[发明专利]螺纹焊接整体狭缝式同轴脉管制冷机

说明书

技术领域

本发明涉及一种制冷技术领域的装置，具体涉及一种螺纹焊接整体狭缝式同轴脉管制冷机。

背景技术

脉管制冷机是利用高低压气体对脉管空腔的充放气过程获得制冷效果的。根据脉管制冷机中蓄冷器和脉管的位置，又可以分为同轴型，U型和连轴型。从结构上来看，对于优化的同轴布置的脉管制冷机，它们更以结构紧凑，体积小受到广泛的关注。人们一直在改进脉管制冷机的结构来进一步提高它的性能。同轴型脉管制冷机中的气体在冷端产生制冷效应，蓄冷器中的气体经过冷端换热器后折弯180°进入脉管中，因此脉管冷端的导流、换热结构对制冷机的性能影响很大。

经对现有技术文献检索发现，中国专利CN1851355公开的“双冷头狭缝冷指同轴脉管制冷机”，其冷头由一个带喇叭型结构脉管冷端导流器的内冷指、蓄冷器冷端均布器、冷端外套三部分组成。上述专利中的冷头的共同缺点是冷端换热器与工作气体换热面积小，脉管冷端导流器、蓄冷器冷端导流器与冷头外套之间存在间隙，带来很大的导热热阻，所以导致冷端工作气体的冷量不能有效地传输到冷头外表面，从而影响脉管制冷机实际制冷量的利用。检索中还发现，中国专利CN101067523“一种用于同轴型脉管制冷机的整体式冷头”，其冷头由紫铜块的圆柱体构成，整体式冷头为圆柱体，圆柱体底部沿外周有一用于与蓄冷器外壳焊接的翻边，圆柱体中心开有圆孔，圆孔四周开有均布的放射状的狭缝，狭缝深度与圆孔深度相等，在柱状体上与圆孔同轴开有一用于制冷机的脉管插入的环形槽道，环形槽道的深度要小于狭缝深度，以便蓄冷器冷端气体通过狭缝与脉管中的气体交流。此冷头在中心开有圆孔，并且有一定深度，形成比较大的冷头空体积。而且做为脉管冷端的层流化元件，中心圆孔及辐射式狭缝结构对工质气体的层流化效果不佳。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种螺纹焊接整体狭缝式同轴脉管制冷机，该制冷机集脉管冷端气体导流器、蓄冷器冷端气体均布器、冷端换热器于一体，本发明可以保证焊接的可靠性，提高了在高压气体下检漏的安全性。同时选择合适的槽数和槽宽可以使该冷头具有换热面积大，低的冷头空体积和低的压力损失。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括线形压缩机、进气管路、热端法兰、脉管、蓄冷器、上冷头、下冷头、冷端挡板、紫铜丝网、第一热端导流器、第二热端导流器、蓄冷器堵头、长颈管和气库，其特征在于，所述上冷头、下冷头、冷端挡板和紫铜丝网共同构成了螺纹焊接式冷头结构，其中上冷头两端都有内螺纹结构，一端与下冷头的螺纹连接后焊接，另一端与蓄冷器一端的螺纹连接后焊接；上冷头中心设有圆孔，圆孔四周有均布的放射状的狭缝，圆孔内设有冷端挡板，冷端挡板以内有两部分，一部分为层叠的紫铜丝网，另一部分为脉管插入部分，紫铜丝网作为脉管冷端导流器作用，蓄冷器和脉管中的气体通过焊接式上冷头和下冷头之间相互连通的狭缝导通；线形压缩机通过进气管路并经由蓄冷器堵头、热端法兰与同轴套设在脉管外的蓄冷器的热端相连，蓄冷器热端配有第一热端导流器，脉管的热端设有第二热端导流器，第二热端导流器通过长颈管和气库相连通，脉管的冷端超出蓄冷器的冷端的部分插入到冷端挡板中，此部分的外壁紧密配合冷端挡板，该冷端挡板外壁与上冷头的圆孔紧密配合，脉管冷端有层叠的紫铜丝网作为脉管冷端的层流化元件。

所述下冷头为一块圆板，圆板上有一圆形凸台，该凸台的直径与蓄冷器的外径相同，并与上冷头的下端的部分紧密配合，凸台上的沿圆周均匀分布的狭缝与上冷头的狭缝对齐。所述上冷头，从其中心圆孔向外径方向开槽形成狭缝，狭缝的径向端部与蓄冷器的外壁对齐，狭缝的轴向深度与冷端挡板的高度相同，狭缝均匀分布。所述冷端挡板以内分为上下两部分，上部分为脉管插入部分，下部分为层叠的紫铜丝网，紫铜丝网依靠脉管壁的端面和下冷头的上表面压紧。

与现有技术相比，本发明的最大优点是：

1.该焊接式冷头与工作气体换热面积大，冷量能有效地传输到冷头外表面。均布的狭缝对蓄冷器的气体均布和导流效果好，在脉管冷端利用层叠的紫铜丝网做为导流器，减少了冷端空体积，同时也对流入脉管内的气体起到了层流化的作用，降低产生涡旋的可能性。

2.脉管制冷机冷端部分存在冷头上部分与蓄冷器，上冷头和下冷头之间的两个焊接点，而且均是先螺纹连接，再焊接的结构，保证焊接的可靠性和检漏的安全性。

附图说明

图1为本发明带有长颈管和气库的螺纹焊接整体狭缝同轴脉管制冷机结构示意图。

图2为本发明的螺纹焊接整体狭缝式同轴脉管制冷机的冷头与蓄冷器、脉管连接的轴向剖视图；