[实用新型]一种回热器圆形丝网蓄冷填料的制备装置

说明书

技术领域

本专利的技术领域涉及制冷与低温工程领域以及机械制造领域，特别涉及一种回热器圆形丝网蓄冷填料的制备装置及制造方法。

背景技术

回热式低温制冷机是小型低温制冷机中获得最广泛应用的品种，其代表类型有脉冲管制冷机、斯特林制冷机、GM制冷机、维勒米尔制冷机和索尔文制冷机等。回热式低温制冷机最初在军用红外夜视设备的冷却中获得成功应用，进而迅速向其它应用市场扩展，目前在航空航天、低温电子学、超导工业和低温医疗业等方面都获得了很广泛的应用。

回热式低温制冷机中冷热流体共用一个流道，工质在其中做交变流动。它们使用至少一个回热器(或称为蓄冷器)，振荡的冷热气体在制冷循环的前、后半周期内，在同一个回热器中与同一回热填料进行热交换。在压缩过程中，进入回热器的热气体将热量传给回热填料存储起来，在随后进行的膨胀过程中，冷气体流经回热器，将前半个循环存储在填料中的热量带走，以使它回复初始温度，继而开始下一个循环。

从上述回热式低温制冷机的工作原理可知，回热器是回热式低温制冷机的核心部件。事实上，在回热式低温制冷机的所有不可逆损失中，高压振荡气流在回热器中产生的损失往往是最大的，对回热器的优化设计往往是回热式低温制冷机获得可接受制冷效率的技术关键之一。

回热器的主要部件包括壳体及其内部的蓄冷填料，壳体主要起到容器的作用，而蓄冷填料才参与关键的热交换及相应的制冷循环，因而蓄冷填料的选材、形状及制备相当关键。蓄冷填料的形式主要有丝网型和颗粒型两种，在25K～300K的宽泛温区内，丝网型蓄冷填料的应用十分普遍。

丝网型蓄冷填料一般由若干丝网薄片紧密堆叠而成。一台回热器所需丝网薄片的数量根据具体要求通常在几百到上万片之间。单个丝网薄片的厚度很薄，通常在十几到数十微米之间，一般是从较大的金属丝网片上冲裁下来。单个丝网薄片本身的制备质量以及数千上万片丝网薄片的一致性和均匀性常常对回热器的蓄冷性能产生至关重要的影响。

根据回热式制冷机的类型及布置方式，对丝网型蓄冷填料的丝网薄片形状的要求也各异。两种最为常用的形状是环形和圆形。例如，同轴型脉冲管制冷机的回热器所需的丝网薄片的形状为环形，而U型或直线型脉冲管制冷机的回热器则都需要圆形丝网薄片。

对圆形回热器而言，要制备出理想的圆形丝网薄片，必须至少满足以下四个要求：

首先，为了使回热器内部的气体介质能够完全在填充的环形丝网层中流通，而不发生气体沿着回热器内、外壳壁串通的现象，对圆形丝网薄片的外径尺寸都有着非常严格的要求；

其次，环形丝网薄片的外边缘断面要整齐干净，不能有毛边或光亮边，以保证薄片断面与圆形回热器壳体内壁面的接触质量；

第三，冲裁出的丝网薄片的要保证严格的平整度，以保证多个丝网薄片堆叠时的有效性和紧密程度；

第四，由于单个丝网薄片的厚度较小，单台回热器所需的数量就很可观，当制造多台回热器时，所需数量甚巨，要保证单台和多台回热器的制备质量，对各个丝网薄片制备的一致性有着非常严格的要求。

目前的圆形回热器丝网填料的制备中，通常借助于手工冲头、工业冲床或者专业订制成套模具和装置。手工冲头或工业冲床对圆形丝网薄片外径的尺寸公差控制精度不高，丝网薄片的平整度和外边缘断面质量也难以满足要求，特别是在批量制备时的一致性方面难以保证，常常只能应用于实验室的小规模研发使用，而且其丝网制备质量不高也常常是影响制冷机性能的关键因素之一；专业订制成套模具和装置一般费用都非常高，只有在制冷机规模性投产时才会采用，而且当需要不同规格回热器时，常常需要重新成套订制，造成很大的资源浪费。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本专利提出一种回热器圆形丝网蓄冷填料的制备装置。

本专利的目的在于，通过本专利提出的回热器圆形丝网蓄冷填料的制备装置，可以满足回热式制冷机研发和生产实践对圆形丝网填料的迫切需要，它既要能保证圆形丝网薄片制备时对丝网外径的高精度尺寸公差控制，同时又要保证丝网薄片的平整度以及丝网外边缘断面的冲裁质量，而且又能以较低廉的价格实现圆形丝网薄片批量制备时的一致性。

所发明的回热器圆形丝网蓄冷填料的制备装置包括模柄1、上托板2、上垫块3、上模座4、母模5、上导套6、导柱7、外脱板8、下导套9、下垫板10、下模座11、上弹簧12、打料板13、打料杆14、母模入子15、内脱块16、外脱板入子17、公模仁18、下弹簧19、等高套管20，其特征在于：