[发明专利]一种板弹簧支撑的气动斯特林膨胀机

说明书

本发明公开了一种板弹簧支撑的气动斯特林膨胀机，包括后端盖、轴端密封件、板弹簧、蓄冷器组件和气缸组件，所述后端盖位于气缸组件的后端，所述轴端密封件位于后端盖和气缸组件之间，所述轴端密封件两端分别与后端盖和气缸组件之间连接并密封设置，所述蓄冷器组件设置在气缸组件、轴端密封件及后端盖构成的腔体内，所述板弹簧固定在轴端密封件的后端部，所述板弹簧与蓄冷器组件的后端固定连接。本发明的优点在于：通过设置板弹簧，通过板弹簧提供足够的径向刚度，减弱了排出器径向的振动，减小了膨胀机摩擦损失，改善了制冷机性能和效率，同时能提高膨胀机的可靠性和使用寿命。

技术领域

本发明涉及膨胀机领域，尤其涉及一种板弹簧支撑的气动斯特林膨胀机。

背景技术

斯特林制冷机在航空航天、军事、低温电子学、低温医学、气象等诸多领域发挥着重要的作用，这些应用场合对斯特林制冷机的可靠性和长寿命提出严苛的要求。现有技术中国的气动斯特林制冷机中，膨胀机没有电机驱动，依靠压缩机提供的压力波驱动排出器往复运动，同时，蓄冷器与排出器集成，金属丝网填料置于排出器的空心壳体内，与排出器一起做轴向往复运动。但是，排出器径向的振动，会增大膨胀机摩擦损失，同时，排出器摩擦阻尼的增加会影响膨胀机行程，使得相位角偏离最优值，从而进一步使制冷机性能变差，摩擦阻尼的增加也会使排出器磨损增加，可靠性和寿命大大降低，从而限制了斯特林制冷机的广泛应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何减少膨胀机的摩擦损失和排出器的摩擦阻尼，针对上述要解决的技术问题，现提出一种板弹簧支撑的气动斯特林膨胀机。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种板弹簧支撑的气动斯特林膨胀机，包括后端盖、轴端密封件、板弹簧、蓄冷器组件和气缸组件，所述后端盖位于气缸组件的后端，所述轴端密封件位于后端盖和气缸组件之间，所述轴端密封件两端分别与后端盖和气缸组件之间连接并密封设置，所述蓄冷器组件设置在气缸组件、轴端密封件及后端盖构成的腔体内，所述板弹簧固定在轴端密封件的后端部，所述板弹簧与蓄冷器组件的后端固定连接。

进一步的，所述蓄冷器组件的前端位于气缸组件的内部，所述蓄冷器组件的另一端贯穿轴端密封件与设置在轴端密封件的后端的板弹簧固定连接。

进一步的，所述蓄冷器组件后端与板弹簧之间通过一螺母固定连接，所述板弹簧与螺母之间设置有板簧垫片。

进一步的，所述蓄冷器组件包括蓄冷器轴、蓄冷器壳、填料、冷端封头和衬套，所述蓄冷器轴设置在蓄冷器壳的后端外部并贯穿轴端密封件，所述填料设置在蓄冷器壳内部，所述冷端封头固定在蓄冷器壳的前端，所述衬套套设在蓄冷器轴上，所述蓄冷器轴的后端与板弹簧固定连接。

进一步的，所述气缸组件包括膨胀机气缸和冷头，所述冷头固定在膨胀机气缸的前端。

进一步的，所述板弹簧位于轴端密封件和后端盖围成的背压腔内。

进一步的，所述板弹簧为蜗旋臂类别的板弹簧。

进一步的，所述板弹簧为直线臂类别的板弹簧。

进一步的，所述蓄冷器组件与轴端密封件及气缸组件分别存在间隙密封，所述蓄冷器组件与轴端密封件之间的单边间隙小于7微米，所述蓄冷器组件与气缸组件之间的单边间隙小于12微米。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过设置板弹簧，通过板弹簧提供足够的径向刚度，减弱了排出器径向的振动，减小了膨胀机摩擦损失，改善了制冷机性能和效率，同时能提高膨胀机的可靠性和使用寿命。

附图说明

图1为本发明一种板弹簧支撑的气动斯特林膨胀机的剖面示意图；

图2为本发明一种板弹簧支撑的气动斯特林膨胀机蓄冷器组件剖面示意图；