一種斯特林循環的製造方法
2023-09-21 05:33:15 2
一種斯特林循環的製造方法
【專利摘要】本發明提供了一種斯特林循環機，包括外殼、以及置於外殼中的氣缸、置換器8、活塞12、第一彈簧23和第二彈簧22。氣缸包括相連的氣缸頭套6和下部，置換器8置於氣缸頭套6，並可沿氣缸頭套6往復運動。活塞12置於氣缸的下部，並可沿氣缸的下部往復運動。置換器8和第一彈簧23相連，活塞12與第二彈簧22相連。氣缸頭套6、永磁鐵嵌件15由塑料（PC）製成。置換器8和活塞12由聚苯硫醚（PPS）樹脂製成。本發明的技術方案使用硬度高、耐高溫、耐磨的材質，通過高精度的機加工可以在不使用潤滑油的電機內部運動保持高速運動，並使電機在受熱或降溫時保持一致的膨脹係數，減少電機內部運動部位的摩擦，從而提高整機生產效率。
【專利說明】一種斯特林循環機
【技術領域】
[0001]本發明屬於機械設備製造領域，涉及一種斯特林循環機，尤其涉及一種諸如斯特林循環制冷機的斯特林循環機。
【背景技術】
[0002]與傳統製冷理論不同，斯特林循環製冷理論是一種更為高效的熱力學理論。傳統的製冷循環是基於製冷介質不同形態之間的轉換實現的，而斯特林循環製冷是一個純氣態過程。隨著新材料、新技術不斷發展而石油資源日益短缺，斯特林循環制冷機已越來越受本領域技術人員的重視。
[0003]但是現有的斯特林循環機配件繁多，轉配過程繁雜，並且各配件多是由不同材質製成，膨脹係數大多並不一致，從而引起循環機工作過程中受熱或降溫時膨脹係數不一致，導致相互間的摩擦增大，增加功耗的同時易損壞機體。
[0004]CN101373109公開了一種作為斯特林循環機的自由活塞型斯特林製冷循環機，其包括汽缸7、在所述汽缸7中往復運動的活塞18以及由動子20和定子35組成的電磁機構19，其中所述動子20配置成使所述永磁體24設置在由磁導材料製成的內軛23的外側，所述活塞18與動子20以軸向排列設置，而所述定子35和所述汽缸7也以軸向排列設置。通過這樣的配置，可減小所述電磁驅動機構19的動子20的外徑RM，因而可減小在所述動子20外側設置的所述定子35的內徑RS和外徑，以及最終減小整個斯特林循環制冷機的外徑。但該專利的配件的材質並未一致，同樣存在著上述的技術問題。
【發明內容】
[0005]為了解決上述技術問題，本發明通過使用同一材質，使電機在受熱或降溫時達到膨脹係數的一致，減少電機內部運動部位的摩擦，從而提高整機生產效率。
[0006]為達到上述目的，具體技術方案如下:
[0007]—種斯特林循環機，包括外殼、以及置於所述外殼中的氣缸、置換器、活塞、第一彈簧和第二彈簧，所述氣缸包括相連的氣缸頭套和下部，所述置換器置於所述氣缸頭套，並可沿所述氣缸頭套往復運動，所述活塞置於所述氣缸的下部，並可沿所述氣缸的下部往復運動，所述置換器和所述第一彈簧相連，所述活塞與所述第二彈簧相連，所述氣缸頭套由塑料(PO製成，所述置換器和活塞由聚苯硫醚(PPS)樹脂製成。
[0008]優選的，所述外殼的形狀呈罐裝，所述外殼包括相連的頭部罐和底部罐。
[0009]優選的，所述氣缸頭套的內環還套設有蓄熱交換片，所述蓄熱交換片由塑料(PET)製成，所述塑料製成的蓄熱交換片上有小孔。
[0010]優選的，所述氣缸的下部還設有支柱，所述氣缸通過所述支柱的支撐與所述第二彈黃連接。
[0011]優選的，所述置換器通過置換器連杆與所述第一彈簧連接，所述置換器連杆固定於所述第一彈簧的中心，所述杯狀嵌件固定於所述第二彈簧的中心。[0012]優選的，所述支柱與所述氣缸的下部一體成型。
[0013]優選的，還包括設於外殼內的電磁機構，所述電磁機構包括定子，所述定子包括內定子、外定子和設有所述內定子和外定子之間的永磁體。
[0014]優選的，所述內定子由粉末冶金材料製成，所述外定子由矽鋼片或粉末冶金材料製成。
[0015]優選的，所述內定子、外定子和永磁體的形狀為環狀，所述環狀永磁體通過杯狀嵌件設於所述內定子和外定子之間。
[0016]優選的，所述杯狀嵌件由塑料(PC)製成，所述永磁體和杯狀嵌件與活塞相連，所述置換器、活塞、第一彈簧和第二彈簧統稱為機械機構，所述外定子、內定子和永磁鐵及其嵌件統稱為電磁機構，所述機械機構和電磁機構存在同一密閉空間內。
[0017]優選的，所述外定子上還設有線圈，所述外殼的底部罐的底部還設有與所述線圈相連的接線柱。
[0018]相對於現有技術，本發明的技術方案優點有:
[0019]1，使用同一材質，使電機在受熱或降溫時達到膨脹係數的一致，減少電機內部運動部位的摩擦，使其在近乎懸浮的空間中運行；
[0020]2，在不破壞工藝及斯特林原理的基礎，對部件進行整合，減少裝配流程、提高部件精度，提高整機生產效率；
[0021]3，電機在使用及過程中內部無需加入有害物質，，通電後就可製冷；
[0022]4，可用於生產可攜式冰箱冷卻機(_20°C)，25L深凍冰箱(_40°C )，25L生物疫苗運輸箱(4°C )等，解決了國內特別是醫藥領域低溫保存空間龐大、降溫速度慢、不能隨身攜帶等問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0024]圖1為本發明實施例的結構示意圖；
[0025]圖2為本發明實施例的爆炸結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0027]需要說明的是，在不衝突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特徵可以相
互組合。
[0028]以下將結合附圖對本發明的實施例做具體闡釋。
[0029]如圖1和圖2中所示的本發明的實施例的一種斯特林循環機，包括外殼、以及置於外殼中的氣缸、置換器8、活塞12、第一彈簧23和第二彈簧22。
[0030]氣缸包括相連的氣缸頭套6和下部，置換器8置於氣缸頭套6，並可沿氣缸頭套6往復運動。活塞12置於氣缸的下部，並可沿氣缸的下部往復運動。置換器8和第一彈簧23相連，活塞12與第二彈簧22相連。氣缸頭套6由塑料(PC)製成，置換器8和活塞12由聚苯硫醚(PPS)樹脂製成。
[0031 ] 本發明的實施例使用硬度高、耐高溫、耐磨的特殊材質,通過高精度的機加工可以在不使用潤滑油的電機內部運動保持高速運動，並使電機在受熱或降溫時保持一致的膨脹係數，減少電機內部運動部位的摩擦，從而提高整機生產效率。
[0032]此外，本發明實施例的置換器8和第一彈簧23相連，活塞12與第二彈簧22相連。永磁體14和其嵌件15與活塞12相連，以置換器連杆27為中軸，通過電機下方的第一彈簧23與第二彈簧22蓄力反彈上下往復運動。該運動方式簡單高效。由於沒有使用任何轉動的連杆，能量轉換損耗極低。
[0033]如圖1和圖2中所不，在本發明的實施例中，外殼包括頭部I和底部te 24。氣缸包括氣缸頭套6 (位於氣缸上部)和氣缸體10,氣缸的外圍設有氣缸固定環9。置換器8的頂部還設有置換帽7。蓄熱交換片4套設於氣缸頭套6的內環，兩個分別設有散熱片4和散熱片5，蓄熱交換片4的頂部設有固定環3。置換器8通過連杆11和第一彈簧23相連。活塞12通過螺母16與第二彈簧22相連。氣缸體10通過固定板21與底部罐24固定。氣缸頭套6和蓄熱交換片4由塑料製成，塑料製成的蓄熱交換片4上有紫外線或雷射打出的小孔。
[0034]第一彈簧23和第二彈簧22均為平面彈簧。內定子13、外定子17、20和永磁體的形狀為環狀，所述磁環14，即永磁鐵通過塑料(PC)製成的嵌件15設於內定子13和外定子17、20之間。內定子優選由粉末冶金材料製成，外定子優選由矽鋼片或粉末冶金材料製成。
[0035]外定子17、20上還設有線圈軸18和線圈19。底部罐24的底部還設有接線柱25及底部後衛26。
[0036]本發明的實施例的置換器8與基部自成一體，材質由金屬改成樹脂；蓄熱交換片4改成塑料；氣缸上部改成塑料；機械部分與電磁機構一體成型，置換器8、活塞12,以及氣缸頭套6、蓄熱交換片4和嵌件15分別使用了同一特殊材質，使電機在受熱或降溫時保持一致的膨脹係數，減少電機內部運動部位的摩擦，使其在近乎懸浮的空間中運行。
[0037]另外，本發明的實施例將磁鐵拼接改成磁環14，並內嵌於塑料內部，使其更好的與部件連成一體。定子優選以粉末冶金材料代替，提高精度和性能。
[0038]此外，本發明的實施例的外殼分上、下二部，氣缸與支柱加工成一體，彈簧僅需二片，並不需外部片，減少了裝配流程、提高了部件精度，提高了整機生產效率。該電機的機械部分與電磁部位為一體化設計，同時存在由頭部罐I與底部罐24所組成的同一個密封殼體內，該設計保證了電機在惡劣工作環境下的正常工作。
[0039]本發明的實施例適用於40W的電機，本實施例的電機製冷迅速，在常溫(20°C )下工作後瞬間溫度就可以達到零下，連續工作I分鐘即可達到-20?-40°C，連續工作10分鐘可達到-60?-100 °C。
[0040]以上對本發明的具體實施例進行了詳細描述，但其只作為範例，本發明並不限制於以上描述的具體實施例。對於本領域技術人員而言，任何對該實用進行的等同修改和替代也都在本發明的範疇之中。因此，在不脫離本發明的精神和範圍下所作的均等變換和修改，都應涵蓋在本發明的範圍內。
【權利要求】
1.一種斯特林循環機，其特徵在於，包括外殼、以及置於所述外殼中的氣缸、置換器、活塞、第一彈簧和第二彈簧，所述氣缸包括相連的氣缸頭套和下部，所述置換器置於所述氣缸頭套，並可沿所述氣缸頭套往復運動，所述活塞置於所述氣缸的下部，並可沿所述氣缸的下部往復運動，所述置換器和所述第一彈簧相連，所述活塞與所述第二彈簧相連，所述氣缸頭套由塑料(PC)製成，所述置換器和活塞由聚苯硫醚(PPS)樹脂製成。
2.如權利要求1所述的斯特林循環機，其特徵在於，所述外殼的形狀呈罐裝，所述外殼包括相連的頭部罐和底部罐。
3.如權利要求2所述的斯特林循環機，其特徵在於，所述氣缸頭套的內環還套設有蓄熱交換片，所述蓄熱交換片由塑料(PET)製成，所述塑料製成的蓄熱交換片上有小孔。
4.如權利要求3所述的斯特林循環機，其特徵在於，所述氣缸的下部還設有支柱，所述氣缸通過所述支柱的支撐與所述第二彈簧連接。
5.如權利要求4所述的斯特林循環機，其特徵在於，所述置換器通過置換器連杆與所述第一彈簧連接，所述置換器連杆固定於所述第一彈簧的中心，所述杯狀嵌件固定於所述第二彈簧的中心。
6.如權利要求5所述的斯特林循環機，其特徵在於，所述支柱與所述氣缸的下部一體成型。
7.如權利要求6所述的斯特林循環機，其特徵在於，還包括設於外殼內的電磁機構，所述電磁機構包括定子，所述定子包括內定子、外定子和設有所述內定子和外定子之間的永磁體。
8.如權利要求7所述的斯特林循環機，其特徵在於，所述內定子由粉末冶金材料製成，所述外定子由矽鋼片或粉末冶金材料製成。
9.如權利要求8所述的斯特林循環機，其特徵在於，所述內定子、外定子和永磁體的形狀為環狀，所述環狀永磁體通過杯狀嵌件設於所述內定子和外定子之間的。
10.如權利要求9所述的斯特林循環機，其特徵在於，所述杯狀嵌件由塑料(PC)製成，所述永磁體和杯狀嵌件與活塞相連，所述置換器、活塞、第一彈簧和第二彈簧統稱為機械機構，所述外定子、內定子和永磁鐵及其嵌件統稱為電磁機構，所述機械機構和電磁機構存在同一密閉空間內。
11.如權利要求10所述的斯特林循環機，其特徵在於，所述外定子上還設有線圈，所述外殼的底部罐的底部還設有與所述線圈相連的接線柱。
【文檔編號】F25B9/14GK104034077SQ201410062849
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年2月24日 優先權日:2014年2月24日
【發明者】程路 申請人:寧波華斯特林電機製造有限公司