CN1321303C - 一种油润滑的稳定流动压缩机制冷机的压力波发生系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油润滑的稳定流动压缩机制冷机的压力波发生系统，包括依次相连并形成回路的一个压缩机、输油气管路、安装在旋转电机和制冷机间的平面旋转阀，其特征在于：还包括一安装于平面旋转阀与制冷机间的弹性膜；所述的平面旋转阀经润滑油润滑的。所述的弹性膜为高弹性的有机材料或金属材料制得的膜片。与现有技术相比，本发明提供的油润滑的稳定流动压缩机制冷机的压力波发生系统的关键技术在于使用了一种高弹性膜，它既可以有效地将压缩机的机械功以声波的形式传递到制冷系统，又可以阻止压力波发生系统中的润滑油进入到制冷系统。使得现有的GM制冷机在保持原有的高效紧凑的同时使其可靠性得到大幅度提高，且制作成本得到很大的降低。

Description

一种油润滑的稳定流动压缩机制冷机的压力波发生系统

技术领域

本发明属于制冷与低温技术领域，具体地说是涉及一种用于GM制冷机或GM型脉冲管制冷机的油润滑的稳定流动压缩机制冷机的压力波发生系统。

背景技术

利用稳定流动压缩机驱动的低温制冷机，例如GM制冷机和GM型脉冲管制冷机，是一种采用蓄冷器的回热式小型低温制冷机。其低温部分结构紧凑，制冷效率高。目前，这类制冷机的压力波发生系统均含有复杂的油润滑过滤系统。以有阀的活塞式压缩机驱动的低温制冷机为例，如图1所示，典型的GM制冷机的压力波发生系统包括依次相连并形成回路的一个压缩机1、第一输油气管路2及其上的第一单向阀3、第二输油气管路5、第一输气管路7、安装在旋转电机9和制冷机间的平面旋转阀8、第二输气管路11、第四单向阀14，在第一单向阀3和第四单向阀14之间还分别并联地连接有一级油过滤系统4和第三单向阀13；二级油过滤系统6和第二单向阀12。所述的压缩机1也可以是无阀的容积式压缩机。但是因为这类稳定流动压缩机驱动的制冷机的压力波发生系统的关键部件—平面旋转阀8直接和制冷机相连，润滑油容易进入制冷机，从而增加流动阻力和降低传热性能，而使得制冷机的性能下降，特别是工作在低温下的制冷机还会因为润滑油冻结堵塞流道而不能工作，所以平面旋转阀8通常是不能采用润滑油润滑的。

但是，由于平面旋转阀的无油润滑，将导致以下的问题：(1)由于平面旋转阀的高低压阀门的干摩擦，导致其可靠性极差；(2)或者，为了减少因无油润滑带来的干摩擦从而降低系统效率的问题，平面旋转阀需选用优质耐磨材料，同时还要求其具有精密的加工工艺和机械性能，由此导致其制作成本相对较高；而且，没有油润滑的平面旋转阀使用寿命不长，结构过于复杂，从而极大得影响了它的应用；(3)油过滤系统一般存在吸附材料的饱和问题，其寿命最长也仅为1～2年左右。因此，尽管这类制冷机有很多潜在用途，但目前仍然没有得到大规模的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术采用无油润滑的稳定流动压缩机制冷机的压力波发生系统存在的可靠性极差、平面旋转阀制作成本高且寿命短、油过滤系统易饱和的缺陷，从而提供一种可以采用油润滑平面旋转阀、且消除了复杂油过滤系统饱和问题、高可靠性、低成本的油润滑的稳定流动压缩机制冷机的压力波发生系统。

本发明的目的是通过如下的技术方案实现的：

本发明提供一种油润滑的稳定流动压缩机制冷机的压力波发生系统，包括依次相连并形成回路的一个压缩机1、第一输油气管路2、安装在旋转电机9和制冷机间的平面旋转阀8、第二输油气管路5，其特征在于：还包括安装于平面旋转阀8与制冷机间的弹性膜15；所述的平面旋转阀8是通过装在压缩机1的腔体底部的润滑油润滑的阀门，在旋转电机的带动下交替地将制冷机连接管与压缩机的高、低压连通，从而为制冷系统产生一个压力波。

所述的压缩机1，它可以是有阀的活塞式压缩机，也可以是无阀的容积式压缩机。有阀的活塞式压缩机包括旋转电机驱动和直线电机驱动两类，而无阀的容积式压缩机包括螺杆压缩机、离心压缩机、滚动转子式压缩机、涡旋压缩机等。它们的作用是提供一种具有高、低压力的稳定流动。

所述的压缩机1为有阀的活塞式压缩机时，还包括第一输油气管路2上的第一单向阀3、和第二输油气管路5上的第四单向阀14。

所述的弹性膜为高弹性的有机材料或金属材料制得的膜片，所述的有机材料为氟橡胶、乳胶、天然橡胶等，所述的金属材料则为铍青铜、弹性不锈钢材料等，它们的厚度和直径的大小根据所在截面的体积流量和弹性材料的疲劳极限加以设计。通常，弹性膜的材料厚度在0.3～5mm之间，而其截面积大小可以根据压缩机的气量加以确定，其原则是保证弹性膜的位移量小于许用位移量，这样，弹性膜的寿命可以远大于系统的使用寿命。

与现有技术相比，本发明提供的油润滑的稳定流动压缩机制冷机的压力波发生系统的关键技术在于使用了一种高弹性膜，它既可以有效地将压缩机的机械功以声波的形式传递到制冷系统，又可以阻止压力波发生系统中的润滑油进入到制冷系统。此外，本发明的优点还在于：

(1)由于润滑的效果，使平面旋转阀的使用寿命大大提高；

(2)可以降低平面旋转阀的机械加工难度，降低成本；

(3)减小了摩擦损失，可提高驱动平面旋转阀的电机的工作效率；

(4)该压力波发生系统的结构得到进一步的简化，不需要采用吸附材料的复杂油过滤系统，不存在饱和的问题。

因此，该技术将使现有的GM制冷机在保持原有的高效紧凑的同时使其可靠性得到大幅度提高，且制作成本得到很大的降低。

附图说明

图1是传统的无油润滑的GM制冷机的压力波发生系统示意图；

图2是本发明实施例1的油润滑的GM制冷机的压力波发生系统示意图；

图3是本发明实施例2的油润滑的GM制冷机的压力波发生系统示意图；

其中，1压缩机，2第一输油气管路，3第一单向阀，4一级油过滤系统，5第二输油气管路，6二级油过滤系统，7第一输气管路，8平面旋转阀，9旋转电机，10机壳，11第二输气管路，12第二单向阀，13第三单向阀，14第四单向阀，15弹性膜。

具体实施方式

下面结合实施例进一步详细说明本发明提供的油润滑的稳定流动压缩机制冷机的压力波发生系统。

实施例1

如图2所示，本发明提供的用于GM型制冷机的压力波发生系统包括：依次相连并形成回路的一个旋转电机驱动的有阀型活塞压缩机1、第一输油气管路2及其上的第一单向阀3、安装在旋转电机9和制冷机间的平面旋转阀8、第二输油气管路5、第四单向阀14。在平面旋转阀8与制冷机间安装一美国杜邦公司生产的Viton牌号的氟橡胶材料所制作的弹性膜15。

装在压缩机1底部的润滑油经压缩机压缩，随气体进入平面旋转阀8，使其得到良好润滑，而在阀里积累的润滑油则在制冷机系统低压时随气体返回到压缩机里，重新进行循环。

平面旋转阀8在旋转电机的带动下交替地将制冷机连接管与压缩机的高、低压连通，从而为制冷系统产生一个压力波。压力波通过弹性膜的作用将机械能(以声波的形式)输送到制冷系统，由于该弹性膜15的作用，润滑油将不会进入到制冷系统。

该压力波发生系统采用氦气等惰性气体作为工质。

实施例2

如图3所示，本发明提供的用于GM型制冷机的压力波发生系统包括：依次相连并形成回路的一个螺杆压缩机1、第一输油气管路2、安装在旋转电机9和制冷机间的平面旋转阀8、第二输油气管路5。在平面旋转阀8与制冷机间安装一铍青铜材料所制作的弹性膜15。

装在压缩机1底部的润滑油经压缩机压缩，随气体进入平面旋转阀8，使其得到良好润滑，而在阀里积累的润滑油则在制冷机系统低压时随气体返回到压缩机里，重新进行循环。

平面旋转阀8在旋转电机的带动下交替地将制冷机连接管与压缩机的高、低压连通，从而为制冷系统产生一个压力波。压力波通过弹性膜的作用将机械能(以声波的形式)输送到制冷系统，由于该弹性膜15的作用，润滑油将不会进入到制冷系统。

该压力波发生系统采用氦气等惰性气体作为工质。

Claims (6)

1、一种油润滑的稳定流动压缩机制冷机的压力波发生系统，包括依次相连并形成回路的一个压缩机(1)、第一输油气管路(2)、安装在旋转电机(9)和制冷机间的平面旋转阀(8)、第二输油气管路(5)，其特征在于：

还包括一安装于平面旋转阀(8)与制冷机间的弹性膜(15)；

所述的平面旋转阀(8)是通过装在压缩机(1)的腔体底部的润滑油润滑的阀门，在旋转电机的带动下交替地将制冷机连接管与压缩机的高、低压连通，从而为制冷系统产生一个压力波；

所述的弹性膜为高弹性的有机材料或金属材料制得的膜片。

2、如权利要求1所述的油润滑的稳定流动压缩机制冷机的压力波发生系统，其特征在于：所述的压缩机(1)为有阀的活塞式压缩机或无阀的容积式压缩机。

3、如权利要求2所述的油润滑的稳定流动压缩机制冷机的压力波发生系统，其特征在于：所述的有阀的活塞式压缩机为旋转电机驱动或直线电机驱动压缩机。

4、如权利要求2所述的油润滑的稳定流动压缩机制冷机的压力波发生系统，其特征在于：所述的无阀的容积式压缩机为螺杆压缩机、离心压缩机、滚动转子式压缩机、或涡旋压缩机。

5、如权利要求1所述的油润滑的稳定流动压缩机制冷机的压力波发生系统，其特征在于：所述的弹性膜为氟橡胶、乳胶、或天然橡胶制得的膜片。

6、如权利要求1所述的油润滑的稳定流动压缩机制冷机的压力波发生系统，其特征在于：所述的弹性膜为铍青铜、或不锈钢材料制得的膜片。