CN112378109A - 一种低温脉管制冷机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低温脉管制冷机，包括脉管组件、惯性管和压缩机，压缩机壳体内部连接有缸体，缸体的两侧的直线电机呈对称布置；直线电机包括活塞轴，活塞轴的端部连接有活塞头，活塞轴上连接有永磁体组；永磁体组由多个永磁体围合构成，相邻两个永磁体之间形成一个插槽，活塞轴穿设在磁极中，磁极包括磁环，磁环的内壁周向连接有多个径向杆，径向杆均插接在相应的插槽中，每个径向杆上均缠绕有导线圈；直线电机的活塞头均可滑移地连接在缸体内部的活塞腔内，活塞腔和脉管组件的输入端相连通，脉管组件的输出端通过惯性管和壳体内部相连通。本发明能够有效降低压缩机的振动和噪声，提升了机械转化效率，且具有体积小和制冷量大的特点。

Description

一种低温脉管制冷机

技术领域

本发明涉及回热制冷技术领域，具体涉及一种低温脉管制冷机。

背景技术

脉管制冷机是回热式低温制冷机中的常用装置，鉴于脉管制冷机具有结构简单、运行噪声小、振动量级低、寿命长以及可靠性高等优点，脉管制冷器被广泛应用于航空航天、高温超导、红外探测、生物医药等领域。

在-120℃～-40℃制冷温度范围下的超低温冰箱通常采用曲柄连杆式压缩机驱动的复叠式制冷机作为制冷源，压缩机振动和噪声较大，机械转化效率较低，且无法在较小体积下满足大制冷量的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种低温脉管制冷机，能够有效降低压缩机的振动和噪声，利于提升机械转化效率，且能够在保证大制冷量的情况下维持较小体积。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

一种低温脉管制冷机，包括脉管组件、惯性管和压缩机，所述压缩机包括壳体，所述脉管组件和所述壳体内部相连通，所述壳体内部连接有缸体，所述缸体的两侧均设置有直线电机，所述缸体的两侧的直线电机呈对称布置，所述直线电机包括活塞轴，所述活塞轴的端部连接有活塞头，所述活塞轴上连接有永磁体组，所述永磁体组由多个永磁体围合构成，每个所述永磁体组均采用径向充磁，相邻两个所述永磁体之间形成一个插槽，所述活塞轴穿设在磁极中，所述磁极包括磁环，所述磁环的内壁周向连接有多个径向杆，所述径向杆和所述插槽一一对应，所述径向杆均插接在相应的插槽中，每个所述径向杆上均缠绕有导线圈，全部所述导线圈相串联，周向相邻的两个导线圈的缠绕方向相反，所述缸体内部设置有活塞腔，所述缸体两侧的所述直线电机的活塞头均可滑移地连接在所述活塞腔内，所述缸体上还设置有进气口，所述活塞腔通过所述进气口和所述脉管组件的输入端相连通，所述脉管组件的输出端通过所述惯性管和所述壳体内部相连通。

在其中一个实施方式中，所述脉管组件包括依次连接的冷平台、冷端换热器、回热器和热端换热器，所述冷平台内部设置膨胀腔，所述膨胀腔和所述冷端换热器相连通，所述热端换热器和所述回热器相连通，所述回热器内部连接有脉管，所述脉管和所述回热器的轴线相重合，所述脉管一端和所述冷端换热器相连通，另一端和所述惯性管相连通。

在其中一个实施方式中，所述冷端换热器的周向设置有多个换热通道组，每个所述换热通道组包括多个弧形通槽。

在其中一个实施方式中，每个所述换热通道组的多个弧形通槽沿所述冷端换热器的径向依次排列，且所述弧形通槽的弧长自所述冷端换热器的中心向外壁方向递增。

在其中一个实施方式中，所述热端换热器采用环形板翅式换热器，所述环形板翅式换热器包括多个散热环，多个所述散热环呈同心设置，相邻的两个散热环之间连接有散热翅片，所述散热翅片呈波浪状。

在其中一个实施方式中，所述脉管采用锥形脉管，所述锥形脉管的小端和所述冷端换热器相连通，所述锥形脉管的大端和所述惯性管相连通。

在其中一个实施方式中，所述膨胀腔呈弧形。

在其中一个实施方式中，所述活塞轴的外壁上连接有两个永磁体组，两个所述永磁体组沿所述活塞轴的轴向依次布置，两个永磁体组中轴向相邻的两个永磁体的充磁方向相反。

在其中一个实施方式中，所述活塞轴上连接有托座，所述托座呈四棱柱形，所述托座上设置有轴孔，所述活塞轴穿设在所述轴孔中，所述永磁体组由四个永磁体围合构成，每个所述永磁上均设置有一个凹槽，所述凹槽呈V形，所述凹槽和所述托座的拐角一一对应，所述托座的每个拐角均插接在相应的所述凹槽中。

在其中一个实施方式中，所述惯性管位于所述壳体内部，所述惯性管盘绕在一个所述直线电机的外壁上。

本发明具有以下有益效果：本发明的低温脉管制冷机，能够有效降低压缩机的振动和噪声，提升了机械转化效率，延长了制冷机的使用寿命，且具有体积小和制冷量大的特点。

附图说明

图1是本发明的低温脉管制冷机的一种实施例的结构示意图；

图2是图1中直流电机的二维结构示意图；

图3是图2中B-B方向的剖视图；

图4是图2中磁极的结构示意图；

图5是图2中直流电机的一种角度的三维结构示意图；

图6是图3中直流电机的另一种角度的三维结构示意图；

图7是图1中热端换热器的结构示意图；

图8是图1中冷端换热器的结构示意图；

图9是图1中脉管组件的结构示意图；

图10是本发明的低温脉管制冷机的另一种实施例的结构示意图；

图11是永磁体组和托座的安装示意图；

图中：

1、惯性管；

2、压缩机，21、壳体，22、缸体，221、活塞腔，222、进气口，23、直线电机，231、活塞轴，232、活塞头，233、永磁体组，2331、插槽，2332、凹槽，2333、永磁体，234、磁极，2341、磁环，2342、径向杆，2343、箭头状插块，235、导线圈，236、托座，237、弹性膜片，2371、第一膜片弹簧，2372、第二膜片弹簧，238、支撑架，239、压板，240、定距板；

3、脉管组件，31、冷平台，311、膨胀腔，32、冷端换热器，321、弧形通槽，33、回热器，34、热端换热器，341、散热环，342、散热翅片，35、脉管，36、冷端导流件，37、热端导流件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

实施例一

如图1所示，本实施例公开了一种低温脉管制冷机，包括脉管组件3、惯性管1和压缩机2，惯性管1为调相部件，压缩机2包括壳体21，脉管组件3和壳体1内部相连通，壳体1内部形成气腔，壳体1内部连接有缸体21，缸体21的两侧均设置有直线电机23，缸体21的两侧的直线电机23呈对称布置；

如图2所示，直线电机23包括活塞轴231，活塞轴231的端部连接有活塞头232，活塞轴231的外壁上连接有永磁体组233，每个永磁体组233均由多个永磁体2333围合构成，每个永磁体2333均采用径向充磁，例如，参阅图11，每个永磁体组233均由四个永磁体2333围合构成；

周向相邻的两个永磁体2333之间均形成一个插槽2331，，活塞轴231穿设在磁极234中，磁极234包括磁环2341，磁环2341的内壁周向连接有多个径向杆2342，径向杆2342和插槽2331一一对应，径向杆2342均插接在相应的插槽2331中，每个径向杆2342上均缠绕有导线圈235，全部导线圈235相串联，周向相邻的两个导线圈235的缠绕方向相反；

缸体22内部设置有活塞腔221，缸体22的两侧的直线电机23的活塞头232均可滑移地连接在活塞腔221内，两个活塞头232共用同一个活塞腔221，使得活塞头232能够在活塞腔221内做往复直线运动，实现气体工质周期交替的压缩与膨胀过程；其中，活塞轴231和活塞头232均可采用圆柱形结构；

缸体22上还设置有进气口222，活塞腔221通过进气口222和脉管组件3的输入端相连通，脉管组件3的输出端通过惯性管1和壳体21内部相连通。

可以理解地，上述脉管组件3的输入端为进气端，但是当气体反向流动时，则为出气端；同样的，脉管组件3的输出端为出气端，但是当气体反向流动时，则为进气端。

上述结构中，缸体22的两侧的直线电机23呈对称布置，使得各自活塞头232之间运动相位相差180度，从而能够有效抵消轴向振动，并降低噪声，并且电机动子为自由式活塞结构，取消了现有超低温制冷机的曲柄连杆式直线压缩机的曲柄机构，大大降低了气缸磨损，且有较高的机械转化效率，运动噪声也较小。另外脉管组件3和惯性管2调相结构完全没有运动部件，也使得振动量级大大降低；

另外，上述结构使得相邻导线圈235之间均具有一个永磁体2333，从而实现了永磁体2333和导线圈235交替布置的结构，该结构大大增加了永磁体在径向充磁方向的厚度，解决了传统电机永磁体充磁方向厚度受到线圈空间布局限制而难以提高充磁强度的缺陷，提升了直线电机23的推力，从而利于增大压缩机输入功率；另外，每个直线电机23沿周向有多个导线圈235，导线圈235缠绕在径向杆2342上实现了径向缠绕，与传统直线振荡电机只有单个线圈沿周向缠绕相比，具有更多的匝数和更为集中的磁通聚集效应，从而提高了输入功率，使直线电机23推力明显增大，且单个线圈的体积更加轻便和紧凑，便于缠绕；上述导线圈235和永磁体组233的配合结构，既能够满足较大制冷量的需求，同时也使得电机体积更加小型化，使得整体制冷机的体积得以小型化，避免了传统大冷量脉管制冷机体积庞大且为增大电机推力导致线圈粗大而难以绕制的问题。

上述直线电机23可采用直线振荡电机。

在其中一个实施方式中，上述低温脉管制冷机的制冷剂采用氦气，具有良好的环保性能，且安全可靠。

在其中一个实施方式中，如图9所示，脉管组件3包括依次连接的冷平台31、冷端换热器32、回热器33和热端换热器34，冷平台31内部设置膨胀腔311，膨胀腔311和冷端换热器32相连通，热端换热器34和回热器33相连通，回热器33内部连接有脉管35，脉管35和回热器33的轴线相重合，脉管35一端和冷端换热器32相连通，另一端和惯性管1相连通。

在其中一个实施方式中，膨胀腔311呈弧形。该结构能够大大降低同轴心脉管35中的气体在膨胀腔311中发生180度反向时的流动损失，同时内弧面结构也增强了冷平台31的承压强度。

在其中一个实施方式中，如图8所示，冷端换热器32的周向设置有多个换热通道组，每个换热通道组包括多个弧形通槽321。当冷端换热器32处在-120℃～-40℃制冷温度范围下，板翅式换热结构容易受低温影响导致薄翅焊点的脱开，因此采用在冷端换热器32上切割出彼此不相通的弧形通槽321作为气体换热通道，具有较高的强度且不易发生冷变形。

进一步的，每个换热通道组的多个弧形通槽321沿冷端换热器32的径向依次排列，且弧形通槽321的弧长自冷端换热器32的中心向外壁方向递增，以使得冷端换热器32上流道分布均匀，增强换热效果。例如，可在冷端换热器32的周向设置有六个换热通道组，每个换热通道组有五条弧形通槽321，每条弧形通槽321的宽度为0.5mm。

进一步地，冷端换热器32采用紫铜材质，以增强导热效果。例如可在整块环形紫铜上切割出槽宽为0.5mm～1mm的彼此不连通的弧形通槽321作为气体换热通道。

在其中一个实施式中，如图7所示，热端换热器34采用环形板翅式换热器，环形板翅式换热器包括多个散热环341，多个散热环341保持同心，相邻的两个散热环341之间焊接有散热翅片342，散热翅片342呈波浪状。由于热端换热器34是在室温条件下通过强制对流方式向外界散热，通过波浪状的散热翅片342，能够有效增加散热面积和提高散热效率。例如，环形板翅式换热器包括十个散热环341，散热环341厚度为1mm，散热翅片342厚度为0.3mm，径向高度为1.5mm。

进一步地，散热翅片342采用紫铜材质，散热翅片342厚度为0.1mm～0.5mm，以增强散热效果。

脉管35是制冷机的“泵功”部件，由于两端温差导致其轴向具有较大的温度梯度，为降低气体湍流对温度梯度的扰动，在脉管35的进口和出口均布置不锈钢网片，以增强气流的均匀性；进一步地，不锈钢网片目数为100～200目，丝径0.03mm～0.06mm。

在其中一个实施式中，如图9所示，脉管35采用锥形脉管，锥形脉管的小端(直径较小的一端)和冷端换热器36相连通，锥形脉管的大端(直径较大的一端)和惯性管1相连通。

由于脉管35内部沿轴向具有较大的温度梯度，因此在内壁面上气体粘性差异较大，会产生壁面与中心位置间的环形流。当制冷机冷量需求较大时，脉管35内径较大，内部气体流量较大，会在脉管35内部中轴线处产生较为明显的湍流效应，从而加剧上述环流现象，即从冷端泵向热端的气体中有一部分又重新通过中心和内壁面间的环形流形式返回冷端，这部分气体携带的热量会抵消有效制冷量，从而恶化制冷性能，使得脉管35的膨胀效率降低，而通过将脉管35设置为锥形，脉管35的锥形内壁的承载力会抵消这部分环流气体，避免上述问题。

进一步地，脉管35的锥度为3.5°。

在其中一个实施方式中，脉管35与回热器33间的空间填充有纤维填充物，以简化填料加工和填充工艺。其中，填充孔隙率为0.6。

进一步地，纤维填充物采用不锈钢丝绒，PC(聚碳酸酯)纤维或丙纶纤维。

在其中一个实施方式中，脉管35靠近热端换热器34的一端连接有热端导流件37，脉管35靠近冷端换热器32的一端连接有冷端导流件36。

进一步地，热端导流件37呈漏斗状，以降低气体从脉管35进入惯性管1过程中因为截面突变引起的局部流动损失。

在其中一个实施式中，缸体22上的进气口222通过连管和脉管组件3的输入端相连通。

其中，连管采用紫铜材质，既有利于散热，同时具有一定的金属柔性和延展性，可以降低脉管组件3相对压缩机2发生相对结构偏移时的扭力或应力。例如，连管可采用以下规格：外径为15mm，内径为13mm，长度约为40mm。

在其中一个实施式中，热端换热器34和回热器33的之间连接有网片，以使得经过热端换热器34散热后的气体均匀的进入回热器33中。

其中，网片采用不锈钢材质或紫铜材质，网片目数为100～200目，丝径为0.03mm～0.06mm。

在其中一个实施式中，如图1所示，惯性管1位于壳体21内部，惯性管1盘绕在一个直线电机23的外壁上。具体的，将惯性管1沿周向均匀并排的缠绕在直线电机23的机壳上，并在机壳末端通过密封接口与压缩机2的壳体21内部相连通。该结构采用无运动部件的惯性管1作为制冷机膨胀制冷的相位调节结构，并采用在电机机壳上缠绕惯性管的形式，与压缩机2共用内腔，实现了壳体内腔和调相机构容性部件的共用，相较于传统脉管冷指的独立惯性管-气库组合实现调相的独立布置结构来说，结构更为紧凑，节省了占用空间，提高了系统的集成度。

进一步地，惯性管1采用紫铜材质，外径为4.5mm，内径为3.5mm，总长度为1300mm。

在其中一个实施式中，压缩机2的壳体21中部设置有支撑平台，脉管组件3连接在支撑平台上。

进一步地，支撑平台采用四面体结构，以便于安装和增强安装稳定性。

在其中一个实施方式中，如图11所示，活塞轴231上连接有两个永磁体组233，两个永磁体组233沿活塞轴231的轴向依次布置，两个永磁体组233中轴向相邻的两个永磁体2333的充磁方向相反，也即一个永磁体组233中的一个永磁体M和另一个永磁体组233中的永磁体N的充磁方向相反，其中，永磁体M和永磁体N为轴向相邻关系。轴向相邻的两个永磁体的充磁方向相反，以在磁体内部形成磁通回路，消除了传统电机内磁极结构，使径向尺寸大大减小。

在其中一个实施方式中，如图3、图4和图5所示，插槽2331采用V形槽，径向杆2342的端部设置有箭头状插块2343，箭头状插块2343插接在V形槽中。

采用箭头状插块2343能够对导线圈235起到限位作用，防止导线圈235从径向杆2342上滑脱。

在其中一个实施方式中，活塞轴231上连接有托座236，托座236呈四棱柱形，托座236上设置有轴孔，活塞轴231为圆柱形，活塞轴231穿设在轴孔中，永磁体组233由四个永磁体2333围合构成，每个永磁上均设置有一个凹槽2332，凹槽2332呈V形，凹槽2332和托座236的拐角一一对应，托座236的每个拐角均插接在相应的凹槽2332中，也即四棱柱形托座236的四个拐角均与相应的凹槽2332相插接。其中，托座236的每个拐角均插接在相应的凹槽2332中后用金属胶粘结固定。

上述托座236呈四棱柱形，便于加工，利于永磁体组233的定位和充磁；且相较于传统的圆周结构来说，上述永磁体组233和托座236的配合结构，更利于增加磁方向厚度，磁能积更大。

在其中一个实施方式中，每个永磁体2333均采用烧结钕铁硼材质。

在其中一个实施方式中，托座236端部连接有定距板240。

在其中一个实施方式中，磁极234采用叠片磁极，叠片磁极由多个硅钢片轴向叠装而成，叠装完成后用铆钉或激光焊接进行固定。该方式相较于传统电机采用沿周向叠装的但是更加简单便捷。例如，叠片磁极可由45个硅钢片轴向叠装而成，单个硅钢片厚度0.5mm，叠片系数约为0.98，叠片磁极总厚度约为23mm。优选的，上述硅钢片的磁环和径向杆为一体加工而成，可由线切割方式进行一体加工。

进一步地，每个硅钢片的厚度为0.35mm～0.5mm。

在其中一个实施方式中，每根导线圈235由十股线径为0.5mm的细导线并联而成，因此每匝导线圈的等效线径约为1.6mm，既能够保证安全电流承载能力，又可以提高导线柔性，降低导线圈235在径向杆2342上的绕制难度。

下面以磁极234上设置有四个径向杆2342为例来说明导线圈235的绕制方式：首先在磁环234的径向杆2342上套上绝缘尼龙纸，将铜芯漆包导线一头在第一个径向杆2342上缠绕2～3圈后，通过夹具将导线一头夹紧并固定，然后固定磁极234，借助转动模具将漆包导线按匝数要求缠绕在径向杆2342上，达到预期匝数后，将磁极234逆时针旋转90度，然后重复以上绕制过程，直到四个径向杆2342均完成串联导线圈绕制，最后将两极引线引出至缸体22中部与外部电缆插头进行锡焊连接。

导线圈235绕制完成后，在定位模具限位下，依次将活塞组件，磁极234、导线圈235，弹性膜片237以及缸体22等部件进行组合装配，最后进行两侧直线电机壳体与中间缸体22的连接，并在接合面处进行焊接密封。

在其中一个实施方式中，活塞轴231上套设有弹性膜片237。

进一步地，如图5和图6所示，弹性膜片237包括相叠装的第一膜片弹簧2371和第二膜片弹簧2372，第一膜片弹簧2371和第二膜片弹簧2372呈十字布置，第一膜片弹簧2371和第二膜片弹簧2372的中部均设置有螺纹孔，螺纹孔径向开设有条状槽，以释放活塞轴231高频运动时产生的应力集中。

进一步地，第一膜片弹簧2371和第二膜片弹簧2372的周边通过螺钉与支撑架238相连接，支撑架238连接在缸体22上。

支撑架238可采用铝合金铸件。支撑架238一端与磁极234贴合，并通过轴向铆钉与缸体固定连接，对磁极234也起到了径向定位作用，

进一步地，第一膜片弹簧2371和第二膜片弹簧2372端部均呈90度弯折，并设置半径为5mm圆角以减小应力。具体地，支撑架238与弹性膜片237内弯侧贴合，并通过锁紧螺母将支撑架238，第一膜片弹簧2371、第二膜片弹簧2372和活塞轴231三者锁紧。

具体地，第一膜片弹簧2371和第二膜片弹簧2372宽度为20mm，厚度为1.2mm，采用60Si2Mn弹簧钢材质时轴向刚度约为32.5kN/m，总刚度即为65kN/m。

在其中一个实施方式中，活塞轴231上还连接有压板239，压板239抵顶在弹性膜片237上。活塞轴231端部设置有外螺纹，以安装锁紧螺母，利用锁紧螺母将压板239、弹性膜片237和活塞轴231锁紧在一起。

在其中一个实施方式中，活塞头232采用铝合金材质，重量小；活塞头232外表面经过金属腐蚀后粘接耐磨性较好的聚醚醚酮(peek)衬套，以增强活塞头232与缸体22内壁面之间的润滑性；活塞轴231采用钛合金材质，具有较高强度；

本实施例的脉管组件3呈竖直布置。

活塞轴231两端均设置螺纹段，活塞轴231和活塞头232安装时：在模具定位下，将活塞轴231一端与活塞头232的内螺纹孔进行螺接并在螺纹处加入环氧胶水进行加固，待胶水干后去掉模具；通过定距工装在活塞轴231的轴向中间合适部位安装托座236。

活塞轴231和托座236的安装方法为：将活塞轴231浸入低温液氮容器中冷却2～3小时后取出，然后在定距工装的限位下把托座236套在活塞轴231上，并置于室温下24小时充分回温，待活塞轴231与托座236热胀连接完成后取下定距工装，并在热胀连接端面处涂以适量清水样环氧胶水进行加固。

本发明脉管制冷机的制冷原理为：如图1所示，启动直线电机23，使得两侧的直线电机23的活塞头232在缸体22的活塞腔221中移动，压缩活塞腔221中的气体，气体经进气口222进入热端换热器34，并经由热端换热器34进入回热器33，接着进入冷端换热器32，并经由冷端换热器32进入冷平台31内部的膨胀腔311，然后再经由冷端换热器32进入脉管35，经由脉管35进入惯性管1，经最终由惯性管1输出至壳体21内部；在上述过程中，气体经回热器33到达膨胀腔311，该过程中回热器33吸收气体热量使得气体温度降低，之后气体温度在膨胀腔311内达到最低，通过低温膨胀吸收外界热量之后，在脉管35的声功推动下将热量泵至惯性管1处，该过程中气体温度逐渐上升。

同样的，当控制直流电机23内活塞头232反向运行时，气体相对上述过程则进行反向流动，即，壳体21内部气体经惯性管1进入脉管35后到达冷端换热器32，并由冷端换热器32进入膨胀腔311，再经由冷端换热器32进入回热器33，然后进入热端换热器34，最后返回至压缩机2的活塞腔221；该过程中，由于气体从壳体21内部到达膨胀腔311后，气体温度达到最低，之后气体经过回热器33进入热端换热器34时，从回热器33中吸热，温度再次上升，从而完成一个热力循环。

实施例二

如图10所示，本实施例与实施例一的区别在于：脉管组件3呈水平布置。

上述实施例的脉管制冷机的结构紧凑，集成度高，适用于具有空间体积要求和移动搬运需求的制冷场景，尤其针对-120℃～-40℃制冷温度范围下的低温冰箱效率更高，可靠性更好。

上述实施例的脉管制冷机，能够有效降低压缩机的振动和噪声，提升了机械转化效率，延长了制冷机的使用寿命，且具有体积小和制冷量大的特点。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种低温脉管制冷机，其特征在于，包括脉管组件、惯性管和压缩机，所述压缩机包括壳体，所述脉管组件和所述壳体内部相连通，所述壳体内部连接有缸体，所述缸体的两侧均设置有直线电机，所述缸体的两侧的直线电机呈对称布置，所述直线电机包括活塞轴，所述活塞轴的端部连接有活塞头，所述活塞轴上连接有永磁体组，所述永磁体组由多个永磁体围合构成，每个所述永磁体均采用径向充磁，相邻两个所述永磁体之间形成一个插槽，所述活塞轴穿设在磁极中，所述磁极包括磁环，所述磁环的内壁周向连接有多个径向杆，所述径向杆和所述插槽一一对应，所述径向杆均插接在相应的插槽中，每个所述径向杆上均缠绕有导线圈，全部所述导线圈相串联，周向相邻的两个导线圈的缠绕方向相反，所述缸体内部设置有活塞腔，所述缸体两侧的所述直线电机的活塞头均可滑移地连接在所述活塞腔内，所述缸体上还设置有进气口，所述活塞腔通过所述进气口和所述脉管组件的输入端相连通，所述脉管组件的输出端通过所述惯性管和所述壳体内部相连通。

2.如权利要求1所述的低温脉管制冷机，其特征在于，所述脉管组件包括依次连接的冷平台、冷端换热器、回热器和热端换热器，所述冷平台内部设置膨胀腔，所述膨胀腔和所述冷端换热器相连通，所述热端换热器和所述回热器相连通，所述回热器内部连接有脉管，所述脉管和所述回热器的轴线相重合，所述脉管一端和所述冷端换热器相连通，另一端和所述惯性管相连通。

3.如权利要求2所述的低温脉管制冷机，其特征在于，所述冷端换热器的周向设置有多个换热通道组，每个所述换热通道组包括多个弧形通槽。

4.如权利要求3所述的低温脉管制冷机，其特征在于，每个所述换热通道组的多个弧形通槽沿所述冷端换热器的径向依次排列，且所述弧形通槽的弧长自所述冷端换热器的中心向外壁方向递增。

5.如权利要求2所述的低温脉管制冷机，其特征在于，所述热端换热器采用环形板翅式换热器，所述环形板翅式换热器包括多个散热环，多个所述散热环呈同心设置，相邻的两个散热环之间连接有散热翅片，所述散热翅片呈波浪状。

6.如权利要求2所述的低温脉管制冷机，其特征在于，所述脉管采用锥形脉管，所述锥形脉管的小端和所述冷端换热器相连通，所述锥形脉管的大端和所述惯性管相连通。

7.如权利要求2所述的低温脉管制冷机，其特征在于，所述膨胀腔呈弧形。

8.如权利要求1所述的低温脉管制冷机，其特征在于，所述活塞轴上连接有两个永磁体组，两个所述永磁体组沿所述活塞轴的轴向依次布置，两个永磁体组中轴向相邻的两个永磁体的充磁方向相反。

9.如权利要求1所述的低温脉管制冷机，其特征在于，所述活塞轴上连接有托座，所述托座呈四棱柱形，所述托座上设置有轴孔，所述活塞轴穿设在所述轴孔中，所述永磁体组由四个永磁体围合构成，每个所述永磁上均设置有一个凹槽，所述凹槽呈V形，所述凹槽和所述托座的拐角一一对应，所述托座的每个拐角均插接在相应的所述凹槽中。

10.如权利要求1所述的低温脉管制冷机，其特征在于，所述惯性管位于所述壳体内部，所述惯性管盘绕在一个所述直线电机的外壁上。

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