一種氣波制冷機的製作方法
2023-12-06 14:38:16 2
專利名稱：一種氣波制冷機的製作方法
技術領域：
本發明屬於低溫製冷設備領域，尤其涉及一種氣波制冷機。
背景技術：
請參閱圖I,圖I所示為現有的氣波制冷機的示意圖,該氣波制冷機包括轉軸91、氣體分配器92和振蕩管93，氣體分配器92與轉軸91固定連接，氣體分配器92和振蕩管93連通。該氣波制冷機工作吋，電機帶動轉軸91旋轉，轉軸91帶動氣體分配器92旋轉，氣體分配器92上的噴嘴把高壓高速氣體依次噴入振蕩管93(振蕩管根數比較多，幾根到幾十根)中，高壓高速氣體對振蕩管93中的低壓氣體壓縮做功，高壓高速氣體自身由於能量消耗，溫度壓カ都降低，變成低溫低壓冷氣，當氣體分配器92上的噴嘴轉離振蕩管93的入口(即不對振蕩管93充氣)時，低溫低壓冷氣排入低壓腔。在實際使用過程中，可以發現現有的這種氣波制冷機有以下缺點
(1)氣體分配器92上的噴嘴的大小(即充氣面積)是固定不變的，不能很好的適應來流(高壓氣體)參數的變化，比如來流流量的變化；
(2)由於轉軸91的轉動要通過電機帶動,這樣轉軸91就必須伸出氣波制冷機的機殼夕卜，而氣波制冷機的機殼內是高壓氣體，所以高壓氣體就不可避免地會從轉軸與機殼之間的間隙洩漏出去，同時對於低溫設備來說，也増加了冷量的洩漏，尤其機殼內如果是可燃性氣體的話，可能會有安全問題，為了防止機殼內氣體的洩漏，目前最先進的技術是採用幹氣密封，但也存在一定的洩漏量，而且需要對這部分洩漏的氣體進行監控和處理，所以成本很高，尤其是幹氣密封本身的成本也非常高，而且幹氣密封方式對進入氣波制冷機的氣源純淨度要求很高；
(3)由于振蕩管93長度較長，所以導致氣波制冷機的外形尺寸很大，不利於設備運輸、安裝和使用。
發明內容
本發明的目的在於提供一種氣波制冷機，解決了現有的氣波制冷機的氣體分配器上的噴嘴大小無法調節以及機殼洩露氣體的問題。本發明是這樣實現的，一種氣波制冷機，包括兩端開ロ的機殼，所述機殼的一端與第一端蓋密封連接，所述機殼的另一端與第二端蓋密封連接；
所述第一端蓋和第二端蓋上設有一位於所述機殼內的轉軸，所述轉軸的兩端分別與所述第一端蓋和第二端蓋轉動連接；
所述轉軸上固設有ー轉子，所述轉子上設有至少ー沿所述轉軸的軸向設置的振蕩管；所述第一端蓋上開設有分別與所述振蕩管相對設置的高壓氣體入口和低溫低壓冷氣 出口，所述高壓氣體入口由一敞ロ槽和一可在所述敞ロ槽內上下移動的移動板圍合而成，所述移動板兩端與所述敞ロ槽的兩側壁觸接，所述移動板與ー執行機構連接，所述執行機構驅動所述移動板在所述敞ロ槽內上下移動；所述第二端蓋上開設有分別與所述振蕩管相對設置的高溫中壓熱氣出口和常溫中壓氣體入ロ，所述高溫中壓熱氣出口和常溫中壓氣體入ロ分別通過管道與ー換熱器連接，所述換熱器上開設有冷卻介質入口和冷卻介質出口 ；
所述轉子的外周緣固設有葉輪，所述機殼上開設有與所述葉輪相對設置的驅動氣體入口和驅動氣體出口。具體地，所述執行機構包括檢測模塊、控制模塊和動カ裝置，所述檢測模塊分別通過管道或導線連接至所述高壓氣體入口和低溫低壓冷氣出口，所述控制模塊用於控制所述動カ裝置驅動所述移動板在所述敞ロ槽內上下移動。具體地，所述動カ裝置為電機、氣動裝置或液壓缸。具體地，所述振蕩管沿圓周均勻分布在所述轉子上。
具體地，所述振蕩管的數量為f 100個。具體地，所述第一端蓋上固設有第一軸承，所述第二端蓋上固設有第二軸承，所述轉軸的兩端分別與所述第一軸承和第二軸承連接。由於本發明的高壓氣體入口由敞ロ槽和可在敞ロ槽內上下移動的移動板圍合而成，移動板由執行機構驅動在敞ロ槽內上下移動，從而實現了調節高壓氣體入口大小的目的，提高了製冷效率，解決了現有的氣波制冷機的氣體分配器上的噴嘴大小無法調節的問題。另外，本發明採用驅動氣體從驅動氣體入口進入機殼內，驅動氣體推動葉輪轉動，葉輪帶動轉子一起轉動，因此，本發明的轉軸不用伸出機殼外與電機連接並由電機驅動旋轉，密封性能顯著提高，大大減少了機殼內的高壓氣體的洩露量，減少了冷能損失，解決了現有的氣波制冷機的機殼內的高壓氣體會從轉軸與機殼之間的間隙洩漏出去的問題。
為了更清楚地說明本發明的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I是現有技術提供的氣波制冷機的示意 圖2是本發明實施例提供的氣波制冷機的示意 圖3是本發明實施例提供的敞ロ槽、移動板和執行機構的示意圖。
具體實施例方式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。如圖2和圖3所示，本發明實施例提供的一種氣波制冷機，包括兩端開ロ的機殼I，機殼I的一端與第一端蓋2密封連接，機殼I的另一端與第二端蓋3密封連接；
所述第一端蓋2和第二端蓋3上設有一位於機殼內的轉軸4，第一端蓋2上固設有第ー軸承41，第二端蓋3上固設有第二軸承42，轉軸4的兩端分別與第一軸承41和第二軸承42連接，從而實現轉軸4的兩端分別與第一端蓋2和第二端蓋3轉動連接的目的；
所述轉軸4上固設有ー轉子5，轉子5上設有至少ー沿轉軸4的軸向設置的振蕩管6，振蕩管6沿圓周方向均勻分布在轉子5上，振蕩管6的數量為f 100個；
所述第一端蓋2上開設有分別與振蕩管6相對設置的高壓氣體入口 21和低溫低壓冷氣出口 22，高壓氣體入口 21相當於現有的氣波制冷機的氣體分配器上的噴嘴，高壓氣體入ロ 21由一敞ロ槽211和一可在敞ロ槽211內上下移動的移動板212圍合而成，移動板212兩端與敞ロ槽211的兩側壁觸接，移動板212與ー執行機構7連接，執行機構7驅動移動板212在敞ロ槽211內上下移動，從而實現調節高壓氣體入口 21大小的目的；執行機構7具體包括檢測模塊、控制模塊和動カ裝置，檢測模塊分別通過管道或導線連接至高壓氣體入ロ 21和低溫低壓冷氣出ロ 22，檢測模塊用於採集高壓氣體入口 21和低溫低壓冷氣出ロ 22的參數(溫度、壓カ、流量等)，並把這些採集的參數進行處理，然後通過控制模塊控制動カ裝置驅動移動板212在敞ロ槽211內上下移動，即可調節高壓氣體入口 21的大小；本實施例中，動カ裝置可以為電機、氣動裝置(如氣缸)或液壓缸，當然也可以不設置動カ裝置，而通過人手驅動移動板212在敞ロ槽211內上下移動；
第二端蓋3上開設有分別與振蕩管6相對設置的高溫中壓熱氣出ロ 31和常溫中壓氣體入口 32，高溫中壓熱氣出口 31和常溫中壓氣體入口 32分別通過管道311、321與ー換熱器8連接，換熱器8上開設有冷卻介質入口 81和冷卻介質出ロ 82 ；
所述轉子5的外周緣固設有葉輪9，機殼I上開設有與葉輪9相對設置的驅動氣體入口11和驅動氣體出口 12。本發明提供的氣波制冷機的具體工作原理如下；
(1)入射階段驅動氣體從驅動氣體入口11進入機殼I內，驅動氣體推動葉輪9轉動，葉輪9帶動轉子5 —起轉動(驅動氣體可以是來流高壓氣體分流的一小部分，也可以是其他的氣源) 』轉子5轉動後，來流高壓氣體通過高壓氣體入口 21加速，以聲速或者超聲速的速度依次噴入轉子5上的振蕩管6中；
(2)壓縮製冷階段通過高壓氣體入口21被加速的高速氣體對振蕩管6中的原有氣體壓縮做功，由於從高壓氣體入口 21噴入振蕩管6的氣體是聲速或者超聲速的，所以當噴入振蕩管6中的氣體遇到振蕩管6內已經存在的靜止的氣體時會產生激波，激波就像ー個無形的活塞來隔斷噴入的高速氣體和振蕩管6中原有的氣體，並對振蕩管6中的氣體進行壓縮(被壓縮的變成高溫中壓氣體)，使振蕩管6中原有的氣體溫度和壓カ都升高，然後通過高溫中壓熱氣出口 31進入換熱器8散熱並變成常溫中壓氣體；同時從高壓氣體入口 21噴入的高速氣體由於對振蕩管6內原有的氣體做功，自身能量被消耗，所以變成低溫低壓氣體，留在振湯管6內；
(3)排氣階段留在振蕩管6內的低溫低壓冷氣，隨著轉子5的轉動，會與低溫低壓冷氣出ロ 22和常溫中壓氣體入口 32連通，換熱器8內的常溫中壓氣體通過常溫中壓氣體入ロ 32返回進入振蕩管6中，把振蕩管6中的低溫低壓冷氣頂出並留在振蕩管6中，低溫低壓冷氣通過低溫低壓冷氣出口 22排出；隨著轉子4的轉動，振蕩管6與高壓氣體入口 21和高溫中壓熱氣出ロ 31連通，留在振蕩管6中的常溫中壓氣體又被從高壓氣體入口 21入射的高速氣體壓縮，進入下一個循環，如此往復循環。綜上所述，由於本發明的高壓氣體入口 21由敞ロ槽211和可在敞ロ槽211內上下 移動的移動板212圍合而成，移動板212由執行機構7驅動在敞ロ槽211內上下移動，從而實現了調節高壓氣體入口 21大小的目的，提高了製冷效率，解決了現有的氣波制冷機的氣體分配器上的噴嘴大小無法調節的問題。另外，本發明採用驅動氣體從驅動氣體入口 11進入機殼I內，驅動氣體推動葉輪9轉動，葉輪9帶動轉子5 —起轉動，因此，本發明的轉軸4不用伸出機殼I外與電機連接並由電機驅動旋轉，密封性能顯著提高，大大減少了機殼I內的高壓氣體的洩露量，減少了冷能損失，解決了現有的氣波制冷機的機殼內的高壓氣體會從轉軸與機殼之間的間隙洩漏出去的問題。同吋，由於本發明的轉軸4不用伸出機殼I外與電機連接，因此，減小了整個氣波制冷機的體積，方便運輸、安裝和操作。再者，本發明也可以採用如前所述的調節高壓氣體入口 21大小的結構來調節高溫中壓熱氣出口 31的大小，也屬於本發明的保護範圍。以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員 來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種氣波制冷機，其特徵在於，包括兩端開口的機殼，所述機殼的一端與第一端蓋密封連接，所述機殼的另一端與第二端蓋密封連接； 所述第一端蓋和第二端蓋上設有一位於所述機殼內的轉軸，所述轉軸的兩端分別與所述第一端蓋和第二端蓋轉動連接； 所述轉軸上固設有一轉子，所述轉子上設有至少一沿所述轉軸的軸向設置的振蕩管；所述第一端蓋上開設有分別與所述振蕩管相對設置的高壓氣體入口和低溫低壓冷氣出口，所述高壓氣體入口由一敞口槽和一可在所述敞口槽內上下移動的移動板圍合而成，所述移動板兩端與所述敞口槽的兩側壁觸接，所述移動板與一執行機構連接，所述執行機構驅動所述移動板在所述敞口槽內上下移動； 所述第二端蓋上開設有分別與所述振蕩管相對設置的高溫中壓熱氣出口和常溫中壓氣體入口，所述高溫中壓熱氣出口和常溫中壓氣體入口分別通過管道與一換熱器連接，所述換熱器上開設有冷卻介質入口和冷卻介質出口； 所述轉子的外周緣固設有葉輪，所述機殼上開設有與所述葉輪相對設置的驅動氣體入口和驅動氣體出口。
2.根據權利要求I所述的一種氣波制冷機，其特徵在於，所述執行機構包括檢測模塊、控制模塊和動力裝置，所述檢測模塊分別通過管道或導線連接至所述高壓氣體入口和低溫低壓冷氣出口，所述控制模塊用於控制所述動力裝置驅動所述移動板在所述敞口槽內上下移動。
3.根據權利要求2所述的一種氣波制冷機，其特徵在於，所述動力裝置為電機、氣動裝置或液壓缸。
4.根據權利要求I所述的一種氣波制冷機，其特徵在於，所述振蕩管沿圓周均勻分布在所述轉子上。
5.根據權利要求I或4所述的一種氣波制冷機，其特徵在於，所述振蕩管的數量為Γιοο 個。
6.根據權利要求I所述的一種氣波制冷機，其特徵在於，所述第一端蓋上固設有第一軸承，所述第二端蓋上固設有第二軸承，所述轉軸的兩端分別與所述第一軸承和第二軸承連接。
全文摘要
本發明提供了一種氣波制冷機，其高壓氣體入口由敞口槽和可在敞口槽內上下移動的移動板圍合而成，執行機構驅動移動板在敞口槽內上下移動，從而實現了調節高壓氣體入口大小的目的，提高了製冷效率，解決了現有的氣波制冷機的氣體分配器上的噴嘴大小無法調節的問題。另外，本發明採用驅動氣體從驅動氣體入口進入機殼內，驅動氣體推動葉輪轉動，葉輪帶動轉子一起轉動，因此，本發明的轉軸不用伸出機殼外與電機連接並由電機驅動旋轉，密封性能顯著提高，大大減少了機殼內的高壓氣體的洩露量，減少了冷能損失，解決了現有的氣波制冷機的機殼內的高壓氣體會從轉軸與機殼之間的間隙洩漏出去的問題。
文檔編號F25B9/00GK102645046SQ20121009460
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月1日 優先權日2012年4月1日
發明者杜嶽, 譚善學, 邢小月 申請人:深圳市力科氣動科技有限公司