CN111765156B - 斯特林制冷机推移活塞与换热器连接结构及其连接方法 - Google Patents

斯特林制冷机推移活塞与换热器连接结构及其连接方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111765156B
CN111765156B CN202010528161.3A CN202010528161A CN111765156B CN 111765156 B CN111765156 B CN 111765156B CN 202010528161 A CN202010528161 A CN 202010528161A CN 111765156 B CN111765156 B CN 111765156B
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat exchanger
piston
connecting structure
magnetic
stirling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010528161.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111765156A (zh
Inventor
刘志勇
迟国春
饶启超
卢旭辰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CETC 11 Research Institute
Original Assignee
CETC 11 Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CETC 11 Research Institute filed Critical CETC 11 Research Institute
Priority to CN202010528161.3A priority Critical patent/CN111765156B/zh
Publication of CN111765156A publication Critical patent/CN111765156A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111765156B publication Critical patent/CN111765156B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/14—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B11/00—Connecting constructional elements or machine parts by sticking or pressing them together, e.g. cold pressure welding
    • F16B11/006—Connecting constructional elements or machine parts by sticking or pressing them together, e.g. cold pressure welding by gluing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/26—Arrangements for connecting different sections of heat-exchange elements, e.g. of radiators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Abstract

本发明提出了一种斯特林制冷机推移活塞与换热器连接结构及其连接方法，用以解决斯特林制冷机推移活塞与换热器连接结构中存在的缺陷，提高制冷机性能。斯特林制冷机推移活塞与换热器连接结构，包括推移活塞、磁性连接结构和换热器，磁化后的磁性连接结构一侧磁性连接所述推移活塞，另一侧磁性连接插入所述推移活塞中的换热器，其中：所述推移活塞，用于带动换热器，实现逆向斯特林循环，获得冷量；磁化后的磁性连接结构，用于为所述推移活塞和所述换热器提供径向自由度，吸附工质气体中微量金属碎屑；所述换热器，用于跟随推移活塞运动，参与工质气体换热作用，制造冷量。

Description

斯特林制冷机推移活塞与换热器连接结构及其连接方法
技术领域
本发明涉及机械结构设计技术领域，尤其涉及一种斯特林制冷机推移活塞与换热器连接结构及其连接方法。
背景技术
斯特林制冷机，以下简称“制冷机”，作为红外探测器组件的重要组成部分，其主要作用是冷却红外探测器，为红外探测器芯片提供稳定的低温环境，降低红外探测器噪声，提高灵敏度和分辨率，进而提高红外成像效果。制冷机结构中，包含推移活塞、换热器、压缩活塞等运动结构。这些运动结构彼此连接，形成协同运动，从而达到满足制冷机设计功能的目的，即：实现逆向斯特林循环，获得冷量。
为使制冷机正常工作，推移活塞需与换热器进行连接。制冷机工作时，由推移活塞带动换热器进行往复运动。推移活塞与换热器连接需满足两点要求。第一，推移活塞与换热器需采用至少1个自由度的连接方式，以确保推移活塞需与换热器往复运动时零件间的错位与应力释放；第二，推移活塞需与换热器间需存在永久通畅的气道，供工质气体流通。
现有普遍设计均采用螺纹球头球窝设计，该设计由于零件磨损，易产生碎屑粉末，导致阻塞气道，污染工质气体，降低制冷机性能。
发明内容
本发明实施例提供一种斯特林制冷机推移活塞与换热器连接结构及其连接方法，用以解决斯特林制冷机推移活塞与换热器连接结构中存在的缺陷，提高制冷机性能。
第一方面，提供一种斯特林制冷机推移活塞与换热器连接结构，包括推移活塞、磁性连接结构和换热器，磁化后的磁性连接结构一侧磁性连接所述推移活塞，另一侧磁性连接插入所述推移活塞中的换热器，其中：
所述推移活塞，用于带动换热器，实现逆向斯特林循环，获得冷量；
磁化后的磁性连接结构，用于为所述推移活塞和所述换热器提供径向自由度，吸附工质气体中微量金属碎屑；
所述换热器，用于跟随推移活塞运动，参与工质气体换热作用，制造冷量。
在一种实施方式中，所述磁性连接结构包括磁性连接块。
在一种实施方式中，所述磁性连接块采用钕铁硼稀土永磁铁制成。
在一种实施方式中，所述推移活塞内粘接有所述磁性连接结构，所述换热器底端粘接有磁性连接座。
在一种实施方式中，所述磁性连接结构通过树脂胶粘接在所述推移活塞内。
在一种实施方式中，所述磁性连接座使用树脂胶粘接在所述换热器底端。
在一种实施方式中，所述斯特林制冷机推移活塞与换热器连接结构还包括弹性密封圈，所述弹性密封圈套在所述磁性连接座的密封槽内。
第二方面，本发明实施例还提供一种斯特林制冷机推移活塞与换热器连接方法，包括：
将磁化后的磁性连接结构粘接在推移活塞内；
将磁性连接座粘接在换热器底端；
将所述换热器插入所述推移活塞中。
在一种实施方式中，在将所述换热器插入所述推移活塞中之前，还包括：
将弹性密封圈套在所述磁性连接座的密封槽内。
采用上述技术方案，本发明至少具有下列优点：
本发明所述斯特林制冷机推移活塞与换热器连接结构及其连接方法，采用磁性连接方法连接推移活塞和换热器，该结构既满足了推移活塞与换热器连接的功能要求，又避免了制冷机零件摩擦碎屑污染工质气体的缺陷，提高了斯特林制冷机性能。
附图说明
图1为根据本发明实施例的推移活塞与换热器的连接原理示意图；
图2为根据本发明实施例的斯特林制冷机推移活塞与换热器连接结构示意图；
图3为根据本发明实施例的磁性连接结构磁化后的磁场方向示意图；
图4为根据本发明实施例的斯特林制冷机推移活塞与换热器连接方法实施流程示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如后。
需要说明的是，本发明实施例中的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。
在本文中提及的“多个或者若干个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
对于推移活塞与换热器的连接，需满足两点要求：第一，推移活塞与换热器需采用至少1个自由度的连接方式，以确保推移活塞需与换热器往复运动时零件间的错位与应力释放；第二，推移活塞与换热器的连接，需保证一条永远通畅的气体通路进行贯穿，从而使工质气体从推移活塞一侧流通到换热器一侧。如图1所示，其为推移活塞与换热器的连接原理示意图。
有鉴于此，本发明实施例提供了斯特林制冷机推移活塞与换热器连接结构，如图2所示，包括推移活塞21、磁性连接结构22和换热器23，磁化后的磁性连接结构22一侧磁性连接所述推移活塞21，另一侧磁性连接插入所述推移活塞中的换热器23，其中：
所述推移活塞21，用于带动换热器23，实现逆向斯特林循环，获得冷量；
磁化后的磁性连接结构22，用于为所述推移活塞21和所述换热器23提供径向自由度，吸附工质气体中微量金属碎屑；
所述换热器23，用于跟随推移活塞21运动，参与工质气体换热作用，制造冷量。
具体实施时，磁性连接结构在使用之前需要进行磁化处理，并达到磁饱和状态，磁场方向如图3所示。将磁化后的磁性连接结构使用树脂胶粘接在推移活塞内，再将换热器插入到推移活塞中。
具体实施时，磁性连接结构可以采用天然磁体和人工磁体等任何具有磁性的材料制成，在一种实施方式中，磁性连接结构包括磁性连接块，例如，可以采用钕铁硼稀土永磁铁制成。磁性连接结构通过人工或者天然方式获得图3方向的磁场，用以吸附流经磁性连接结构的工质气体中的微量金属碎屑，使碎屑轴向排列于磁性连接结构的气道内壁上，达到进化制冷机工质气体的作用。
在这种实施方式中，斯特林制冷机推移活塞与换热器连接结构还包括磁性连接座24，所述磁性连接24粘接在所述换热器23底端，换热器23通过磁性连接座24与磁性连接结构22磁性连接，跟随推移活塞21运动，参与工质气体换热作用，制造冷量。其中，磁性连接座24可以由00Cr12制成。
具体实施时，磁性连接座24可以使用树脂胶粘接在换热器23的底端。
在另外一种实施方式中，还可以通过在换热器和推移活塞之间接入弹性零件，增加换热器与推移活塞之间的弹性接触。弹性零件可以包括橡胶、树脂、金属等弹性材料制的弹性零件。该零件用以减轻零件摩擦并释放零件错位与连接应力。
在这种实施方式中，斯特林制冷机推移活塞与换热器连接结构还包括弹性密封圈25，所述弹性密封圈套在所述磁性连接座的密封槽内。具体实施时，弹性密封圈可以包括O型弹性密封圈。
相应地，本发明实施例还提供了一种斯特林制冷机推移活塞与换热器连接方法，如图4所示，可以包括以下步骤：
S41、将磁化后的磁性连接结构粘接在推移活塞内；
S42、将磁性连接座粘接在换热器底端；
S43、将换热器插入推移活塞中。
在一种可能的实施方式中，在将所述换热器插入所述推移活塞中之前，还可以包括以下步骤：
将弹性密封圈套在所述磁性连接座的密封槽内。
为了更好的理解本发明实施例，以下结合斯特林制冷机推移活塞与换热器连接方法的实施流程对本发明的实施过程进行说明。
步骤一、首先将磁性连接结构进行磁化，达到磁饱和状态，磁场方向如图3所示。
步骤二、将磁性连接结构使用树脂胶粘接在推移活塞内。
步骤三、将O型弹性密封圈套在换热器磁性连接座的密封槽内，再将换热器磁性连接座用树脂胶粘接在换热器底端。
步骤四、将上一步组装好的换热器插入推移活塞中。
制冷机开始工作，推移活塞与磁性连接结构由于磁化后获得的磁性，与换热器在轴向上连接在一起，同时由于O型弹性密封圈的介入，在径向上可产生弹性移动，减轻零件间摩擦，并由密封圈的弹性释放错位与应力。
制冷机工作过程中，磁性连接结构不断吸附流经磁性连接结构的工质气体中的微量金属碎屑，从而达到净化制冷机工质气体的作用，提高制冷机工作效能。
根据本发明实施例提供的斯特林制冷机推移活塞与换热器连接，满足了制冷机推移活塞与换热器的连接要求；同时解决了制冷机零件磨损导致的碎屑污染工质气体的问题；该连接结构操作简单，便于反复安装、拆卸。本连接方法及结构成功应用于斯特林制冷机中，并实现了工程化应用。
通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

Claims (9)

1.一种斯特林制冷机推移活塞与换热器连接结构，其特征在于，包括推移活塞、磁性连接结构和换热器，磁化后的磁性连接结构一侧磁性连接所述推移活塞，另一侧磁性连接插入所述推移活塞中的换热器，其中：
所述推移活塞，用于带动换热器，实现逆向斯特林循环，获得冷量；
磁化后的磁性连接结构，用于为所述推移活塞和所述换热器提供径向自由度，吸附工质气体中微量金属碎屑，所述磁性连接结构具有从所述推移活塞一侧连通到所述换热器一侧的气体通路；
所述换热器，用于跟随推移活塞运动，参与工质气体换热作用，制造冷量。
2.根据权利要求1所述的斯特林制冷机推移活塞与换热器连接结构，其特征在于，所述磁性连接结构包括磁性连接块。
3.根据权利要求2所述的斯特林制冷机推移活塞与换热器连接结构，其特征在于，所述磁性连接块采用钕铁硼稀土永磁铁制成。
4.根据权利要求1、2或3所述的斯特林制冷机推移活塞与换热器连接结构，其特征在于，所述推移活塞内粘接有所述磁性连接结构，所述换热器底端粘接有磁性连接座。
5.根据权利要求4所述的斯特林制冷机推移活塞与换热器连接结构，其特征在于，所述磁性连接结构通过树脂胶粘接在所述推移活塞内。
6.根据权利要求4所述的斯特林制冷机推移活塞与换热器连接结构，其特征在于，所述磁性连接座使用树脂胶粘接在所述换热器底端。
7.根据权利要求4所述的斯特林制冷机推移活塞与换热器连接结构，其特征在于，所述斯特林制冷机推移活塞与换热器连接结构还包括弹性密封圈，所述弹性密封圈套在所述磁性连接座的密封槽内。
8.一种斯特林制冷机推移活塞与换热器连接方法，其特征在于，所述连接方法用于对如权利要求1-7中任一项所述的斯特林制冷机推移活塞与换热器连接结构进行连接，所述连接方法包括：
将磁化后的磁性连接结构粘接在推移活塞内；
将磁性连接座粘接在换热器底端；
将所述换热器插入所述推移活塞中。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在将磁性连接座粘接在换热器底端之前，还包括：
将弹性密封圈套在所述磁性连接座的密封槽内。
CN202010528161.3A 2020-06-11 2020-06-11 斯特林制冷机推移活塞与换热器连接结构及其连接方法 Active CN111765156B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010528161.3A CN111765156B (zh) 2020-06-11 2020-06-11 斯特林制冷机推移活塞与换热器连接结构及其连接方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010528161.3A CN111765156B (zh) 2020-06-11 2020-06-11 斯特林制冷机推移活塞与换热器连接结构及其连接方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111765156A CN111765156A (zh) 2020-10-13
CN111765156B true CN111765156B (zh) 2022-10-28

Family

ID=72720546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010528161.3A Active CN111765156B (zh) 2020-06-11 2020-06-11 斯特林制冷机推移活塞与换热器连接结构及其连接方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111765156B (zh)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000292023A (ja) * 1999-04-08 2000-10-20 Daikin Ind Ltd 極低温冷凍機
CN203285508U (zh) * 2013-06-01 2013-11-13 王菲 一种机油滤清器
CN105222386B (zh) * 2014-05-27 2017-07-28 同济大学 一种气动gm制冷机及其控制过程
CN104213983B (zh) * 2014-09-26 2016-05-04 江苏华强新能源科技有限公司 一种大型燃气轮机进气系统
CN109140839B (zh) * 2017-06-28 2020-06-02 同济大学 回热器及采用此回热器结构的脉管制冷机
CN108645069A (zh) * 2018-06-04 2018-10-12 中船重工鹏力（南京）超低温技术有限公司 用于蓄冷器的隔断构件及采用该隔断构件的低温制冷机
CN209244631U (zh) * 2018-11-28 2019-08-13 无锡尼富龙超滤科技有限公司 一种用于车辆油底壳润滑油交换的螺栓
CN111207529B (zh) * 2020-01-15 2021-04-13 浙江大学 一种自由活塞发动机直接驱动的低温制冷机

Also Published As

Publication number Publication date
CN111765156A (zh) 2020-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6935121B2 (en) Reciprocating and rotary magnetic refrigeration apparatus
CN1605009A (zh) 旋转磁体式磁致冷机
CN102305491B (zh) 摆动式室温磁制冷机
CN111765156B (zh) 斯特林制冷机推移活塞与换热器连接结构及其连接方法
EP1367340A3 (en) Magnetic condensing system for cryogenic engines
CN105004093A (zh) 一种双循环往复式室温磁制冷系统
CN111043791A (zh) 一种磁制冷装置
CN201441933U (zh) 吸附组合低磁阻磁性衬板
WO2020224264A1 (zh) 一种磁制冷装置
CN202327313U (zh) 夹管电磁阀
CN112503181A (zh) 一种斜向充磁的磁性液体密封结构
US20180156503A1 (en) Magnet assembly for a magneto-caloric heat pump
CN107302285B (zh) 一种基于磁制冷技术的采油电机
CN114927070A (zh) Led显示模组及led显示模组拆卸件
CN101709805B (zh) 直动式电磁开关阀
CN217522725U (zh) 一种磁性非接触式传扭联轴器
CN220227908U (zh) 双稳态脉冲电磁阀阀座及其电磁阀
CN115966364B (zh) 一种生化诊断设备用阵列式永磁体及其制造方法
CN2591725Y (zh) 精密充磁板
TWI243884B (en) Reciprocating and rotary magnetic refrigeration apparatus
CN211643021U (zh) 一种恒温试剂盒
CN214901163U (zh) 一种外置进出气结构的音视频集成一体机
CN217464163U (zh) 一种用于标牌的快速排布组装的led灯
CN220168113U (zh) 一种气泵与气嘴的磁吸结构
CN218787638U (zh) 一种磁制冷组件和磁制冷系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant