專利名稱：用于活塞式低溫制冷機(jī)的活塞式蓄冷密封結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種蓄冷密封結(jié)構(gòu)，特別是涉及一種運(yùn)行于120K以下溫度區(qū)間的活塞式低溫制冷機(jī)中的活塞式蓄冷密封結(jié)構(gòu)。
活塞式低溫制冷機(jī)是指帶有往復(fù)運(yùn)動(dòng)活塞的，運(yùn)行于120K以下溫度區(qū)間的低溫制冷機(jī)，如斯特林、索爾文、G-M制冷機(jī)等。這種活塞式低溫制冷機(jī)傳統(tǒng)的密封結(jié)構(gòu)是在活塞外面加設(shè)一活塞式密封環(huán)，密封環(huán)與汽缸內(nèi)壁緊密接觸，以達(dá)到其密封的目的。這種活塞密封環(huán)式的密封結(jié)構(gòu)存在以下許多缺點(diǎn)首先是這種活塞式密封環(huán)和汽缸之間的磨損造成其壽命短，并且隨著工作時(shí)間的推移，密封環(huán)磨損的加劇，會(huì)加大制冷機(jī)的氣體泄漏量，而造成制冷機(jī)的冷損增大，所以這種活塞式密封環(huán)需要經(jīng)常更換，更換活塞環(huán)又會(huì)影響制冷機(jī)制冷性能的穩(wěn)定；另外由于這種活塞式密封環(huán)是在低溫下工作，活塞環(huán)的冷縮所導(dǎo)致的不完全密封在所難免，這樣會(huì)不可避免地造成活塞式制冷機(jī)制冷量下降及制冷溫度的波動(dòng)，綜上所述，這種活塞式密封環(huán)會(huì)造成活塞式制冷機(jī)存在使用壽命短、冷損大、制冷性能不穩(wěn)定等缺陷。
本實(shí)用新型的目的在于克服上述活塞式密封環(huán)所帶來(lái)的諸多缺陷，而提供一種用于運(yùn)行于120K以下溫度區(qū)間的活塞式低溫制冷機(jī)中的活塞式蓄冷密封結(jié)構(gòu)，這種活塞式蓄冷密封結(jié)構(gòu)可減少活塞式低溫制冷機(jī)工質(zhì)沿活塞方向上的泄漏量，減少冷損，增強(qiáng)活塞式低溫制冷機(jī)制冷的穩(wěn)定性，并提高活塞式低溫制冷機(jī)制冷的使用壽命。
本實(shí)用新型的實(shí)施方案如下本實(shí)用新型提供的用于活塞式低溫制冷機(jī)的活塞式蓄冷密封結(jié)構(gòu)，特征在于活塞由活塞外套及位于活塞外套之中的內(nèi)部裝有蓄冷填料的活塞內(nèi)襯組成，活塞外表面上刻有凹槽，凹槽及活塞內(nèi)襯中均裝填有蓄冷材料；活塞內(nèi)襯的材質(zhì)與汽缸的材質(zhì)相同或熱收縮率相近似；活塞外表面上所刻凹槽的型線為螺旋型、環(huán)型、波浪型、軸向溝通的環(huán)型或網(wǎng)狀型；凹槽的槽道寬為2-3mm，槽道節(jié)距為3-6mm，槽道脊部與汽缸的半徑間隙為0.01-0.03mm，凹槽中裝填蓄冷材料后的槽深為0.6-0.7mm本實(shí)用新型提供的用于活塞式低溫制冷機(jī)的活塞式蓄冷密封結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型提供的用于活塞式低溫制冷機(jī)的活塞式蓄冷密封結(jié)構(gòu)由于不需要使用傳統(tǒng)的活塞式密封環(huán)，而是在活塞外表面上刻有凹槽，并且在凹槽及活塞內(nèi)襯中均裝填有蓄冷材料，這種結(jié)構(gòu)具有雙重意義，一方面由于活塞外表面上刻有凹槽，活塞與汽缸間間隙較小，之間從而構(gòu)成了迷宮密封，密封效果好，另一方面由于在凹槽內(nèi)裝填有蓄冷材料，構(gòu)成效率較高的縫隙式蓄冷器，從而可利用該縫隙式蓄冷器回收不完全密封所泄漏的氣體冷量，降低對(duì)低溫密封的要求。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步描述本實(shí)用新型


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為凹槽的型線示意圖其中蓄冷材料1 活塞外套2活塞內(nèi)襯3蓄冷材料4 汽缸5凹槽6槽道脊部7由
圖1知，本實(shí)用新型提供的用于活塞式低溫制冷機(jī)的活塞式蓄冷密封結(jié)構(gòu)，特征在于活塞由活塞外套2及位于活塞外套2之中的內(nèi)部裝有蓄冷填料4的活塞內(nèi)襯3組成，活塞外表面上刻有凹槽6，凹槽6及活塞內(nèi)襯3中分別裝填有蓄冷材料1和蓄冷材料4，凹槽6的型線為螺旋型、環(huán)型、波浪型、軸向溝通的環(huán)型或網(wǎng)狀型，凹槽6的槽道寬為2-3mm，槽道節(jié)距為3-6mm，槽道脊部與汽缸的半徑間隙為0.01-0.03mm，凹槽6中裝填有蓄冷材料1應(yīng)為在120K特別是40K以下溫區(qū)具有較大的積分比熱容，如鉛或稀土磁性材料，活塞外套2及活塞內(nèi)襯3之間采用緊配合，活塞內(nèi)襯3的材質(zhì)與汽缸5的材質(zhì)相同或熱收縮率相近似，活塞外表面上所刻凹槽的槽道型線，如圖2所示，在圖2中，A為螺旋型槽道的示意圖，B為環(huán)型槽道的示意圖，C為波浪型槽道的示意圖，D和E分別為軸向溝通的環(huán)型和網(wǎng)狀型槽道的示意圖，其目的在于一方面增加軸向的流動(dòng)阻力，減少工質(zhì)的泄露量，另一方面加強(qiáng)工質(zhì)與凹槽內(nèi)附著的蓄冷材料的換熱效果，提高間隙蓄冷器的蓄冷能力。
權(quán)利要求1.一種用于活塞式低溫制冷機(jī)的活塞式蓄冷密封結(jié)構(gòu)，其特征在于活塞由活塞外套及位于活塞外套之中的內(nèi)部裝有蓄冷填料的活塞內(nèi)襯組成，活塞外表面上刻有凹槽，凹槽及活塞內(nèi)襯中均裝填有蓄冷材料。
2.按權(quán)利要求1所述的用于活塞式低溫制冷機(jī)的活塞式蓄冷密封結(jié)構(gòu)，其特征在于活塞內(nèi)襯的材質(zhì)與汽缸的材質(zhì)相同或熱收縮率相近似。
3.按權(quán)利要求1所述的用于活塞式低溫制冷機(jī)的活塞式蓄冷密封結(jié)構(gòu)，其特征在于活塞外表面上所刻凹槽的型線為螺旋型、環(huán)型、波浪型、軸向溝通的環(huán)型或網(wǎng)狀型。
4.按權(quán)利要求1或3所述的用于活塞式低溫制冷機(jī)的活塞式蓄冷密封結(jié)構(gòu)，其特征在于凹槽的槽道寬為2-3mm，槽道節(jié)距為3-6mm，槽道脊部與汽缸的半徑間隙為0.01-0.03mm，凹槽中裝填蓄冷材料后的槽深為0.6-0.7mm。
專利摘要一種用于活塞式低溫制冷機(jī)的活塞式蓄冷密封結(jié)構(gòu),特點(diǎn)是:活塞由活塞外套及位于活塞外套之中的內(nèi)部裝有蓄冷填料的活塞內(nèi)襯組成,活塞外表面上刻有凹槽,凹槽及活塞內(nèi)襯中均裝有蓄冷材料;活塞內(nèi)襯的材質(zhì)與汽缸的材質(zhì)相同或熱收縮率相近似;活塞外表面上所刻凹槽的型線為螺旋型、環(huán)型、波浪型、軸向溝通的環(huán)型或網(wǎng)狀型,該密封結(jié)構(gòu)密封效果好,可回收制冷機(jī)不完全密封所泄漏的氣體冷量,降低對(duì)低溫密封的要求。
文檔編號(hào)F04C27/00GK2367799SQ99207920
公開(kāi)日2000年3月8日 申請(qǐng)日期1999年4月15日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月15日
發(fā)明者劉立強(qiáng), 張亮 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院低溫技術(shù)實(shí)驗(yàn)中心