CN108223189A - 斯特林电机用板弹簧及该斯特林电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种斯特林电机用板弹簧，包括弹簧本体，所述的弹簧本体的中部设有连接部，所述的弹簧本体上且位于所述的连接部的两侧均设有弹性部；两侧的弹性部以所述的连接部为中心对称设置；所述的弹簧本体的两端均设有固定部，所述的固定部设有连接结构。该斯特林电机用板弹簧加工过程中不会浪费材料，安装在活塞的一端上风通量较大，在工作的过程中产生的风压比较小，对活塞来回移动产生的阻力较小，而且轴向刚度和径向刚度均较好，对活塞的支撑力度较大。使用该板弹簧的斯特林电机的活塞在工作的过程中产生的风压较小，来回移动产生的阻力较小，而且活塞安装较稳定。

Description

斯特林电机用板弹簧及该斯特林电机
技术领域
本发明涉及机械设备技术领域，更确切地说涉及一种斯特林电机用板弹簧及该斯特林电机。
背景技术
斯特林电机是一种由外部供热使气体在不同温度下作周期性压缩和膨胀的闭式循环往复式发电机。随着新材料、新技术不断发展而石油资源日益短缺，斯特林电机已越来越受本领域技术人员的重视。
斯特林电机包括活塞、缸体及筒体；所述的活塞安装在所述的缸体内，所述的筒体套于所述的缸体外且与所述的缸体相连接。同时，一般会采用板弹簧作为活塞的驱动之一。但在斯特林电机的工作过程中，筒体内的活塞会做上万、上亿的来回移动，而作为活塞的驱动，板弹簧也需要相应的做上万、上亿的来回移动，这就给弹簧的强度、弹性和稳定性提出了较高的要求。
现有技术的斯特林电机中一般采用平面弹簧，常见的平面弹簧为涡旋臂板弹簧。加工涡旋臂板弹簧的基本方法是在金属片上采用线切割慢走丝的方法刻蚀涡旋槽。此种涡旋臂板弹簧存在以下缺陷：在加工的过程中通过线切割慢走丝的方法刻蚀涡旋槽，造成材料的严重浪费；涡旋槽风通量较小，在工作的过程中产生的风压比较大，对活塞来回移动产生阻力；平面弹簧为行线弹簧，只是一个很细的支撑臂，支撑力度不强，虽然周向刚度不错，但是径向刚度较差，容易在较多次的弹性形变后变脆发热，导致断裂，难以满足斯特林电机的特殊要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种斯特林电机用板弹簧，该斯特林电机用板弹簧加工过程中不会浪费材料，安装在活塞的一端上风通量较大，在工作的过程中产生的风压比较小，对活塞来回移动产生的阻力较小，而且轴向刚度和径向刚度均较好，对活塞的支撑力度较大。
本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的斯特林电机用板弹簧，包括弹簧本体，所述的弹簧本体的中部设有连接部，所述的弹簧本体上且位于所述的连接部的两侧均设有弹性部；两侧的弹性部以所述的连接部为中心对称设置；所述的弹簧本体的两端均设有固定部，所述的固定部设有连接结构。
采用以上结构后，本发明的斯特林电机用板弹簧，与现有技术相比，具有以下优点：
由于本发明的斯特林电机用板弹簧的结构简单，不需要切割材料，在加工的过程中不会造成材料的浪费；使用时，一根以上的本发明的板弹簧支撑在活塞的端部，板弹簧与板弹簧之间的空隙比较大，使得活塞端部的风通量比较大，在工作的过程中产生的风压就比较小，对活塞来回移动产生阻力较小，不会影响活塞的移动速度；该板弹簧轴向刚度和径向刚度均较好，用整个弹簧本体来支撑活塞，支撑力度较强，使用寿命较长，能满足斯特林电机的特殊要求。
作为改进，所述的连接部与所述的固定部之间设有第一弧形拐角，所述的第一弧形拐角的凹处形成第一弹性面，所述的第一弹性面位于所述的弹簧本体的一侧上。
作为改进，所述的连接部向一侧凹陷，所述的弹簧本体形成“弓”字形；所述的连接部与两侧的第一弧形拐角之间形成第二弧形拐角，所述的第二弧形拐角的凹处形成第二弹性面，所述的第二弹性面位于所述的弹簧本体的另一侧上。
作为改进，所述的连接部设有第一连接孔。
作为改进，所述的连接结构为第二连接孔。
本发明要解决的另一技术问题是，提供一种斯特林电机，该斯特林电机的活塞在工作的过程中产生的风压较小，来回移动产生的阻力较小，而且活塞安装较稳定。
本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的斯特林电机，包括活塞、缸体及筒体；所述的活塞安装在所述的缸体内，所述的筒体套于所述的缸体外且与所述的缸体相连接；所述的筒体的一端设有上述的斯特林电机用板弹簧，所述的活塞的相应的端部与所述的板弹簧的连接部连接；或者所述的筒体的两端均设有上述斯特林电机用板弹簧，所述的活塞的两端分别与对应的板弹簧的连接部连接，所述的筒体两端的板弹簧以所述的筒体为中心对称设置。
采用以上结构后，本发明的斯特林电机用板弹簧，与现有技术相比，具有以下优点：
本发明的斯特林电机的筒体的一端或两端设有上述任何一种斯特林电机用板弹簧，筒体端部的风通量较大，在工作的过程中产生的风压较小，活塞端部与板弹簧的连接部连接，活塞来回移动产生的阻力较小，不会影响活塞的移动速度，板弹簧上设有弹性部，弹性部对活塞的支撑力度较大。
作为改进，所述的筒体的端部设有至少两根所述的板弹簧，所述的板弹簧交叉设置且该板弹簧在所述的筒体端部均匀分布。
作为改进，所述的筒体的端部的外侧壁上设有定位槽，所述的板弹簧的固定部设于相应的定位槽内。
作为改进，所述的板弹簧的固定部与所述的定位槽之间通过紧固件锁紧。
作为改进，所述的活塞端部与所述的板弹簧连接部之间通过紧固件锁紧。
附图说明
图1为本发明的斯特林电机用板弹簧实施例一的板弹簧的结构示意图。
图2为本发明的斯特林电机用板弹簧实施例二的板弹簧的结构示意图。
图3为本发明的斯特林电机的结构示意图。
图4为本发明的斯特林电机用板弹簧与筒体之间的组装结构示意图。
图中所示：1、弹性本体，2、连接部，3、弹性部，4、固定部，5、第一连接孔，6、第一弧形拐角，7、第一弹性面，8、第二弧形拐角，9、第二弹性面，10、筒体，1001、定位槽，11、缸体，12、活塞，13、紧固件。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
本发明的斯特林电机用板弹簧包括包括弹簧本体1，所述的弹簧本体1的中部设有连接部2，所述的弹簧本体1上且位于所述的连接部2的两侧均设有弹性部3；两侧的弹性部3以所述的连接部2为中心对称设置（允许存在误差）；所述的弹簧本体1的两端均设有固定部4，所述的固定部4设有连接结构。所述的连接部2设有第一连接孔5。所述的连接结构为第二连接孔。
所述的连接部2与所述的固定部4之间设有第一弧形拐角6，所述的第一弧形拐角6的凹处形成第一弹性面7，所述的第一弹性面7位于所述的弹簧本体1的一侧上。所述的连接部2向一侧凹陷，所述的弹簧本体1形成“弓”字形；所述的连接部2与两侧的第一弧形拐角6之间形成第二弧形拐角8，所述的第二弧形拐角8的凹处形成第二弹性面9，所述的第二弹性面9位于所述的弹簧本体1的另一侧上。
实施例二
本发明的斯特林电机用板弹簧包括包括弹簧本体1，所述的弹簧本体1的中部设有连接部2，所述的弹簧本体1上且位于所述的连接部2的两侧均设有弹性部3；两侧的弹性部3以所述的连接部2为中心对称设置；所述的弹簧本体1的两端均设有固定部4，所述的固定部4设有连接结构。所述的连接部2设有第一连接孔5。所述的连接结构为第二连接孔。
所述的连接部2与所述的固定部4之间设有第一弧形拐角6，所述的第一弧形拐角6的凹处形成第一弹性面7，所述的第一弹性面7位于所述的弹簧本体1的一侧上。所述的弹簧本体1的形状为C字形。
实施例三
本发明的斯特林电机包括活塞12、缸体11及筒体10；所述的活塞12安装在所述的缸体11内，所述的筒体10套于所述的缸体11外且与所述的缸体11相连接；所述的筒体10的一端设有实施例一所述的斯特林电机用板弹簧，所述的活塞12的相应的端部与所述的板弹簧的连接部2连接。或者所述的筒体10的两端均设有实施例一所述的斯特林电机用板弹簧，所述的活塞12的两端分别与对应的板弹簧的连接部连接，所述的筒体10两端的板弹簧以所述的筒体10为中心对称设置（允许存在误差）。
所述的筒体10的端部设有至少两根所述的板弹簧，所述的板弹簧交叉设置且该板弹簧在所述的筒体10端部均匀分布，即相邻的两根板弹簧之间形成的夹角均相等。
所述的筒体10的端部的外侧壁上设有定位槽1001，所述的板弹簧的固定部4设于相应的定位槽1001内。所述的板弹簧的固定部4与所述的定位槽1001之间通过紧固件13锁紧。所述的活塞12端部与所述的板弹簧连接部2之间通过紧固件锁紧。
本发明的斯特林电机的板弹簧的径向刚度是轴向刚度的1000倍，受该板弹簧支撑，可以使用更重的活塞，比如有更复杂的气浮轴承结构或者更多的永磁铁或者更多的线圈的活塞。
实施例四
本发明的斯特林电机包括活塞12、缸体11及筒体10；所述的活塞12安装在所述的缸体11内，所述的筒体10套于所述的缸体11外且与所述的缸体11相连接；所述的筒体10的两端均设有实施例二所述的斯特林电机用板弹簧，所述的活塞12的两端分别与对应的板弹簧的连接部连接，所述的筒体10两端的板弹簧以所述的筒体10为中心对称设置。
所述的筒体10的端部设有至少两根所述的板弹簧，所述的板弹簧交叉设置且该板弹簧在所述的筒体10端部均匀分布，即相邻的两根板弹簧之间形成的夹角均相等。
所述的筒体10的端部的外侧壁上设有定位槽1001，所述的板弹簧的固定部4设于相应的定位槽1001内。所述的板弹簧的固定部4与所述的定位槽1001之间通过紧固件13锁紧。所述的活塞12端部与所述的板弹簧连接部2之间通过紧固件锁紧。
本发明的斯特林电机的板弹簧的径向刚度是轴向刚度的1000倍，受该板弹簧支撑，可以使用更重的活塞，比如有更复杂的气浮轴承结构或者更多的永磁铁或者更多的线圈的活塞。

Claims (10)

1.一种斯特林电机用板弹簧，其特征在于：包括弹簧本体，所述的弹簧本体的中部设有连接部，所述的弹簧本体上且位于所述的连接部的两侧均设有弹性部；两侧的弹性部以所述的连接部为中心对称设置；所述的弹簧本体的两端均设有固定部，所述的固定部设有连接结构。
2.根据权利要求1所述的斯特林电机用板弹簧，其特征在于：所述的连接部与所述的固定部之间设有第一弧形拐角，所述的第一弧形拐角的凹处形成第一弹性面，所述的第一弹性面位于所述的弹簧本体的一侧上。
3.根据权利要求1所述的斯特林电机用板弹簧，其特征在于：所述的连接部向一侧凹陷，所述的弹簧本体形成“弓”字形；所述的连接部与两侧的第一弧形拐角之间形成第二弧形拐角，所述的第二弧形拐角的凹处形成第二弹性面，所述的第二弹性面位于所述的弹簧本体的另一侧上。
4.根据权利要求1所述的斯特林电机用板弹簧，其特征在于：所述的连接部设有第一连接孔。
5.根据权利要求1所述的斯特林电机用板弹簧，其特征在于：所述的连接结构为第二连接孔。
6.一种斯特林电机，其特征在于：包括活塞、缸体及筒体；所述的活塞安装在所述的缸体内，所述的筒体套于所述的缸体外且与所述的缸体相连接；所述的筒体的一端设有权利要求1、3至5任何一项所述的斯特林电机用板弹簧，所述的活塞的相应的端部与所述的板弹簧的连接部连接；或者所述的筒体的两端均设有权利要求1至5任何一项所述的斯特林电机用板弹簧，所述的活塞的两端分别与对应的板弹簧的连接部连接，所述的筒体两端的板弹簧以所述的筒体为中心对称设置。
7.根据权利要求6所述的斯特林电机，其特征在于：所述的筒体的端部设有至少两根所述的板弹簧，所述的板弹簧交叉设置且该板弹簧在所述的筒体端部均匀分布。
8.根据权利要求6所述的斯特林电机，其特征在于：所述的筒体的端部的外侧壁上设有定位槽，所述的板弹簧的固定部设于相应的定位槽内。
9.根据权利要求6所述的斯特林电机，其特征在于：所述的板弹簧的固定部与所述的定位槽之间通过紧固件锁紧。
10.根据权利要求6所述的斯特林电机，其特征在于：所述的活塞端部与所述的板弹簧连接部之间通过紧固件锁紧。
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