CN110425762A - 斯特林制冷机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种斯特林制冷机，包括基座和冷指，冷指内设有蓄冷器，基座和冷指围合成密闭的腔体，基座内设有凸轮转动件和带动凸轮转动件转动的旋转电机，凸轮转动件的外壁包括沿凸轮转动件转动方向设置的呈波浪状的配合面，基座内设有若干个同步工作的压缩组件，各所述压缩组件绕配合面设置，各所述压缩组件均包括气缸、活塞以及与配合面配合使得活塞在气缸内往复移动的活塞推杆，各所述气缸均与冷指连通。本发明采用将旋转电机M的旋转运动转化为活塞的往复直线运动的新传动方式，不需要设置曲柄连杆机构，大大减小了制冷剂的体积，实现了制冷剂的小型化和集成化，另外，压缩组件均匀对置式分布，实现了制冷剂的低振动要求。

Description

斯特林制冷机
技术领域
本发明涉及制冷与低温工程领域，尤其涉及一种斯特林制冷机。
背景技术
传统旋转斯特林制冷机主要通过旋转电机驱动和曲柄连杆机构传动来实现压缩活塞和推移活塞的往复直线运动，这种设计会造成整机振动大，同时使得旋转电机、压缩机、膨胀机在空间上相互垂直分布，会使制冷机在系统应用中造成空间浪费，不利于系统的微型集成化。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种斯特林制冷机，以实现制冷机的低振动、小型化和集成化。
本发明是这样实现的：
本发明提供一种斯特林制冷机，包括基座和冷指，冷指内设有蓄冷器，基座和冷指围合成密闭的腔体，基座内设有凸轮转动件和带动凸轮转动件转动的旋转电机，凸轮转动件的外壁包括沿凸轮转动件转动方向设置的呈波浪状的配合面，基座内设有若干个同步工作的压缩组件，各所述压缩组件绕配合面设置，各所述压缩组件均包括气缸、活塞以及与配合面配合使得活塞在气缸内往复移动的活塞推杆，各所述气缸均与冷指连通。
作为优选，凸轮转动件上设有通孔，通孔壁包括沿凸轮转动件转动方向设置的呈正弦波浪状的封闭配合面，各所述压缩组件均位于通孔内且沿径向分布。
作为优选，配合面包括四个波峰面，四个所述波峰面均匀分布，压缩组件有四个，四个所述压缩组件分别设置于四个所述波峰面处。
作为优选，凸轮转动件沿轴向的两端边沿包括呈正弦波浪状的封闭配合面，各所述压缩组件沿凸轮转动件的轴向分布在凸轮转动件的两端。
作为优选，配合面包括若干波峰面，各所述波峰面均匀分布，各所述压缩组件分别设置于各所述波峰面处，各所述压缩组件与各所述波峰面一一对应，分布在凸轮转动件的两端的波峰面个数相同且沿轴向两两对置式分布。
作为优选，各所述活塞推杆上均设有压缩弹簧。
作为优选，各所述活塞推杆远离气缸的一端均设有与配合面配合使得活塞在气缸内往复移动的滚珠。
作为优选，蓄冷器靠近基座的一端连有推移弹簧。
本发明具有以下有益效果：
本发明采用将旋转电机M的旋转运动转化为活塞的往复直线运动的新传动方式，不需要设置曲柄连杆机构，大大减小了制冷剂的体积，实现了制冷剂的小型化和集成化，另外，压缩组件均匀对置式分布，实现了制冷剂的低振动要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的实施例一的斯特林制冷机局部正视剖面图；
图2为本发明实施例提供的实施例一的斯特林制冷机局部俯视剖面图；
图3为本发明实施例提供的实施例一的正弦凸轮示意图；
图4为本发明实施例提供的实施例一的凸轮展平下制冷机原理简图；
图5为本发明实施例提供的实施例二的斯特林制冷机原理图；
图6为本发明实施例提供的实施例二的正弦凸轮展平图。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图6，本发明实施例提供一种斯特林制冷机，包括基座(未图示)和冷指9，冷指9内设有蓄冷器8，基座和冷指9围合成密闭的腔体，基座内设有凸轮转动件1和带动凸轮转动件1转动的旋转电机M，凸轮转动件1的外壁包括沿凸轮转动件转动方向设置的呈波浪状的配合面，基座内设有若干个同步工作的压缩组件，各所述压缩组件绕配合面设置，各所述压缩组件均包括气缸5、活塞2以及与配合面配合使得活塞在气缸内往复移动的活塞推杆，各所述气缸5均与冷指9连通，压缩组件产生的气体做功，使得蓄冷器8在冷指9内往复移动。本发明采用将旋转电机M的旋转运动转化为活塞2的往复直线运动的新传动方式，不需要设置曲柄连杆机构，大大减小了制冷剂的体积，实现了制冷剂的小型化和集成化，另外，压缩组件均匀对置式分布，实现了制冷剂的低振动要求。
作为优选，各所述活塞推杆上均设有压缩弹簧4。
作为优选，各所述活塞推杆远离气缸的一端均设有与配合面配合使得活塞在气缸内往复移动的滚珠3，在本发明中，滚珠3采用滚动轴承。
作为优选，蓄冷器8靠近基座的一端连有推移弹簧7。
根据呈波浪状的配合面在正弦凸轮转动件1上的位置不同，列举了实施例一和实施例二两种实现方式。
如图1-图4，实施例一提供了一种采用正弦凸轮传动的径向均布对置式低振动斯特林制冷机，主要由旋转电机M、正弦凸轮转动件1、压缩组件和膨胀机组件四部分组成，实施例一中，正弦凸轮转动件1为凸轮转盘形式。
在实施例一中，凸轮转动件1上设有通孔，通孔壁包括沿凸轮转动件转动方向设置的呈正弦波浪状的封闭配合面，各所述压缩组件均位于通孔内且沿径向分布。
在实施例一中，如图3，配合面包括四个波峰面10和四个波谷面11，四个所述波峰面10均匀分布，压缩组件有四个，四个所述压缩组件分别设置于四个所述波峰面10处。
如图2，四个气缸5分别通过四个支气管12与压缩尾座6的主气管13连通，压缩尾座6位于基座内，推移弹簧7远离冷指9的一端位于主气管13的出口内，汇聚在主气管13的气体带动推移弹簧7往复运动。
制冷机通过旋转电机M驱动正弦凸轮转动件1做旋转运动，正弦凸轮转动件1内圆凸轮面波峰波谷交替来推动压缩组件中的滚动轴承，从而以正弦凸轮上波峰波谷交替来实现压缩弹簧4的压缩和拉伸，实现压缩活塞2在压缩气缸5内做往复运动；通过径向对称布置，活塞2往复运动引起的振动能恰好消除，同时对称活塞往复运动在压缩尾座6处汇聚产生的压缩气体力推动推移弹簧7及蓄冷器8在冷指9内往复运动实现制冷效应。
如图5-图6，实施例二提供了一种采用正弦凸轮传动的轴向对置式低振动斯特林制冷机，主要由旋转电机、正弦凸轮转动件1、压缩组件和膨胀机组件四部分组成，实施例二中，正弦凸轮转动件1为一个凸轮转轴形式。
在实施例二中，凸轮转动件1沿轴向的两端边沿包括呈正弦波浪状的封闭配合面，各所述压缩组件沿凸轮转动件的轴向分布在凸轮转动件1的两端。
在实施例二中，配合面包括若干波峰面，各所述波峰面均匀分布，各所述压缩组件分别设置于各所述波峰面处，各所述压缩组件与各所述波峰面一一对应，分布在凸轮转动件1的两端的波峰面个数相同且沿轴向两两对置式分布，可减小振动。
制冷机通过旋转电机M驱动正弦凸轮转动件1做旋转运动，凸轮转动件1上下凸轮面波峰波谷交替来推动压缩组件中的滚动轴承，从而正弦凸轮上波峰波谷交替来实现压缩弹簧4的压缩和拉伸，从而压缩活塞2在压缩气缸5内做往复运动；通过轴向对称布置，两边压缩引起的振动能恰好消除，同时对称活塞往复运动汇聚产生的压缩气体力推动推移弹簧7及蓄冷器8在冷指9内往复运动实现制冷效应。
其中，正弦凸轮上波峰波谷数的调节可实现制冷机不同运行频率的调节。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种斯特林制冷机，其特征在于：包括基座和冷指，冷指内设有蓄冷器，基座和冷指围合成密闭的腔体，基座内设有凸轮转动件和带动凸轮转动件转动的旋转电机，凸轮转动件的外壁包括沿凸轮转动件转动方向设置的呈波浪状的配合面，基座内设有若干个同步工作的压缩组件，各所述压缩组件绕配合面设置，各所述压缩组件均包括气缸、活塞以及与配合面配合使得活塞在气缸内往复移动的活塞推杆，各所述气缸均与冷指连通。
2.如权利要求1所述的斯特林制冷机，其特征在于：凸轮转动件上设有通孔，通孔壁包括沿凸轮转动件转动方向设置的呈正弦波浪状的封闭配合面，各所述压缩组件均位于通孔内且沿径向分布。
3.如权利要求2所述的斯特林制冷机，其特征在于：配合面包括四个波峰面，四个所述波峰面均匀分布，压缩组件有四个，四个所述压缩组件分别设置于四个所述波峰面处。
4.如权利要求1所述的斯特林制冷机，其特征在于：凸轮转动件沿轴向的两端边沿包括呈正弦波浪状的封闭配合面，各所述压缩组件沿凸轮转动件的轴向分布在凸轮转动件的两端。
5.如权利要求4所述的斯特林制冷机，其特征在于：配合面包括若干波峰面，各所述波峰面均匀分布，各所述压缩组件分别设置于各所述波峰面处，各所述压缩组件与各所述波峰面一一对应，分布在凸轮转动件的两端的波峰面个数相同且沿轴向两两对置式分布。
6.如权利要求1所述的斯特林制冷机，其特征在于：各所述活塞推杆上均设有压缩弹簧。
7.如权利要求1所述的斯特林制冷机，其特征在于：各所述活塞推杆远离气缸的一端均设有与配合面配合使得活塞在气缸内往复移动的滚珠。
8.如权利要求1所述的斯特林制冷机，其特征在于：蓄冷器靠近基座的一端连有推移弹簧。
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