CN104179594B - 一种斯特林循环机的活塞定位结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种斯特林循环机的活塞定位结构，斯特林循环机包括密闭腔体和活塞，所述活塞设于所述密闭腔体中，并可沿所述密闭腔体内往复运动，所述活塞的一端的端面和与所述密闭腔体内壁配合的侧面之间设有若干的通孔，所述密闭腔体内壁上设有与所述若干通孔相配合的若干的卸压孔。本发明的技术方案通过相互配合的通孔和卸压孔，在不增加零部件和能源的情况下，利用原有结构和动力，实现对活塞运动位置的精确定位，且改造方便、易于实现，降低了控制难度，提高了斯特林循环机的运行精度。

Description

一种斯特林循环机的活塞定位结构

技术领域

本发明属于机械设备控制领域，涉及一种定位结构，尤其涉及一种斯特林循环机的活塞定位结构。

背景技术

与传统循环理论不同，斯特林循环理论是一种更为高效的热力学理论。随着新材料、新技术不断发展而石油资源日益短缺，斯特林循环机已越来越受本领域技术人员的重视。

但是现有的斯特林循环机的机械结构中，通过腔体内气体压力和弹簧的弹力或磁铁的磁力驱动活塞往复运动。在气体压力过大、过小时容易造成活塞运动的不稳定，同时难以形成有效的控制。而由于活塞和腔体体积较小且运动次数较多，增加复杂的定位控制装置成本较高且难以有效的实施。

CN101373109公开了一种作为斯特林循环机的自由活塞型斯特林制冷循环机，其包括汽缸7、在所述汽缸7中往复运动的活塞18以及由动子20和定子35组成的电磁机构19，其中所述动子20配置成使所述永磁体24设置在由磁导材料制成的内轭23的外侧，所述活塞18与动子20以轴向排列设置，而所述定子35和所述汽缸7也以轴向排列设置。通过这样的配置，可减小所述电磁驱动机构19的动子20的外径RM，因而可减小在所述动子20外侧设置的所述定子35的内径RS和外径，以及最终减小整个斯特林循环制冷机的外径。但该专利的机械结构同样存在着上述的技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明通过相互配合的通孔和卸压孔，在不增加零部件和能源的情况下，利用原有结构和动力，实现对活塞运动位置的精确定位，且改造方便、易于实现，降低了控制难度，提高了斯特林循环机的运行精度。

为达到上述目的，具体技术方案如下：

一种斯特林循环机的活塞定位结构，所述斯特林循环机包括密闭腔体和活塞，所述活塞设于所述密闭腔体中，并可沿所述密闭腔体内往复运动，所述活塞的一端的端面和与所述密闭腔体内壁配合的侧面之间设有若干的通孔，所述密闭腔体内壁上设有与所述若干通孔相配合的若干的卸压孔。

优选的，当所述活塞运动至所需定位位置时，所述活塞通孔位于活塞侧面的一端与所述卸压孔相配合的处于同一位置。

优选的，所述活塞与所述密闭腔体的内壁间隙配合，所述密闭腔体内设有压力气体部，所述活塞的一端设于所述压力气体部内，所述活塞的另一端与弹性元件或电磁机构相连，所述活塞在所述压力气体部内压力气体的压力和弹性元件的弹力或电磁机构的磁力的相互作用下往复运动。

优选的，所述活塞上的通孔包括设于所述活塞中的承压部和卸压部，所述承压部的一端设于所述活塞的一端的端面上，所述卸压部的一端设于所述活塞的侧面上，所述承压部另一端和所述卸压部的另一端设于所述活塞中，并相通。

优选的，所述通孔的承压部的延伸方向与所述活塞的往复运动方向相同，所述卸压部的延伸方向与所述承压部的延伸方向垂直。

优选的，所述承压部设于所述活塞中的另一端还设有缓冲部，所述卸压部的另一端设于所述承压部的一端和另一端的缓冲部之间。

优选的，所述活塞的一端的端面上还设有第一压力点和第二压力点，当所述密闭腔体的压力气体部内压力气体的压力作用于所述活塞一端的端面上时，所述第一压力点的压力大于所述第二压力点的压力，所述通孔承压部的一端设于所述活塞一端端面的第二压力点处。

优选的，所述活塞一端的端面的截面形状呈弧形，所述通孔承压部的一端设于活塞一端端面的边缘。

优选的，所述活塞的侧面上相对于所述若干的通孔处还设有环形槽，所述环形槽连通所述若干的通孔位于活塞侧面的一端。

优选的，所述密闭腔体的内壁上相对于所述若干的卸压孔处还设有与所述环形槽相配合的环形卸压槽，所述环形卸压槽连通所述卸压孔。

相对于现有技术，本发明的技术方案通过相互配合的通孔和卸压孔，在不增加零部件和能源的情况下，利用原有结构和动力，实现对活塞运动位置的精确定位，且改造方便、易于实现，降低了控制难度，提高了斯特林循环机的运行精度。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的活塞结构示意图；

图3为本发明实施例的密闭腔体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下将结合附图对本发明的实施例做具体阐释。

如图1中所示的本发明的实施例的一种斯特林循环机的活塞定位结构，斯特林循环机包括密闭腔体1和活塞2。活塞2设于密闭腔体1中，并可沿密闭腔体1内往复运动。活塞2的一端的端面3和与密闭腔体1内壁配合的侧面4之间设有若干的连通的通孔5，密闭腔体1内壁上设有与若干通孔5相配合的若干的卸压孔6。

如图1中所示，在本发明的实施例中，活塞2与密闭腔体1的内壁间隙配合。密闭腔体1内设有压力气体部11，活塞2的一端设于压力气体部内，活塞2的另一端与弹性元件或电磁机构相连，活塞2在压力气体部11内压力气体的压力和弹性元件的弹力或电磁机构的磁力的相互作用下往复运动。

当活塞2运动至所需定位位置时，活塞2通孔5位于活塞2侧面的一端与卸压孔6相配合的处于同一位置，从而将密闭腔体1的含有压力气体的压力气体部11与卸压孔6连通的外部通过通孔5和卸压孔6相通，将压力气体部11的压力气体排出，减少活塞2一端的压力，从而使得活塞2受压力气体的运动减缓，并在弹性元件的作用下，逐渐停止并回复运动。

本发明的实施例通过相互配合的通孔和卸压孔，在不增加零部件和能源的情况下，利用原有结构和动力，实现对活塞运动位置的精确定位，且改造方便、易于实现，降低了控制难度，提高了斯特林循环机的运行精度。

如图2中所示，在本发明的实施例中，活塞2上的通孔5包括设于活塞2中的承压部7和卸压部8。承压部7的一端设于活塞2的一端的端面3上，卸压部8的一端设于活塞2的侧面4上。承压部7另一端和卸压部8的另一端设于活塞中，并相通。优选承压部7的延伸方向与活塞2的往复运动方向相同，卸压部8的延伸方向与承压部7的延伸方向垂直，从而尽量减少通孔5对活塞2运动轨迹的影响。

承压部7设于活塞2中的另一端还设有缓冲部，卸压部8的另一端设于承压部7的一端和另一端的缓冲部之间，利用缓冲部降低对活塞2所受压力的影响。

另如图2中所示，在本发明的实施例中，活塞2的一端的端面3上还设有第一压力点和第二压力点，当密闭腔体1的压力气体部11内压力气体的压力作用于活塞2一端的端面3上时，第一压力点的压力大于第二压力点的压力，通孔承压部7的一端设于活塞一端端面的第二压力点处。并优选活塞2一端的端面3的截面形状呈弧形，通孔承压部7的一端设于活塞2一端端面3的边缘，从而降低影响。

活塞2的侧面4上相对于若干的通孔7处还设有环形槽，环形槽连通若干的通孔7位于活塞2侧面的一端,。

如图3中所示，在本发明的实施例中，密闭腔体1的内壁上相对于若干的卸压孔6处还设有与环形槽相配合的环形卸压槽，环形卸压槽9连通卸压孔6，从而提高了定位效果。

在本发明的实施例中，活塞的侧面上优选两排的通孔，并优选密闭腔体内壁上设有两排的卸压孔，进一步优选两排卸压孔的间距大于或等于两排通孔的间距。当活塞往复运动时，两排通孔中的第一排通孔从两排卸压孔的一侧移动到中间，两排通孔中的第二排通孔从两排卸压孔的中间移动到另一侧，从而提高定位效果。

此外，在本发明的实施例中，优选若干的通孔的一端均匀分布于活塞的侧面上。并优选还设有若干均匀分布的连通活塞一端端面和侧面的气孔，以提高活塞的运行效率和效果。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种斯特林循环机的活塞定位结构，所述斯特林循环机包括密闭腔体和活塞，所述活塞设于所述密闭腔体中，并可沿所述密闭腔体内往复运动，其特征在于，所述活塞的一端的端面和与所述密闭腔体内壁配合的侧面之间设有若干的通孔，所述密闭腔体内壁上设有与所述若干通孔相配合的若干的卸压孔，所述活塞上的通孔包括设于所述活塞中的承压部和卸压部，所述承压部的一端设于所述活塞的一端的端面上，所述卸压部的一端设于所述活塞的侧面上，所述承压部另一端和所述卸压部的另一端设于所述活塞中，并相通。

2.如权利要求1所述的斯特林循环机的活塞定位结构，其特征在于，当所述活塞运动至所需定位位置时，所述活塞通孔位于活塞侧面的一端与所述卸压孔相配合。

3.如权利要求2所述的斯特林循环机的活塞定位结构，其特征在于，所述活塞与所述密闭腔体的内壁间隙配合，所述密闭腔体内设有压力气体部，所述活塞的一端设于所述压力气体部内，所述活塞的另一端与弹性元件或电磁机构相连，所述活塞在所述压力气体部内压力气体的压力和弹性元件的弹力或电磁机构的磁力的相互作用下往复运动。

4.如权利要求3所述的斯特林循环机的活塞定位结构，其特征在于，所述通孔的承压部的延伸方向与所述活塞的往复运动方向相同，所述卸压部的延伸方向与所述承压部的延伸方向垂直。

5.如权利要求4所述的斯特林循环机的活塞定位结构，其特征在于，所述承压部设于所述活塞中的另一端还设有缓冲部，所述卸压部的另一端设于所述承压部的一端和另一端的缓冲部之间。

6.如权利要求5所述的斯特林循环机的活塞定位结构，其特征在于，所述活塞的一端的端面上还设有第一压力点和第二压力点，当所述密闭腔体的压力气体部内压力气体的压力作用于所述活塞一端的端面上时，所述第一压力点的压力大于所述第二压力点的压力，所述通孔承压部的一端设于所述活塞一端端面的第二压力点处。

7.如权利要求6所述的斯特林循环机的活塞定位结构，其特征在于，所述活塞一端的端面的截面形状呈弧形，所述通孔承压部的一端设于活塞一端端面的边缘。

8.如权利要求7所述的斯特林循环机的活塞定位结构，其特征在于，所述活塞的侧面上相对于所述若干的通孔处还设有环形槽，所述环形槽连通所述若干的通孔位于活塞侧面的一端。

9.如权利要求8所述的斯特林循环机的活塞定位结构，其特征在于，所述密闭腔体的内壁上相对于所述若干的卸压孔处还设有与所述环形槽相配合的环形卸压槽，所述环形卸压槽连通所述卸压孔。