CN2438993Y - 微型梳状集成斯特林制冷设备 - Google Patents

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陈晓屏
李海英
黄伟
赵杰
陈军
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    • 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

Abstract

微型梳状集成斯特林制冷设备,由压缩机、膨胀机、气路(4)、盖板(5)、杜瓦(6)、杜瓦窗口(12)及装载面(11)所组成。膨胀冷指至少为2个,各膨胀冷指间相互平行排列呈梳状,形状与装载面相一致,压缩机至少1台,通过气路(4)与每个膨胀冷指相通,构成斯特林制冷循环。该技术方案可满足长宽比大于5以上的条状探测器足够且均匀的冷量,能对冷量充分利用,不造成浪费。还可针对各种不同形状的探测器,将膨胀冷指灵活排列为所需要的形式,且体积小、重量轻。

Description

微型梳状集成斯特林制冷设备
本实用新型涉及一种斯特林制冷设备，特别是一种微型梳状集成斯特林制冷设备。
斯特林制冷技术在红外探测技术中的应用比较广泛。传统方法是采用一台压缩机驱动一个膨胀冷指。条状探测器的出现，对制冷技术提出了新的要求，假设条状探测器的长宽比大于5时，当膨胀冷指直径小于探测器装载面的长度时，将出现装载面两端温度高于中心温度，整个温度场温度分布不均匀的问题。当冷指直径大于或等于装载面长度时，将会造成冷量大量损失，冷指也很笨重，也增大了制冷设备整机重量。
本实用新型的目的在于提出一种微型斯特林制冷设备新的技术方案，该技术方案可满足长宽比大于5以上的条状探测器足够且均匀的冷量，能对冷量充分利用，不造成浪费。还可针对各种不同形状的探测器，将膨胀冷指灵活排列为所需要的形式，且体积小、重量轻。
本实用新型是这样实施的，微型梳状集成斯特林制冷设备，主要为由压缩腔(1)、压缩活塞(2)及压缩机气缸(3)组成的微型无油压缩机，由膨胀机机架(7)、膨胀机推移活塞(8)、膨胀机调节弹簧(9)、膨胀机冷腔(10)组成的膨胀机、气路(4)、盖板(5)、杜瓦(6)、杜瓦窗口(12)及固定在冷指顶端的探测器装载面(11)所组成，其特征在于由膨胀机推移活塞(8)、膨胀机调节弹簧(9)、膨胀机冷腔(10)组成的膨胀冷指至少为2个，各膨胀冷指之间相互平行排列呈梳状，形状与装载面形状相一致，压缩机至少1台，通过压缩机气路(4)与每个膨胀冷指相通，构成斯特林制冷循环。
本实用新型还可以这样实施，由(8)、(9)、(10)组成的各膨胀冷指垂直固定于膨胀机架(7)上平面；所述的各膨胀冷指相互平行排列呈梳状是指，排列的各膨胀冷指由A向投影为直线、曲线或其结合，且与装载面(11)形状相一致。设2台以上压缩机时，各台压缩机气路(4)分别与其中数个冷指相通。
通过以上技术方案的实施，基本达到了本实用新型的目的。
对于条状探测器，其装载面也为长条状。当长宽比大于5时，如按传统方法采用一台压缩机驱动一个膨胀冷指，当膨胀冷指直径大于或等于装载面长度时，在宽度方向将会造成膨胀冷指的冷量大量损失，冷指体积很大，也很笨重。如果采用的膨胀冷指直径小于探漶器装载面的长度时，则出现装载面两端温度高于中心温度，整个温度场温度分布不均匀的问题。本实用新型设至少2个膨胀冷指，根据使用的需要也可以设多个膨胀冷指，各膨胀冷指之间相互平行排列为与装载面相一致的直线、曲线、直线与曲线或直线与直线的结合。采用直径与条状装载面宽度相适应的多个膨胀冷指，既能满足整个装载面对冷量的需求，又不造成冷量的浪费，膨胀冷指体积也小，还可根据不同形状的装载面来灵活排列膨胀冷指。如果膨胀冷指数量少，可以只设1台微型无油压缩机，如果膨胀冷指数量较多，可设多台微型无油压缩机，将多个膨胀冷指的气路较均衡的分配在每台微型无油压缩机上。
本实用新型的工作原理是，微型无油压缩机与微型梳状集成斯特林制冷设备的每个膨胀冷指构成斯特林冷循环，压缩机活塞压缩高纯氦气工质，驱动膨胀机推移活塞往复运动，形成两个理想的等温压缩、膨胀过程和两个等容吸热、放热过程，往复循环并产生冷量。当冷指数量多时，可采用两台压缩机反相间隔驱动膨胀冷指，两台压缩机有一定的运动相位差。分别驱动的膨胀冷指间隔排列，使其大部分振动在制冷机内部相互抵消，有利于减小探测器的外加振动噪声。
附图1为微型梳状集成斯特林制冷设备装配示意图
附图2为微型梳状集成斯特林制冷设备A向条状探测器装载面示意图
附图3为设两台无油压缩机的微型梳状集成斯林制冷设备示意图
实施侧  设1台无油压缩机的微型梳状集成斯林制冷设备
如图1、图2所示红外探测器装载面(11)为直条状，长宽比为6本实用新型设4个直径与装载面(11)宽度相适应的膨胀冷指，每个膨胀冷指由膨胀机推移活塞(8)、调节弹簧(9)及膨胀机冷腔(10)组成，各膨胀冷指垂直于膨胀机架(7)上平面，冷指下端固定连接在膨胀机架上，各膨胀冷指相互平行均匀排列为直线，由1台微型无油压缩机驱动，微型无油压缩机由压缩腔(1)、压缩活塞(2)及压缩机气缸(3)组成，通过气路(4)与各冷指相通。盖板(5)与机架(7)用紧固件连接，探测器装载面焊接在冷指的冷腔端，外罩杜瓦外壳(6)，杜瓦外壳上与装载面相对处设杜瓦窗口(12)，杜瓦内为真空(13)。
实施例2  设2台无油压缩机的微型梳状集成斯特林制冷设备
如图3，装载面为与探测器相一致的直条状，长宽比为10，设8个直径与装载面宽度相适应的膨胀冷指，每个膨胀冷指由膨胀机推移活塞(8)、调节弹簧(9)及膨胀机冷腔(10)组成，各膨胀冷指相互平行均匀排列为直线，各膨胀冷指垂直于膨胀机架(7)的上平面，冷指下端固定连接在膨胀机架上。由两台微型无油压缩机反向间隔连接各膨胀冷指，微型无油压缩机由压缩腔(1)、压缩活塞(2)及压缩机气缸(3)组成，(14)为2号微型无油压缩机。该制冷设备的其余结构与实施例1相同。

Claims (3)

1、一种微型梳状集成斯特林制冷设备，主要为由压缩机压缩腔(1)、压缩活塞(2)及压缩机气缸(3)组成的微型无油压缩机，由膨胀机机架(7)、膨胀机推移活塞(8)、膨胀机调节弹簧(9)、膨胀机冷腔(10)组成的膨胀机、气路(4)、盖板(5)、杜瓦(6)、杜瓦窗口(12)及固定在冷指顶端的探测器装载面(11)所组成，其特征在于由膨胀机推移活塞(8)、膨胀机调节弹簧(9)、膨胀机冷腔(10)组成的膨胀冷指至少为2个，各膨胀冷指之间相互平行排列呈梳状，形状与装载面形状相一致，压缩机至少1台，通过压缩机气路(4)与每个膨胀冷指相通，构成斯特林制冷循环。
2，如权利要求1所述的微型梳状集成斯特林制冷设备，其特征在于由(8)、(9)、(10)组成的各膨胀冷指垂直固定于膨胀机架(7)上平面；所述的各膨胀冷指相互平行排列呈梳状是指，排列的各膨胀冷指由A向投影为直线、曲线或其结合，且与装载面(11)形状相一致。
3、如权利要求1所述的微型梳状集成斯特林制冷设备，其特征在于设2台以上压缩机时，各台压缩机气路(4)分别与其中数个冷指相通。
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