面处理以降低成本，且仅有旋转阀是运动部件，确保设备的稳定性。

技术领域

本实用新型涉及低温制冷机技术领域，具体地说是一种通过旋转阀旋转、配气阀静止来进行流路切换且能够降低成本、确保设备稳定性的配气机构及采用该配气机构的低温制冷机。

背景技术

以吉福德-麦克马洪(Gifford-McMahon；GM)制冷机为代表的超低温制冷机具有工作气体(也称为制冷剂气体)的膨胀机及压缩机。图1为该类制冷机。由压缩机1提供排出的高压气流，经由配气机构RV（配气阀6和旋转阀7）进入到置于气缸13内，上下往复运动的推移活塞内，与蓄冷材料10c进行换热，再到膨胀腔9内做功膨胀，再经过推移活塞，流出配气机构，回到压缩机1的低压腔内。通过上述连续循环过程，形成制冷效应。

具体来说，如图1所示的该类制冷机包含压缩机 1、罩体2、气缸 13、推移活塞 10，罩体2内装有电机12以及驱动的凸轮3；凸轮3上的偏心凸轮柄31带动连杆5将旋转运动转化成上下往复运动，从而带动推移活塞在气缸 13 内上下运动。配气机构 RV 由配气阀6和旋转阀7组成。配气阀6安装在罩体2内，由定位销16固定在其内，且与旋转阀7同轴布置。凸轮柄31带动安装在轴承14上的旋转阀7沿着旋转轴转动。压缩机1通过将制冷剂气体吸入、压缩，而使之作为高压的制冷剂气体排出。高压排气管道1a将高压的制冷剂气体向罩体2进行供给，并通过配气阀6上的高压气孔62传递给与之气密贴合的旋转阀7上的高压槽72内，高压槽72不与低压孔71连通。旋转阀7上开有低压孔71，且低压孔71与罩体2内的低压通路22连通。按照图 1 所示位置，低压孔71与配气阀6上的配气阀气孔63重叠连通；此刻，旋转阀7上的低压孔71、配气阀6上的配气阀气孔63以及罩体2上的罩体气孔21三者连通，系统处于低压排气阶段，膨胀腔9内的气体由高压变成低压，顺序通过推移活塞上的活塞后孔10b、蓄冷材料10c、活塞前孔10a流出，回到压缩机1的低压吸气管道1b。当旋转阀7旋转一定角度后，此时，低压孔71不与配气阀6上的配气阀气孔63连通，变成为旋转阀7上的高压槽72与配气阀6上的配气阀气孔63连通（未画出该配合关系），此刻压缩机1排出的高压气，经过配气阀6上的高压气孔 62 以及与之连通的旋转阀7上的高压槽72进入到气缸13内，顺序经推移活塞上的活塞前孔10a、蓄冷材料10c、活塞后孔10b 进入到膨胀腔9内。在上述过程中，压缩机1排出的高压气作用于配气阀6的背面66上，配气阀6依靠背面66上的正压力和弹簧15的弹力，与旋转阀7紧紧贴合起来形成气密的滑动接触面。旋转阀7和配气阀6均设计为沿着旋转轴的回转体结构，其中旋转阀7被轴承14能够旋转的支撑与罩体2内；配气阀6与旋转阀7同轴布置在罩体2内，配气阀6由阀体定位销16固定成不能旋转，但是可沿着旋转主轴O的轴向方向装卸。

通用的配气机构采用平面旋转阀，包含两个主要部件：旋转阀7和配气阀6，其中一个部件采用树脂耐磨材料，另一个部件采用金属材料做成。工作时，两个部件平面相互贴合，通过旋转阀7的转动，切换旋转阀7和配气阀6上的槽道的连通状态，实现高低压气流的切换。贴合的过程通过配气机构两侧的压差来时压紧。然后，配气阀6和旋转阀7之间紧紧压紧，气密的滑动接触。一般要对旋转阀7表面进行耐磨处理，配气阀6采用昂贵耐磨树脂制作。长期使用过程中，必须定期更换配气机构，价格昂贵。有文献提出将整体的旋转阀分割为金属的阀板主体和树脂的阀滑动体，只需更换阀滑动体即可。随着这种办法解决了成本问题，但是将传统的一个运动部件，变成两个运动部件（阀板主体和阀滑动体均要沿着旋转轴转动），增加了设备的不稳定性。

发明内容