專利名稱：用于回?zé)崾街评錂C(jī)的油潤(rùn)滑無(wú)閥型往復(fù)式壓力波發(fā)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制冷與低溫技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于回?zé)崾街评錂C(jī)的油潤(rùn)滑無(wú)閥型往復(fù)式壓力波發(fā)生裝置。
背景技術(shù)：
低溫制冷機(jī)在現(xiàn)代科學(xué)中有著重要的應(yīng)用。因?yàn)樵S多科學(xué)儀器在低溫條件下有更好的性能和效率、更高的運(yùn)行速度和靈敏度。有些測(cè)量元件的工作機(jī)制就是利用物質(zhì)在低溫下存在或發(fā)生的特有現(xiàn)象(如超導(dǎo)電性)，它們必須被冷卻到某一特定的低溫區(qū)才能正常工作。例如，在信息科學(xué)方面，需要低于100K直至液氦溫度(4K)的低溫恒溫器，以便能夠探測(cè)微弱的遠(yuǎn)紅外輻射或電磁信號(hào)；為了快速傳遞和處理大量的微弱信號(hào)，需采用低溫電子學(xué)技術(shù)，以極大地降低噪聲水平，提高儀器的信噪比。這些應(yīng)用要求提供結(jié)構(gòu)緊湊、性能可靠的低溫制冷機(jī)。
基于這些特殊要求，低溫制冷機(jī)技術(shù)，特別是回?zé)崾街评錂C(jī)技術(shù)在近幾十年獲得了飛速的發(fā)展，諸如脈管制冷機(jī)、斯特林制冷機(jī)等早已經(jīng)進(jìn)入了實(shí)際應(yīng)用的階段。雖然回?zé)崾街评錂C(jī)研究已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，但是有一個(gè)問題一直難以得到徹底的解決，那就是制冷機(jī)的驅(qū)動(dòng)源---壓力波發(fā)生器。
目前油潤(rùn)滑壓力波發(fā)生器是一種非常成熟的產(chǎn)品，它壽命長(zhǎng)，工藝較為簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。但是如果要把它作為目前回?zé)崾街评錂C(jī)的壓縮系統(tǒng)，關(guān)鍵要解決的問題就是潤(rùn)滑油的分離問題，因?yàn)闈?rùn)滑油一旦進(jìn)入制冷機(jī)內(nèi)，那制冷機(jī)的性能就會(huì)急劇惡化，甚至在低溫凝固堵塞流道而使制冷機(jī)不能工作，因此阻止壓力波發(fā)生器的潤(rùn)滑油進(jìn)入制冷機(jī)成為本發(fā)明的主要解決問題。本發(fā)明人曾在專利公開號(hào)200510011630.X的專利申請(qǐng)中提出了采用彈性膜來阻擋潤(rùn)滑油進(jìn)入制冷系統(tǒng)的方法，可以在傳遞聲功的同時(shí)隔離潤(rùn)滑油；但是專利公開號(hào)200510011630.X的專利申請(qǐng)存在這樣的兩個(gè)問題(1)在制冷系統(tǒng)啟動(dòng)階段，由于制冷系統(tǒng)側(cè)不斷降溫，而壓縮機(jī)側(cè)不斷升溫，從而使彈性膜兩側(cè)的壓力不平衡；通常是壓縮機(jī)側(cè)的平均壓力升高，制冷機(jī)側(cè)的平均壓力降低，這樣彈性膜的平衡位置將會(huì)偏離其初始的位置；而平衡位置的偏離會(huì)導(dǎo)致其單側(cè)的伸長(zhǎng)量超過其允許值而可能發(fā)生破裂失效；(2)由于某些突發(fā)性的原因(例如彈性膜一側(cè)的壓力波發(fā)生器或制冷機(jī)泄露)而使彈性膜兩側(cè)的平均壓力不平衡也會(huì)導(dǎo)致彈性破裂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種油潤(rùn)滑的改進(jìn)型無(wú)閥型往復(fù)式壓力波發(fā)生器，可以解決現(xiàn)有采用彈性膜的油潤(rùn)滑壓力波發(fā)生器存在的問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明提供的用于回?zé)崾街评錂C(jī)的油潤(rùn)滑無(wú)閥型往復(fù)式壓力波發(fā)生裝置，包括一油潤(rùn)滑無(wú)閥型壓力波發(fā)生器9；和位于油潤(rùn)滑無(wú)閥型壓力波發(fā)生器9出口端與回?zé)崾街评錂C(jī)1入口端之間的第一彈性膜片3；特點(diǎn)是所述第一彈性膜片3裝于一盒壁上設(shè)有小通孔的第一壓力保護(hù)膜盒2中，所述第一壓力保護(hù)膜盒2內(nèi)腔呈橢球型，所述第一彈性膜片3將所述第一壓力保護(hù)膜盒2的呈橢球型內(nèi)腔等分成兩部分；其中一部分與所述油潤(rùn)滑無(wú)閥型壓力波發(fā)生器9的氣缸出口相連通，另一部分與回?zé)崾街评錂C(jī)1的入口相連通；還包括位于油潤(rùn)滑無(wú)閥型壓力波發(fā)生器9的背壓腔8與回?zé)崾街评錂C(jī)1出口端之間的第三彈性膜片13；所述彈性膜片13裝于一盒壁上設(shè)有小通孔的第三壓力保護(hù)膜盒12中，所述第三壓力保護(hù)膜盒12的內(nèi)腔呈橢球型或圓柱型，所述第三彈性膜片13將所述第三壓力保護(hù)膜盒12內(nèi)腔分成兩部分；其中，一部分通過管道與回?zé)崾街评錂C(jī)1出口端相連通，另一部分通過管道與所述油潤(rùn)滑壓力波發(fā)生器9的背壓腔8相連通；所述第三壓力平衡膜盒12與回?zé)崾街评錂C(jī)1之間的連通管道上裝有第一閥門10；所述第三壓力平衡膜盒12和油潤(rùn)滑壓力波發(fā)生器9的背壓腔8之間的連通管道上裝有第二閥門11。
所述的油潤(rùn)滑無(wú)閥型壓力波發(fā)生器9為油潤(rùn)滑電磁驅(qū)動(dòng)往復(fù)直線壓力波發(fā)生器或油潤(rùn)滑曲軸連桿往復(fù)壓力波發(fā)生器。
所述的回?zé)崾街评錂C(jī)1為脈管制冷機(jī)、熱聲制冷機(jī)或斯特林制冷機(jī)。
所述的第一彈性膜片3為有機(jī)彈性膜片或金屬?gòu)椥阅て凰龅牡谌龔椥阅て?3為有機(jī)彈性膜片或金屬?gòu)椥阅て?，其張力比第一彈性膜?小一個(gè)量級(jí)左右。
所述的第一壓力保護(hù)膜盒2內(nèi)部的橢球形空腔的橫截面積比所述油潤(rùn)滑無(wú)閥型壓力波發(fā)生器9的活塞面積大1-100倍，橢球形空腔的高度為比所述油潤(rùn)滑無(wú)閥型壓力波發(fā)生器9的活塞工作位移量0.01-1倍之間；所述第一壓力保護(hù)膜盒2的小孔直徑為0.5～5mm，孔間距與孔徑相等。
所述的第三壓力平衡膜盒12內(nèi)部腔體的橫截面積比所述第一壓力保護(hù)膜盒2的內(nèi)部空腔的橫截面積大1-100倍，所述第三彈性膜片13將所述第三壓力平衡膜盒12的腔體分成不相等的兩部分，其中與回?zé)崾街评錂C(jī)1出口端相連通的部分為與油潤(rùn)滑壓力波發(fā)生器9相連通的部分容積0.01-1倍之間。
如圖1所示，在油潤(rùn)滑壓力波發(fā)生器9的氣缸的出口和回?zé)崾街评錂C(jī)1之間安裝一塊第一彈性膜片3，該第一彈性膜片3的作用是為了阻止?jié)櫥蛷膲毫Σòl(fā)生器9進(jìn)入到制冷機(jī)1內(nèi)，同時(shí)能夠讓發(fā)動(dòng)機(jī)活塞產(chǎn)生的壓力波能通過它進(jìn)入到回?zé)崾街评錂C(jī)1內(nèi)。當(dāng)制冷機(jī)1或者壓力波發(fā)生器9內(nèi)由于某些意外因素導(dǎo)致壓力降低或升高時(shí)，此第一彈性膜片可能會(huì)被從高壓側(cè)推向低壓側(cè)，變形過大時(shí)可能被破壞而會(huì)讓潤(rùn)滑油進(jìn)入到制冷機(jī)內(nèi)。本發(fā)明對(duì)第一彈性膜片3采取保護(hù)措施，即將所述第一彈性膜片3置入一第一壓力保護(hù)膜盒2中而不被破壞；該第一壓力保護(hù)膜盒2的內(nèi)腔為接近于一個(gè)橢球的盒壁上帶有小孔的盒子，其內(nèi)壁面與彈性膜片變形時(shí)的形狀接近；該第一壓力保護(hù)膜盒2與壓力波發(fā)生器9的氣缸及回?zé)崾街评錂C(jī)1并不是直接相通，而是通過膜盒上密布的小孔相連通(壓力保護(hù)膜盒的結(jié)構(gòu)如圖3所示)。這樣當(dāng)?shù)谝粡椥阅て?被高壓氣體擠壓產(chǎn)生變形時(shí)會(huì)貼在壓力膜盒內(nèi)壁面上，則很難會(huì)被破壞。盒壁上小孔的孔徑越小，彈性膜片所能承受的壓力差就越大。
圖1所示的結(jié)構(gòu)主要適用于脈管制冷機(jī)和熱聲制冷機(jī)，但是斯特林制冷機(jī)因?yàn)橛袃蓚€(gè)壓力入口，因此壓力波發(fā)生器需要再增加一個(gè)活塞，壓力波由此活塞通過壓力膜盒進(jìn)入斯特林制冷機(jī)的另一個(gè)壓力入口，如圖2所示。
同時(shí)由于壓力波發(fā)生器和制冷機(jī)工作后，壓力波發(fā)生器內(nèi)由于摩擦等原因氣體溫度會(huì)升高，壓力會(huì)隨之升高，而制冷機(jī)內(nèi)由于冷頭溫度降低，壓力會(huì)降低，這時(shí)如果沒有一定的裝置來調(diào)節(jié)壓力，第一彈性膜片3就會(huì)向制冷機(jī)一側(cè)偏移，甚至碰到壓力保護(hù)膜盒的內(nèi)壁面；本發(fā)明還包括一裝在第三壓力平衡膜盒12內(nèi)的第三彈性膜片13就是為了調(diào)節(jié)壓力波發(fā)生器內(nèi)和回?zé)崾街评錂C(jī)內(nèi)的壓力平衡；該第三彈性膜片13的張力比第一彈性膜片3小得多，因此當(dāng)壓力波發(fā)生器與制冷機(jī)內(nèi)壓力不平衡時(shí)，第三彈性膜片13會(huì)先偏移；而第一彈性膜片3會(huì)基本仍處于平衡位置；當(dāng)壓力不需要調(diào)節(jié)時(shí)，第三壓力平衡膜盒12和回?zé)崾街评錂C(jī)1及壓力波發(fā)生器9之間的閥門10和11關(guān)閉；第三彈性膜片13的面積，及它在第三膜盒12內(nèi)安裝位置以及第三膜盒12的容積也需要仔細(xì)考慮，下面就這一問題作進(jìn)一步的說明。
如圖4所示，假設(shè)剛充完氣時(shí)壓力為P，壓力平衡膜盒、壓力波發(fā)生器和制冷機(jī)內(nèi)的氣體量分別為n0，n1，n2摩爾，有如下方程PV0=Rn0TPV1=Rn1TPV2=Rn2T---(1)]]>壓力波發(fā)生器、制冷機(jī)溫度平衡后壓力變?yōu)镻′，壓力平衡膜盒、壓力波發(fā)生器和制冷機(jī)內(nèi)的氣體量分別為n0′，n1′，n2′摩爾，有如下方程P′V0=Rn0′TP′V1=Rn1′ThP′V2=Rn2′Tc---(2)]]>根據(jù)質(zhì)量守恒有PRT(V0+V1+V2)=P′V0RT+P′V1RTh+P′V2RTc---(3)]]>即P′P=V0+V1+V2V0+TThV1+TTcV2---(4)]]>假設(shè)壓力平衡膜盒容積為2000單位體積，溫度從300K升到400K，制冷機(jī)容積為20單位體積，溫度從300K降到80K，假定壓力波發(fā)生器和制冷機(jī)之間的膜是保持不動(dòng)，只有壓力平衡膜盒內(nèi)的膜發(fā)生位移。
如果壓力平衡膜盒內(nèi)膜的右側(cè)充氣后有V3，n3，平衡后有V3′，n3′，則有
PV3=Rn3TP′V3′=Rn3′T---(5)]]>根據(jù)兩塊膜之間的質(zhì)量守恒有PRT(V3+V1)=P′V3′RT+P′V1RTh---(6)]]>即V3′=PP′(V3+V1)-TV1Th---(7)]]>圖5給出了V3′-V3與V0的關(guān)系。顯然，V0越小，且V3所占比例越大則V3變化越小。因此在進(jìn)行壓力平衡膜盒的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)減小其容積，膜片應(yīng)該安裝在膜盒的近制冷機(jī)側(cè)一些。此外膜盒的橫截面積可以設(shè)計(jì)的大一些，這樣在同樣V3′-V3情況下，膜的位移量可以更小。


圖1為本發(fā)明一種用于回?zé)崾街评錂C(jī)的單缸油潤(rùn)滑壓力波發(fā)生器裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明一種用于回?zé)崾街评錂C(jī)的雙缸油潤(rùn)滑壓力波發(fā)生器裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為壓力保護(hù)膜盒下半部分的剖面示意圖；圖4為對(duì)本發(fā)明一種用于回?zé)崾街评錂C(jī)的油潤(rùn)滑壓力波發(fā)生器裝置進(jìn)行參數(shù)分析的簡(jiǎn)化圖；圖5為壓力平衡膜盒內(nèi)膜的近壓力波發(fā)生器側(cè)的容積變化與壓力平衡膜盒容積的關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
本發(fā)明提供的用于回?zé)崾街评錂C(jī)的油潤(rùn)滑無(wú)閥型往復(fù)式壓力波發(fā)生裝置，本發(fā)明提供的用于回?zé)崾街评錂C(jī)的油潤(rùn)滑無(wú)閥型往復(fù)式壓力波發(fā)生裝置，包括一油潤(rùn)滑無(wú)閥型壓力波發(fā)生器9；和位于油潤(rùn)滑無(wú)閥型壓力波發(fā)生器9出口端與回?zé)崾街评錂C(jī)1入口端之間的第一彈性膜片3；特點(diǎn)是所述第一彈性膜片3裝于一盒壁上設(shè)有小通孔的第一壓力保護(hù)膜盒2中，所述第一壓力保護(hù)膜盒2內(nèi)腔呈橢球型，所述第一彈性膜片3將所述第一壓力保護(hù)膜盒2的呈橢球型內(nèi)腔等分成兩部分；其中一部分與所述油潤(rùn)滑無(wú)閥型壓力波發(fā)生器9的氣缸出口相連通，另一部分與回?zé)崾街评錂C(jī)1的入口相連通；還包括位于油潤(rùn)滑無(wú)閥型壓力波發(fā)生器9的背壓腔8與回?zé)崾街评錂C(jī)1出口端之間的第三彈性膜片13；所述彈性膜片13裝于一盒壁上設(shè)有小通孔的第三壓力保護(hù)膜盒12中，所述第三壓力保護(hù)膜盒12的內(nèi)腔呈橢球型或圓柱型，所述第三彈性膜片13將所述第三壓力保護(hù)膜盒12內(nèi)腔分成兩部分；其中，一部分通過管道與回?zé)崾街评錂C(jī)1出口端相連通，另一部分通過管道與所述油潤(rùn)滑壓力波發(fā)生器9的背壓腔8相連通；所述第三壓力平衡膜盒12與回?zé)崾街评錂C(jī)1之間的連通管道上裝有第一閥門10；所述第三壓力平衡膜盒12和油潤(rùn)滑壓力波發(fā)生器9的背壓腔8之間的連通管道上裝有第二閥門11。
所述的油潤(rùn)滑無(wú)閥型壓力波發(fā)生器9為油潤(rùn)滑電磁驅(qū)動(dòng)往復(fù)直線壓力波發(fā)生器或油潤(rùn)滑曲軸連桿往復(fù)壓力波發(fā)生器。
所述的回?zé)崾街评錂C(jī)1為脈管制冷機(jī)、熱聲制冷機(jī)或斯特林制冷機(jī)。
所述的第一彈性膜片3為有機(jī)彈性膜片或金屬?gòu)椥阅て凰龅牡谌龔椥阅て?3為有機(jī)彈性膜片或金屬?gòu)椥阅て?，其張力比第一彈性膜?小一個(gè)量級(jí)左右。
所述的第一壓力保護(hù)膜盒2內(nèi)部的橢球形空腔的橫截面積比所述油潤(rùn)滑無(wú)閥型壓力波發(fā)生器9的活塞面積1-100倍，橢球形空腔的高度為所述油潤(rùn)滑無(wú)閥型壓力波發(fā)生器9的活塞工作位移量的0.01-1倍；所述第一壓力保護(hù)膜盒2的小孔直徑為0.5～5mm，孔間距與孔徑相等。
所述的第三壓力平衡膜盒12內(nèi)部腔體的橫截面積比所述第一壓力保護(hù)膜盒2的內(nèi)部空腔的橫截面積大1-100倍，所述第三彈性膜片13將所述第三壓力平衡膜盒12的腔體分成不相等的兩部分，其中與回?zé)崾街评錂C(jī)1出口端相連通的部分比與油潤(rùn)滑壓力波發(fā)生器9相連通的部分容積小。
第一壓力保護(hù)膜盒3安裝在回?zé)崾街评錂C(jī)1入口和油潤(rùn)滑壓力波發(fā)生器9氣缸6的出口；第一壓力保護(hù)膜盒3內(nèi)部為一個(gè)橢球形的空腔，第一彈性膜片3將其均分成兩半，其中一半通過小孔與油潤(rùn)滑壓力波發(fā)生器的氣缸相連通，另一半通過小孔與回?zé)崾街评錂C(jī)相連通；第一壓力保護(hù)膜盒3的橫截面積一般為氣缸6橫截面積的1-100倍；這是因?yàn)閺椥阅て膾邭饬考s等于活塞的掃氣量，增加彈性膜片的面積就可以減少膜片每次掃氣時(shí)的位移量從而提高膜片的使用壽命。壓力保護(hù)膜盒的更詳細(xì)的結(jié)構(gòu)圖可參考圖3；壓力保護(hù)膜盒內(nèi)彈性膜片為有機(jī)彈性膜片或金屬?gòu)椥阅て?，它具有非常好的防油滲透能力，同時(shí)還有非常長(zhǎng)的抗疲勞壽命，其張力一般在102N/m2以上；壓力波發(fā)生器產(chǎn)生的壓力波經(jīng)過由多個(gè)小孔進(jìn)入壓力保護(hù)膜盒的空腔，再經(jīng)過彈性膜片向上傳遞，經(jīng)由小孔進(jìn)入到回?zé)崾街评錂C(jī)內(nèi)，驅(qū)動(dòng)回?zé)崾街评錂C(jī)制冷。同時(shí)由于彈性膜片具有非常好的抗油滲透的能力，因此壓力波發(fā)生器氣缸內(nèi)的潤(rùn)滑油都將被阻擋而不能進(jìn)入到制冷機(jī)內(nèi)。
對(duì)于某些制冷機(jī)如斯特林制冷機(jī)，由于它有兩個(gè)壓力入口，所以壓力波發(fā)生器有兩個(gè)氣缸，兩個(gè)氣缸分別通過壓力保護(hù)膜盒和制冷機(jī)相連通(請(qǐng)參見圖2)。
考慮到在系統(tǒng)開始工作以后，壓力波發(fā)生器由于壓力波發(fā)生器發(fā)熱內(nèi)部壓力將升高，而制冷機(jī)內(nèi)由于溫度下降壓力將會(huì)降低，因此壓力保護(hù)膜盒內(nèi)的彈性膜片將會(huì)向制冷機(jī)側(cè)偏移，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)龅綁毫ΡＷo(hù)膜盒的內(nèi)壁面，這對(duì)于系統(tǒng)工作是不利的，因此必須采取一定的措施來平衡壓力。壓力平衡膜盒就是為了調(diào)節(jié)壓力波發(fā)生器內(nèi)和制冷機(jī)內(nèi)的壓力平衡。壓力平衡膜盒的一端通過閥門與回?zé)崾街评錂C(jī)相連通，另一端通過閥門與壓力波發(fā)生器背壓腔相連通。壓力平衡膜盒內(nèi)部空腔為簡(jiǎn)單的圓柱形或者橢球形即可，其橫截面積、容積的選取則可參考發(fā)明內(nèi)容部分的說明進(jìn)行設(shè)計(jì)。一般地，橫截面積大，容積小。彈性膜片安裝在近制冷機(jī)側(cè)。壓力平衡膜盒內(nèi)的彈性膜片須選取張力比壓力保護(hù)膜盒內(nèi)彈性膜片小的類型，其目的是使在壓力波發(fā)生器內(nèi)壓力升高制冷機(jī)內(nèi)壓力降低時(shí)，壓力保護(hù)膜盒內(nèi)的彈性膜片可以保持在其平衡位置不動(dòng)，而壓力平衡膜盒內(nèi)的彈性膜片發(fā)生偏移，從而達(dá)到壓力波發(fā)生器和制冷機(jī)內(nèi)的壓力平衡。
本發(fā)明還包括位于油潤(rùn)滑無(wú)閥型壓力波發(fā)生器9的背壓腔8與回?zé)崾街评錂C(jī)1出口端之間的第三彈性膜片13；系統(tǒng)充氣時(shí)，閥門10和11處于全開狀態(tài)，對(duì)壓力波發(fā)生器和制冷機(jī)的充氣過程必須同時(shí)進(jìn)行，以保證膜盒內(nèi)的彈性膜兩側(cè)的壓力相等。這樣充氣完畢后，膜片均處于平衡位置。充氣完畢后關(guān)閉閥門10和11，啟動(dòng)壓力波發(fā)生器，制冷機(jī)開始制冷，這時(shí)壓力波發(fā)生器內(nèi)溫度開始逐漸升高，壓力有所升高，制冷機(jī)內(nèi)溫度下降，壓力有所下降，壓力保護(hù)膜盒內(nèi)的彈性膜片的平衡位置向制冷機(jī)側(cè)偏移。這時(shí)需要打開閥門10和11，讓壓力平衡膜盒內(nèi)的彈性膜片向制冷機(jī)側(cè)偏移，而壓力保護(hù)膜盒內(nèi)的彈性膜片的平衡位置恢復(fù)到原來的平衡位置，然后再關(guān)上閥門。這樣的操作從系統(tǒng)開始啟動(dòng)到系統(tǒng)達(dá)到平衡的過程中必須多次進(jìn)行。當(dāng)壓力波發(fā)生器和制冷機(jī)溫度都達(dá)到了平衡后，閥門10和11就不再開啟。這時(shí)壓力保護(hù)膜盒內(nèi)的彈性膜片就在其平衡位置隨活塞一起掃氣將聲功送入制冷機(jī)內(nèi)，而將潤(rùn)滑油阻擋在壓力波發(fā)生器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)用油潤(rùn)壓力波發(fā)生器驅(qū)動(dòng)回?zé)崾街评錂C(jī)的設(shè)想。閥門10和11也可以為毛細(xì)管，讓它們始終處于連通狀態(tài)，從而兩側(cè)的壓力始終平衡，保證壓力波發(fā)生器出口的彈性膜的平衡位置處于充氣時(shí)的狀態(tài)。
實(shí)施例1采用圖1所示結(jié)構(gòu)。回?zé)崾街评錂C(jī)為脈管制冷機(jī)或者熱聲制冷機(jī)。第一壓力保護(hù)膜盒3內(nèi)部的橢球形空腔橫截面積為活塞6面積的兩倍，其高度等于活塞6行程，第一彈性膜片3為0.5mm厚的氟橡膠膜，橢球形空腔的上半部分通過300個(gè)直徑為0.5mm的小孔與制冷機(jī)1相連通，下半部分通過500個(gè)0.5mm的小孔與氣缸6相連通；壓力波發(fā)生器9為線性壓力波發(fā)生器或者曲軸式壓力波發(fā)生器，活塞直徑為5cm，行程為8cm；第一壓力平衡膜盒為直徑12cm，高20cm的圓柱形腔體，彈性膜片距離靠制冷機(jī)側(cè)的端面1.5cm，彈性膜片為1mm厚的硅膠膜。
實(shí)施例3采用圖2所示結(jié)構(gòu)?；?zé)崾街评錂C(jī)為斯特林制冷機(jī)。因?yàn)樗固亓种评錂C(jī)有兩個(gè)壓力入口，壓力波相位也有一定的要求，所以壓力波發(fā)生器選用雙缸的曲軸式壓力波發(fā)生器，兩個(gè)氣缸可以同時(shí)提供不同的壓力波，壓力波的相位可以通過連接桿在曲軸上的位置來調(diào)節(jié)。壓力波發(fā)生器活塞直徑為50cm，行程為20cm。壓力保護(hù)膜盒內(nèi)部的橢球形空腔橫截面積為活塞面積的100倍，其高度等于活塞行程的1/10，彈性膜片3為5mm厚的氟橡膠膜，橢球形空腔的上半部分通過300個(gè)直徑為5mm的小孔與制冷機(jī)相連，下半部分通過500個(gè)5mm的小孔與制冷機(jī)氣缸相連。壓力平衡膜盒為直徑100cm，高30cm的圓柱形腔體，彈性膜片距離靠制冷機(jī)側(cè)的端面10cm，彈性膜片為2.5mm厚的鈹青銅彈性波紋膜。
權(quán)利要求
1.一種用于回?zé)崾街评錂C(jī)的油潤(rùn)滑無(wú)閥型往復(fù)式壓力波發(fā)生裝置，包括一油潤(rùn)滑無(wú)閥型壓力波發(fā)生器(9)；和位于油潤(rùn)滑無(wú)閥型壓力波發(fā)生器(9)出口端與回?zé)崾街评錂C(jī)(1)入口端之間的第一彈性膜片(3)；其特征在于，所述第一彈性膜片(3)裝于一盒壁上設(shè)有小通孔的第一壓力保護(hù)膜盒(2)中，所述第一壓力保護(hù)膜盒(2)內(nèi)腔呈橢球型，所述第一彈性膜片(3)將所述第一壓力保護(hù)膜盒(2)的呈橢球型內(nèi)腔等分成兩部分；其中一部分與所述油潤(rùn)滑無(wú)閥型壓力波發(fā)生器(9)的氣缸出口相連通，另一部分與回?zé)崾街评錂C(jī)(1)的入口相連通；還包括位于油潤(rùn)滑無(wú)閥型壓力波發(fā)生器(9)的背壓腔(8)與回?zé)崾街评錂C(jī)(1)出口端之間的第三彈性膜片(13)；所述彈性膜片(13)裝于一盒壁上設(shè)有小通孔的第三壓力保護(hù)膜盒(12)中，所述第三壓力保護(hù)膜盒(12)的內(nèi)腔呈橢球型或圓柱型，所述第三彈性膜片(13)將所述第三壓力保護(hù)膜盒(12)內(nèi)腔分成兩部分；其中，一部分通過管道與回?zé)崾街评錂C(jī)(1)出口端相連通，另一部分通過管道與所述油潤(rùn)滑壓力波發(fā)生器(9)的背壓腔(8)相連通；所述第三壓力平衡膜盒(12)與回?zé)崾街评錂C(jī)(1)之間的連通管道上裝有第一閥門(10)；所述第三壓力平衡膜盒(12)和油潤(rùn)滑壓力波發(fā)生器(9)的背壓腔(8)之間的連通管道上裝有第二閥門(11)。
2.按權(quán)利要求書1所述的用于回?zé)崾街评錂C(jī)的油潤(rùn)滑無(wú)閥型往復(fù)式壓力波發(fā)生器，其特征在于，所述的油潤(rùn)滑無(wú)閥型壓力波發(fā)生器(9)為油潤(rùn)滑電磁驅(qū)動(dòng)往復(fù)直線壓力波發(fā)生器或油潤(rùn)滑曲軸連桿往復(fù)壓力波發(fā)生器。
3.按權(quán)利要求書1所述的用于回?zé)崾街评錂C(jī)的油潤(rùn)滑無(wú)閥型往復(fù)式壓力波發(fā)生器，其特征在于，所述的回?zé)崾街评錂C(jī)(1)為脈管制冷機(jī)、熱聲制冷機(jī)或斯特林制冷機(jī)。
4.按權(quán)利要求書1所述的用于回?zé)崾街评錂C(jī)的油潤(rùn)滑無(wú)閥型往復(fù)式壓力波發(fā)生器，其特征在于，所述的第一彈性膜片(3)為有機(jī)彈性膜片或金屬?gòu)椥阅て凰龅牡谌龔椥阅て?13)為有機(jī)彈性膜片或金屬?gòu)椥阅て?，其張力比第一彈性膜?3)小一個(gè)量級(jí)。
5.按權(quán)利要求書1所述的用于回?zé)崾街评錂C(jī)的油潤(rùn)滑無(wú)閥型往復(fù)式壓力波發(fā)生器，其特征在于，所述的第一壓力保護(hù)膜盒(2)內(nèi)部的橢球形空腔的橫截面積為所述油潤(rùn)滑無(wú)閥型壓力波發(fā)生器(9)的活塞面積的1倍至100倍之間，橢球形空腔的高度為所述油潤(rùn)滑無(wú)閥型壓力波發(fā)生器(9)的活塞工作位移量的0.1至1倍之間；所述第一壓力保護(hù)膜盒(2)的小孔直徑為0.5～5mm。
6.按權(quán)利要求書1所述的用于回?zé)崾街评錂C(jī)的油潤(rùn)滑無(wú)閥型往復(fù)式壓力波發(fā)生器，其特征在于，所述的第三壓力平衡膜盒(12)內(nèi)部腔體的橫截面積為所述第一壓力保護(hù)膜盒(2)的內(nèi)部空腔的橫截面積1-100倍之間，所述第三彈性膜片(13)將所述第三壓力平衡膜盒(12)的腔體分成不相等的兩部分，其中與回?zé)崾街评錂C(jī)(1)出口端相連通的部分為與油潤(rùn)滑壓力波發(fā)生器9相連通的部分容積0.1-1倍之間。
全文摘要
一種用于回?zé)崾街评錂C(jī)的油潤(rùn)滑無(wú)閥型往復(fù)式壓力波發(fā)生裝置，包括油潤(rùn)滑無(wú)閥型壓力波發(fā)生器、位于壓力波發(fā)生器出口端與制冷機(jī)入口端的第一彈性膜片和位于壓力波發(fā)生器背壓腔與制冷機(jī)出口端的第三彈性膜片；第一和第三膜片分別裝于盒壁上有小通孔的第一和第三壓力保護(hù)膜盒中；第一膜片將第一膜盒內(nèi)腔等分成兩部分；一部分與壓力波發(fā)生器氣缸出口連通，另一部分與制冷機(jī)入口連通；第三膜片將第三膜盒內(nèi)腔分成兩部分；一部分與制冷機(jī)出口端相連通，另一部分與壓力波發(fā)生器背壓腔連通。膜片將壓縮腔與制冷機(jī)隔開，使壓力波發(fā)生器內(nèi)各運(yùn)動(dòng)部件可采用潤(rùn)滑油以保證其長(zhǎng)壽命和高可靠性，又能防止?jié)櫥瓦M(jìn)入制冷機(jī)而造成熱力性能下降或不能正常工作。
文檔編號(hào)F25B31/00GK1834553SQ200610011490
公開日2006年9月20日 申請(qǐng)日期2006年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月14日
發(fā)明者羅二倉(cāng), 胡劍英, 吳張華, 戴巍 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所