[发明专利]一种用于自由活塞式制冷机的气体轴承装置

说明书

本发明公开了一种用于自由活塞式制冷机的气体轴承装置，包括气缸、活塞本体、充气腔、限流机构和单向进气机构，所述充气腔设置于所述活塞本体内部，嵌设于活塞本体外表面上的限流机构与充气腔连通，充气腔靠近活塞本体顶部一侧通过单向进气机构与活塞本体与气缸形成的压缩腔单行连通，单向进气机构包括设有进气孔的阀座、可覆盖进气孔的升程自控簧片及设置于进气孔内的滤芯，升程自控簧片的两端分别固定连接在进气孔的出气端两侧，滤芯置于进气孔内；本发明设有两端固定的升程自控簧片，其单向开合度有限、无需另装升程限制器，设滤芯避免因堵塞影响运行，结构简单、易加工且便于维护，可延长气体轴承装置的使用寿命长。

技术领域

本发明是涉及一种气体轴承装置，具体说，是涉及一种用于自由活塞式制冷机的气体轴承装置，属于流体循环设备技术领域。

背景技术

自由活塞式制冷机采用了直线电机驱动、板弹簧支撑、间隙密封、气压驱动等先进技术，其特点是利用气动技术进行膨胀制冷，即通过气体压力差和弹簧控制推移活塞的运动，而不是使用电机驱动。因此，具有结构紧凑，重量轻，无油，运动部件少，可靠性高，低噪音，低振动，不易磨损和制冷量调节方便等优点。

虽然自由活塞式制冷机具有以上优点，但是寿命是制约其使用的一大瓶颈。气体轴承的使用可以减少运动部件之间的摩擦，增加自由活塞式制冷机的寿命。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。与液体润滑轴承相比，气体轴承不需要润滑油，仅靠压力气体在被支撑部件接触面间微小的间隙内形成支撑气膜，以抵消侧向力，具有无污染，高强度，高精度，低功耗等优点。

现有气体轴承的充气腔进气口处通过设有的单向阀控制气体单向进出，具体是通过单边固定的舌型阀片并配合控制阀片开启度的升程限制器来实现，显然这种带有升程限制器的单向阀增加了结构的复杂性，增大了气体轴承堵塞的概率，而在没有升程限制器的情况下，阀片的开启度由阀片所受的作用力和阀片的刚度决定，该种形式的阀片因为没有升程限制器作用很容易随使用时间的增长出现疲劳，控制精度下降明显。而且，当气体轴承中的气体含有杂质会影响活塞的运行状态，出现供气孔堵塞、工作效率和运动精度降低等问题，缩短气体轴承的使用寿命。因此，本领域技术人员亟需设计一种结构简单、不易堵塞的用于自由活塞式制冷机的气体轴承装置，具有原理可靠、加工制造简单且便于维护的特点，以满足人们对气体轴承装置的使用寿命长的应用需求。

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结构简单、不易堵塞的用于自由活塞式制冷机的气体轴承装置，具有原理可靠、加工制造简单且便于维护的特点，以满足人们对气体轴承装置的使用寿命长的应用需求。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于自由活塞式制冷机的气体轴承装置，包括气缸、活塞本体、充气腔、限流机构和单向进气机构，所述充气腔设置于所述活塞本体内部，嵌设于所述活塞本体外表面上的限流机构与所述充气腔连通，所述充气腔靠近所述活塞本体顶部的一侧通过所述单向进气机构单行连通于所述活塞本体与所述气缸形成的压缩腔，其特征在于：所述单向进气机构包括设有进气孔的阀座、可覆盖所述进气孔的升程自控簧片以及设置于所述进气孔内的滤芯，所述升程自控簧片的两端分别固定连接在所述进气孔的出气端两侧，所述滤芯设置于所述进气孔内。

作为优选方案，所述升程自控簧片的几何中心位置与所述进气孔中心相重合。

作为优选方案，所述升程自控簧片由弹性薄钢片制成，所述升程自控簧片的厚度为0.05mm-0.15mm。

作为优选方案，所述升程自控簧片为半圆环形。

作为优选方案，所述进气孔为圆形阶梯孔，所述滤芯设于所述阶梯孔的大端孔内。

作为进一步优选方案，所述滤芯通过紧固件限位固定在所述台阶孔内。