[实用新型]一种活塞的导向装置

说明书

本实用新型提供了一种活塞的导向装置。该导向装置包括稳定结构、防撞减振垫和活塞定位弹簧，其中稳定结构由协同振动连接杆、稳定导向杆和导向块组成。在稳定结构中，协同振动连接杆一端连接多级斯特林机的活塞另一端连接稳定导向杆，导向块安装在稳定导向杆两侧。活塞通过连接杆将运动传递至稳定导向杆，稳定导向杆运动受到导向块约束，同时通过连接杆再将运动反馈给活塞，使活塞实现平稳的轴向运动。本实用新型通过结构设计与参数优化实现了斯特林机活塞无径向偏移的稳定轴向运动，解决了多级斯特林机没有活塞杆带来的活塞导向问题，使斯特林机稳定运行并大大延长了斯特林机的使用寿命。

技术领域：

本实用新型属于多级斯特林机领域，特别是一种活塞的导向装置。

背景技术：

斯特林机是一种理想的发电设备。对于大量工业余热无法经济高效利用等问题，尤其是中小规模（一般为2MW及以下规模）的热电联用、垃圾发电等项目，斯特林机作为发电设备的应用受到广泛关注。

在针对现有双作用自由活塞的斯特林机存在的设备结构复杂、无效容积偏大、活塞可调性差、抗干扰能力差等问题，有人提出了一种多级斯特林机的新型结构。该多级斯特林机通过将压缩腔和膨胀腔多级连接，实现了结构简单、能量传输效率高、输出功率灵活可调等功能。该多级斯特林机在保留了传统斯特林发电机对热源适应性强等优点的同时解决了传统斯特林发电机不适合采用大直径活塞的问题，可以通过大型化大幅度提高斯特林发电机的性价比。

但该新型多级斯特林机也存在着相应的问题：多级斯特林机由于是多个斯特林单元的上下连接，这造成了较大的空间高度需求；多级斯特林机部分活塞设置在冷热腔之间，没有活塞杆，采用传统的活塞导向做法需要在活塞上设置有一定间距的两道导向环，会进一步增加发动机的总高度，并且增加活塞结构的复杂程度；采取两道导向环的做法会使其中一道导向环和对应的密封环处于温度较高的部位，需要采取额外的冷却装置来保护密封环和导向环。

为了克服多级斯特林机活塞导向装置增加发动机总高度、需要保护性冷却的问题，本实用新型提出了一种可调性强、稳定性高，可适用于不同直径多级斯特林机的新型导向装置，同时可以用平面的导向块替代导向环，降低了导向装置制造难度。

实用新型内容：

本实用新型的目的是研究设计一种活塞的导向装置，以解决上述技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，

一种活塞的导向装置，其特征在于：包括稳定结构，稳定结构包括，沿活塞径向的协同振动连接杆、与协同振动连接杆连接的沿活塞轴向的稳定导向杆；以及设置在稳定导向杆两侧的导向块；协同振动连接杆穿入缸体且与活塞连接，稳定导向杆受导向块的约束只能在平行于活塞的方向发生运动，稳定结构沿活塞的周向设置多处，通过多个稳定导向杆的共同作用，约束活塞只能做轴向运动。

优选的，活塞的径向开有协同振动连接杆对应的安装开口，协同振动连接杆与活塞螺纹连接，协同振动连接杆与稳定导向杆螺纹连接，协同振动连接杆为圆管或箱型截面，端部设封板并部钻螺纹孔。

优选的，活塞与缸体之间设置有上密封环和下密封环，径向的协同振动连接杆设置在活塞上密封环和下密封环之间。

优选的，还包括导向支架，稳定结构设置在导向支架内，导向支架固定在气缸上，与外部密封，使得导向装置没有动密封，导向支架内具有协同振动连接杆竖向运动的空间，导向块与导向支架的内壁贴合。

优选的，导向支架上与协同振动连接杆对应的部位设置防撞减振垫。

优选的，稳定导向杆底部与导向支架内壁之间设置活塞定位弹簧，使活塞在停机状态下处于活塞运动平衡位置附近。

优选的，导向装置的自振频率小于多级斯特林机工作频率的0.75倍，避免导向装置随着多级斯特林机的工作发生共振现象，活塞定位弹簧采用能避免发生共振的弹簧形式。