[发明专利]一种用于声能制冷的压缩活塞装置

说明书

本发明公开了一种用于声能制冷的压缩活塞装置，包括活塞体、充气腔、供气孔和单向进气阀，所述充气腔设置于所述活塞体内部，所述单向进气阀设置于所述充气腔的进气端，所述供气孔设置于所述活塞体侧壁上并与所述充气腔连通，所述单向进气阀包括阀座、阀片、升程限制器和过滤芯，所述阀座上沿轴向设有进气通孔，所述进气通孔的出气端处设有单边固定的直线型阀片，所述阀片上设有升程控制器，所述进气通孔内还设有过滤芯；本发明通过设有的过滤芯能很好的过滤气体中杂质，采用3D逐层打印制得，过滤芯机械性能和物理性能好；通过设有的开设键槽的单边固定阀片使得单向进气阀反应灵敏，活塞气膜润滑效果好，且结构简单、可靠性高。

技术领域

本发明是涉及一种压缩活塞装置，具体的，涉及一种用于声能制冷的压缩活塞装置，属于声能制冷设备技术领域。

背景技术

在声能制冷机中结合斯特林制冷技术和脉管制冷技术，可实现各种制冷技术间优缺点的互补，适于推广应用，其中具有气体轴承的自由活塞式声能斯特林制冷机具有结构紧凑、效率高、质量轻、体积小等优点，已经广泛应用于航空航天、红外探测、低温医学以及国防军事中。但寿命仍是制约其使用的一大瓶颈，其中，影响其寿命和性能的重要因素就是运动部件造成的摩擦和磨损及产生的磨屑带来的工质污染和气路堵塞。因此，减少运动部件的摩擦是提高自由活塞制冷机寿命的重要途径。

静压气体轴承作为一种可以减少运动部件之间摩擦的技术与线性电机驱动、柔性板弹簧支撑和间隙密封等技术已经被应用于长寿命斯特林制冷机和斯特林型脉管制冷机中。它在活塞与气缸之间形成压力气膜，支撑荷载，减少其间的接触摩擦，以使制冷机满足长寿命的要求，并提高制冷机性能。但是随着气体轴承的长时间运行，气体轴承内的工质气体仍然会出现杂质，引起气体轴承的堵塞，降低活塞运行精度，使用寿命直接受到影响。因此，开发一种具有工质气体过滤效果的用于声能制冷的压缩活塞装置，其结构简单、可靠性高、使用寿命长，可避免气体轴承堵塞、提高制冷机性能，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题和需求，本发明的目的是提供一种具有工质气体过滤效果的用于声能制冷的压缩活塞装置，结构简单、可靠性高、使用寿命长，以满足人们对避免气体轴承堵塞、提高制冷机性能的使用需求。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于声能制冷的压缩活塞装置，包括活塞体、充气腔、供气孔和单向进气阀，所述充气腔设置于所述活塞体内部，所述单向进气阀设置于所述充气腔的进气端，所述供气孔设置于所述活塞体侧壁上并与所述充气腔连通，其特征在于：所述单向进气阀包括阀座、阀片、升程限制器和过滤芯，所述阀座上沿轴向设有进气通孔，所述进气通孔的出气端处设有单边固定的直线型阀片，所述阀片上设有升程控制器，所述进气通孔内还设有过滤芯。

一种实施方案，所述阀片一端固定在所述阀座内侧壁上，另一端可开合式覆盖在所述进气通孔上。

进一步实施方案，所述阀片覆盖在所述进气通孔上的一端还设有用于减少开启阻挡应力的键槽，使得阀片对于前后侧气体压力差的反应更为灵敏、阀片开启更为容易。

作为优选方案，所述过滤芯为3D逐层打印而成内部孔隙分布均匀的多孔介质。

作为进一步优选方案，所述过滤芯打印材料为Ti64ELI粉末，所述过滤芯长度为2mm-4㎜，孔隙为30μm×30μm的正方形结构。

作为优选方案，所述过滤芯通过热胀冷缩原理安装于所述进气通孔中。

一种实施方案，所述阀座通过卡簧固定于所述充气腔的进气端内，所述充气腔内侧壁上设有与所述卡簧相适配的卡簧凹槽。

作为进一步实施方案，所述阀座的外周通过设有的密封圈与所述充气腔的内壁紧密连接。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：