CN217274953U - 板弹簧和线性压缩装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及制冷设备技术领域，公开一种板弹簧和线性压缩装置。板弹簧包括：固定板，设有固定孔，固定孔适于与运动构件相连接；多个板簧悬臂，多个板簧悬臂沿固定板的周向间隔设置，板簧悬臂的连接端与固定板的边缘相连接，板簧悬臂的自由端向远离固定板的方向螺旋延伸。采用该可选实施例，固定板将多个板簧悬臂连接起来形成板弹簧，板簧悬臂的连接端与固定板的边缘相连接，板簧悬臂的自由端向远离固定板的方向螺旋延伸，通过固定孔与线性压缩装置的运动构件相连接，且将板簧悬臂的自由端连接至线性压缩装置上即可，这样可使板弹簧在能够满足自身功能的情况下，使用的材料较少，从而减少生产板弹簧所用的材料，降低生产成本。

Description

板弹簧和线性压缩装置

技术领域

本申请涉及制冷设备技术领域，例如涉及一种板弹簧和线性压缩装置。

背景技术

随着军事、医疗以及航天技术的发展，低温冷却设备在越来越多的领域得到有效的应用。其中，斯特林制冷机由于其结构紧凑、工作温度范围宽、启动快、效率高、操作简便等优点在小型低温设备中表现突出。通常，斯特林制冷机内包含线性压缩装置，通过线性压缩装置内部永磁体带动活塞在交变磁场当中进行往复运动。上述部件通过板弹簧固定在线性压缩装置内，板弹簧是线性压缩装置的关键部件之一，它保证了活塞可以进行轴向活动的同时限制其径向运动。

相关技术中公开了一种板弹簧，板弹簧包括支撑板和若干个板簧悬臂；各板簧悬臂均安装在支撑板上，且各板簧悬臂相互间隔且沿支撑板的周向呈螺旋盘旋延伸，每个板簧悬臂的两端均安装有圆弧过渡结构；其中，圆弧过渡结构包括若干个依次连接且依次相切的圆弧段。

在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：

板弹簧在长时间的高强度连续工作中，其使用寿命不高，属于易耗品，需要经常更换。板弹簧包括支撑板(固定板)和若干个板簧悬臂，每个板簧悬臂的两端均安装有圆弧过渡结构，也就是说每个板簧悬臂均安装在支撑板(固定板)上，支撑板(固定板)的面积较大，在板弹簧的生产过程中使用的材料较多，耗材消耗较大，在板弹簧的大批量生产中会提高生产成本。

实用新型内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供一种板弹簧和线性压缩装置，以节约板弹簧的生产耗材，降低生产成本。

根据本申请的第一个方面的实施例，提供了一种板弹簧，所述板弹簧包括：固定板，设有固定孔，所述固定孔适于与运动构件相连接；多个板簧悬臂，多个所述板簧悬臂沿所述固定板的周向间隔设置，所述板簧悬臂的连接端与所述固定板的边缘相连接，所述板簧悬臂的自由端向远离所述固定板的方向螺旋延伸。

可选地，所述板簧悬臂为弧形，且所述板簧悬臂的臂宽由所述板簧悬臂的连接端向所述板簧悬臂的自由端逐渐增大后减小。

可选地，所述板簧悬臂包括多个依次连接的同心圆弧段和/或偏心圆弧段，所述同心圆弧段和/或所述偏心圆弧段由所述板簧悬臂的连接端向所述板簧悬臂的自由端依次增大。

可选地，相邻两个所述板簧悬臂之间的距离小于或等于所述板簧悬臂的臂宽。

可选地，多个所述板簧悬臂与所述固定板一体成型。

可选地，所述板弹簧还包括：多个连接件，一一对应地设置于多个所述板簧悬臂的自由端，适于与线性压缩装置的壳体相连接。

可选地，所述板簧悬臂的数量为三个，三个所述板簧悬臂沿所述固定板的周向间隔设置。

根据本申请的第二个方面的实施例，提供了一种线性压缩装置，线性压缩装置，包括：如上述任一项所述的板弹簧。

可选地，所述线性压缩装置还包括：壳体；排出器，设于所述壳体内；活塞，设于所述壳体内，且沿所述排出器的一运动方向，与所述排出器间隔设置；所述板弹簧的多个所述板簧悬臂的自由端与所述壳体相连接，所述板弹簧包括第一板弹簧和第二板弹簧，所述第一板弹簧的第一固定孔与所述活塞相连接，且所述第一板弹簧用于为所述活塞提供径向支撑力并减小所述活塞的震动，所述第二板弹簧的第二固定孔与所述排出器相连接，且所述第二板弹簧用于为所述排出器提供推动力和支撑力；其中，运动构件包括所述活塞与所述排出器。

可选地，所述活塞包括活塞本体和套杆，所述套杆连接在所述活塞本体与所述第一板弹簧之间；和/或所述排出器包括排出器本体和连杆，所述连杆的一端与所述排出器本体相连接，所述连杆的另一端穿过所述活塞与所述第二板弹簧相连接。

本公开实施例提供的板弹簧和线性压缩装置，可以实现以下技术效果：

多个板簧悬臂沿固定板的周向间隔设置，且板簧悬臂的连接端与固定板的边缘相连接，固定板将多个板簧悬臂连接起来形成板弹簧。板簧悬臂的连接端与固定板的边缘相连接，板簧悬臂的自由端向远离固定板的方向螺旋延伸，通过固定孔与线性压缩装置的运动构件相连接，且将板簧悬臂的自由端连接至线性压缩装置上即可，这样可使板弹簧在能够满足自身功能的情况下，使用的材料较少，从而减少生产板弹簧所用的材料，降低生产成本。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1是本公开实施例提供的一个板弹簧的一个视角的结构示意图；

图2是本公开实施例提供的一个板弹簧的另一个视角的结构示意图；

图3是本公开实施例提供的一个线性压缩装置的结构示意图；

图4是图3中A-A向的剖面结构示意图。

附图标记：

10、板弹簧、11、第一板弹簧；12、第二板弹簧；100、固定板；110、固定孔；200、板簧悬臂；300、连接件；310、连接孔；400、壳体；500、排出器；510、排出器本体；520、连杆；530、膨胀腔；600、活塞；610、活塞本体；620、套杆；630、压缩腔；710、第一活塞套；720、第二活塞套；730、环形活动通道。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

本公开实施例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，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

本公开实施例中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本公开实施例及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本公开实施例中的具体含义。

另外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开实施例中的具体含义。

术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图3和图4所示，本公开实施例提供一种线性压缩装置，包括板弹簧10。

可选地，线性压缩装置适用于斯特林制冷机。

板弹簧10柔性支撑，具有结构简单可靠、重量轻等优点。板弹簧10是线性压缩装置的关键零件，用于支撑线性压缩装置内部零件的往复运动，保存运动过程中零件件的密封间隙。板弹簧10在线性压缩装置的间隙密封、减少磨损、提高整体可靠性和工作寿命等方面有着至关重要的作用。

图1和图2示出了本实施例的可选实施结构。

本公开实施例提供的板弹簧10，包括固定板100和多个板簧悬臂200。固定板100设有固定孔110，固定孔100适于与运动构件相连接。多个板簧悬臂200沿固定板100的周向间隔设置，板簧悬臂200的连接端与固定板100的边缘相连接，板簧悬臂200的自由端向远离固定板100的方向螺旋延伸。

采用该可选实施例，多个板簧悬臂200沿固定板100的周向间隔设置，且板簧悬臂200的连接端与固定板100的边缘相连接，固定板100将多个板簧悬臂200连接起来形成板弹簧10。板簧悬臂200的连接端与固定板100的边缘相连接，板簧悬臂200的自由端向远离固定板100的方向螺旋延伸。通过固定孔110与线性压缩装置的运动构件相连接，且将板簧悬臂200的自由端连接至线性压缩装置上即可，这样可使板弹簧10在能够满足自身功能的情况下，使用的材料较少，从而减少生产板弹簧10所用的材料，降低生产成本。

如图1和图2所示，在一些可选实施例中，板簧悬臂200为弧形，且板簧悬臂200的臂宽由板簧悬臂200的连接端向板簧悬臂200的自由端逐渐增大后减小。

采用该可选实施例，板簧悬臂200呈弧形且板簧悬臂200的臂宽由板簧悬臂200的连接端向板簧悬臂200的自由端逐渐增大后减小，这样可以提高板弹簧10的刚度，从而提高板弹簧10的使用寿命。

可选地，板簧悬臂200为月牙形。

在一些可选实施例中，板簧悬臂200包括多个依次连接的同心圆弧段和/或偏心圆弧段，同心圆弧段和/或偏心圆弧段由板簧悬臂200的连接端向板簧悬臂200的自由端依次增大。

采用该可选实施例，同心圆弧段和/或偏心圆弧段由板簧悬臂200的连接端向板簧悬臂200的自由端依次增大，使得板簧悬臂200呈螺旋状延伸，使得板簧悬臂200的受力合理，使板簧悬臂200不容易断裂，从而提高了板弹簧10的可靠性和使用寿命。

可选地，同心圆弧段和/或偏心圆弧段的数量可根据板弹簧10的实际应用情况进行调整。

在一些可选实施例中，相邻两个板簧悬臂200之间的距离小于或等于板簧悬臂200的臂宽。

采用该可选实施例，相邻两个板簧悬臂200之间的距离小于或等于板簧悬臂200的臂宽，这样使得板簧悬臂200的臂宽相对较宽，板簧悬臂200的受力较为合理，从而提高板簧悬臂200的刚度和弹性能力，提高板簧悬臂200的使用寿命。

如图1所示，在一些可选实施例中，多个板簧悬臂200与固定板100一体成型。

采用该可选实施例，多个板簧悬臂200与固定板100一体成型，可增加板簧悬臂200与固定板100连接处的强度，减少板簧悬臂200与固定板100连接处受力较大后断裂的几率，从而提高板弹簧10的使用寿命。并且，多个板簧悬臂200与固定板100一体成型，可在生产时直接加工成型，降低板弹簧10的生产难度，便于生产制造。

例如，在生产板弹簧10的过程中使用正方形板材进行加工，这样材料减低约50％。

如图1和图2所示，在一些可选实施例中，板弹簧10还包括多个连接件300，多个连接件300一一对应地设置于多个板簧悬臂200的自由端，连接件300适于与线性压缩装置的壳体400相连接。

采用该可选实施例，连接件300的数量与板簧悬臂200的数量相等且一一对应，连接件300设于板簧悬臂200的自由端，这样可便于将连接件300与线性压缩装置的壳体400相连接。

可选地，连接件300设有连接孔310，连接孔310通过螺栓与线性压缩装置的壳体400相连接，这样可在板弹簧10的使用寿命到期后，便于对板弹簧10进行更换。

在一些可选实施例中，板簧悬臂200的数量为三个，三个板簧悬臂200沿固定板100的周向间隔设置。

采用该可选实施例，板簧悬臂200的数量为三个，使得板簧悬臂200的设置更加合理，避免板簧悬臂200的数量过多使生产过程更加复杂和使用更多的材料造成材料浪费。

可选地，以板簧悬臂200的连接端向固定板100的中心作连线，相邻两个板簧悬臂200的连接端对应的连线所形成的夹角的范围为90度至180度。

可选地，以板簧悬臂200的连接端向固定板100的中心作连线，相邻两个板簧悬臂200的连接端对应的连线形成的夹角范围为120度。

本公开实施例提供的线性压缩装置，因包括上述实施例中任一项所述的板弹簧，因而具有上述实施例中任一项所述的板弹簧的全部有益效果，在此不再赘述。

如图3和图4所示，在一些可选实施例中，线性压缩装置还包括壳体400、排出器500和活塞600。排出器500设于壳体400内，活塞600也设于壳体400内，且活塞沿排出器500的一运动方向，与排出器500间隔设置。板弹簧10的连接件300与壳体400相连接，板弹簧10包括第一板弹簧11和第二板弹簧12，第一板弹簧11的第一固定孔与活塞600相连接，且第一板弹簧11用于为活塞600提供径向支撑力并减小活塞600的震动，第二板弹簧12的第二固定孔与排出器500相连接，且第二板弹簧12用于为排出器500提供推动力和支撑力。其中，运动构件包括活塞600与排出器500。

采用该可选实施例，板弹簧10的连接件300与壳体400内部相连接，板弹簧10包括第一板弹簧11和第二板弹簧12，第一板弹簧11的第一连接件与壳体400相连接，且第一板弹簧11的第一固定孔与活塞600相连接，第二板弹簧12的第二连接件与壳体400相连接，第二板弹簧的第二固定孔与排出器500相连接，以使第一板弹簧11和第二板弹簧12均安装于壳体400内。

线性压缩装置通过产生交变磁场对活塞600施加驱动力，使活塞600进行直线往复运动。第一板弹簧11的第一固定孔与活塞600相连接，多个第一连接件与壳体400相连接，使得第一板弹簧11为活塞600提供径向支撑力，且减少活塞600的震动，从而保障活塞600的正常运动。

排出器500在壳体400内进行往复直线运动，排出器500的一运动方向为排出器500进行直线往复运动的一方向。第二板弹簧12的第二固定件与排出器500相连接，多个第二连接件与壳体400相连接，第二板弹簧12能够为排出器500提供推动力和支撑力。

排出器500与活塞600间隔设置，以使排出器500与活塞600之间能够形成压缩腔630。

排出器500与活塞600均能够在线性压缩装置内进行直线往复运动，也就是排出器500与活塞600均为线性压缩装置的运动构件。

如图4所示，在一些可选实施例中，活塞600包括活塞本体610和套杆620，套杆620连接在活塞本体610与第一板弹簧11之间。

采用该可选实施例，活塞600包括活塞本体610和套杆620，活塞本体610在交变磁场产生的驱动力的带动下进行直线往复运动。套杆620连接在活塞本体610与第一板弹簧11之间，活塞本体610带动套杆620进行直线往复运动。套杆620进行直线往复运动，且套杆620与第一板弹簧11相连接，套杆620将活塞本体610的驱动力传递给板弹簧10，板弹簧10产生形变吸收驱动力，以减少活塞600震动。

可选地，第一板弹簧11的第一固定板设有第一固定孔，套杆620位于第一固定孔内，与第一固定孔的孔壁相连接。

在一些可选实施例中，排出器500包括排出器本体510和连杆520，连杆520的一端与排出器本体510相连接，连杆520的另一端穿过活塞600与第二板弹簧12相连接。

采用该可选实施例，排出器500包括排出器本体510和连杆520，排出器本体510进行直线往复运动，连杆520的一端与排出器本体510相连接，从而排出器500带动连杆520进行直线往复运动。连杆520的另一端与第二板弹簧12相连接，从而使第二板弹簧12向连杆520提供支撑力，以向排出器本体510提供支撑力。第二板弹簧12通过连杆520对排出器500进行推动并保证排出器500的直线往复运动与活塞600的运动保持一定相位差。连杆520的另一端穿过活塞600后与第二板弹簧12相连接，减少了第二板弹簧12安装占用的空间，使得线性压缩装置的内部结构布局更加合理。

可选地，第二板弹簧12的第二固定板设有第二固定孔，连杆520位于第二固定孔内，与第二固定孔的孔壁相连接。

可选地，排出器本体510位于活塞本体610上方，第一板弹簧11位于第二板弹簧12上方，第一板弹簧11设有第一避让孔，连杆520的另一端穿过避让孔后与第二板弹簧12相连接。本实施例中，第一避让孔可以为前述的第一固定孔。

采用该可选实施例，第一板弹簧11位于第二板弹簧12上方，连杆520的另一端穿过第一避让孔后与第二板弹簧12相连接，也就是第一板弹簧11与第二板弹簧12相邻设置，第一板弹簧11与第二板弹簧12位于壳体400内同一空间内，使得线性压缩装置的内部空间布局合理。第一避让孔可以为前述的第一固定孔，也就是说，第一固定孔还具有避让连杆520的功能。

可选地，排出器本体510位于活塞本体610上方，第二板弹簧12位于第一板弹簧11上方，第二板弹簧12设有第二避让孔，套杆620穿过第二避让孔后与第一板弹簧11相连接。本实施例中，第二避让孔可以为前述的第二固定孔。

如图1和图2所示，可选地，线性压缩装置还包括第一活塞套710和第二活塞套720。壳体400内部设有圆筒型通道，第一活塞套710和第二活塞套720均设于圆筒型通道内，且第一活塞套710的外壁面与第二活塞套720的外壁面均与圆筒形通道的内壁面相连接。第一活塞套710的一端与第二活塞套720的一端相连接，第一活塞套710和第二活塞套720均套设于活塞600外侧，限制活塞600径向移动。

可选地，第一活塞套710与第二活塞套720内设有环形活动通道730，套杆620包括连接部和限位部，限位部的至少部分插入环形活动通道730内，套杆620的连接部与活塞600相连接，活塞600带动套杆620进行线性往复运动，使得套杆620的限位部的至少部分在环形活动通道730内进行线性往复运动。以限制套杆620径向移动，增加套杆620运动的稳定性和可靠性。

排出器500进行线性往复运动，排出器500的顶端与线性压缩装置的外部部件之间密封形成膨胀腔530，活塞600顶端、排出器500末端和线性压缩装置之间密封形成压缩腔630，膨胀腔530和压缩腔630内充注有气体工质。

活塞600在驱动力的作用下进行线性往复运动，压缩压缩腔630内的气体工质。驱动力施加于活塞600上，活塞600和套杆620共同进行往复直线运动对压缩腔630内气体工质进行压缩，第一板弹簧11为活塞600和套杆620提供径向支持力并吸收振动。排出器500将工质传递至膨胀腔530并进行往复运动实现膨胀腔530内工质的膨胀，第二板弹簧12通过连杆520对排出器500进行推动并保证排出器500的直线往复运动与活塞600的运动保持一定相位差。

排出器500与活塞600保持相位差运动的同时，工作空间内部的气体工质作逆斯特林循环，依次进行等温压缩，定容放热，等温膨胀，定容吸热四个过程，构成已知的热力学循环。气体工质被压缩完成散热后在膨胀腔530中等温膨胀，吸收热量，实现制冷。

以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开的实施例并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种板弹簧，其特征在于，包括：

固定板(100)，设有固定孔(110)，所述固定孔(110)适于与运动构件相连接；

多个板簧悬臂(200)，多个所述板簧悬臂(200)沿所述固定板(100)的周向间隔设置，所述板簧悬臂(200)的连接端与所述固定板(100)的边缘相连接，所述板簧悬臂(200)的自由端向远离所述固定板(100)的方向螺旋延伸。

2.根据权利要求1所述的板弹簧，其特征在于，

所述板簧悬臂(200)为弧形，且所述板簧悬臂(200)的臂宽由所述板簧悬臂(200)的连接端向所述板簧悬臂(200)的自由端逐渐增大后减小。

3.根据权利要求1所述的板弹簧，其特征在于，

所述板簧悬臂(200)包括多个依次连接的同心圆弧段和/或偏心圆弧段，所述同心圆弧段和/或所述偏心圆弧段由所述板簧悬臂(200)的连接端向所述板簧悬臂(200)的自由端依次增大。

4.根据权利要求1所述的板弹簧，其特征在于，

相邻两个所述板簧悬臂(200)之间的距离小于或等于所述板簧悬臂(200)的臂宽。

5.根据权利要求1所述的板弹簧，其特征在于，

多个所述板簧悬臂(200)与所述固定板(100)一体成型。

6.根据权利要求1至5任一项所述的板弹簧，其特征在于，还包括：

多个连接件(300)，一一对应地设置于多个所述板簧悬臂(200)的自由端，适于与线性压缩装置的壳体(400)相连接。

7.根据权利要求1至5任一项所述的板弹簧，其特征在于，

所述板簧悬臂(200)的数量为三个，三个所述板簧悬臂(200)沿所述固定板(100)的周向间隔设置。

8.一种线性压缩装置，其特征在于，包括：

如权利要求1至7任一项所述的板弹簧(10)。

9.根据权利要求8所述的线性压缩装置，其特征在于，还包括：

壳体(400)；

排出器(500)，设于所述壳体(400)内；

活塞(600)，设于所述壳体(400)内，且沿所述排出器(500)的一运动方向，与所述排出器(500)间隔设置；

所述板弹簧(10)的多个所述板簧悬臂(200)的自由端与所述壳体(400)相连接，所述板弹簧(10)包括第一板弹簧(11)和第二板弹簧(12)，所述第一板弹簧(11)的第一固定孔与所述活塞(600)相连接，且所述第一板弹簧(11)用于为所述活塞(600)提供径向支撑力并减小所述活塞(600)的震动，所述第二板弹簧(12)的第二固定孔与所述排出器(500)相连接，且所述第二板弹簧(12)用于为所述排出器(500)提供推动力和支撑力；

其中，运动构件包括所述活塞(600)与所述排出器(500)。

10.根据权利要求9所述的线性压缩装置，其特征在于，

所述活塞(600)包括活塞本体(610)和套杆(620)，所述套杆(620)连接在所述活塞本体(610)与所述第一板弹簧(11)之间；和/或

所述排出器(500)包括排出器本体(510)和连杆(520)，所述连杆(520)的一端与所述排出器本体(510)相连接，所述连杆(520)的另一端穿过所述活塞(600)与所述第二板弹簧(12)相连接。

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