[实用新型]一种新型无阀气体轴承装置

说明书

本实用新型公开了一种新型无阀气体轴承装置，至少包括活塞和气缸，所述活塞环隙配合设置于所述气缸内并可在气缸内做往复运动，所述活塞包括圆柱状活塞本体、数个设置于所述活塞本体上的限流机构，所述限流机构包括沿活塞本体轴向设置的限流进气通道和嵌设于活塞本体外表面上的限流孔，限流孔与限流进气通道连通，数个限流机构的限流孔沿活塞本体轴向均布设置，所述活塞前端和气缸之间形成的压缩腔通过限流机构与活塞和气缸之间形成的环隙限流式连通；本实用新型通过限流机构实现气体循环限流，使得活塞结构简单，经久耐用，设有的限流系统将用于润滑的气体分段注入环隙，运行稳定、可靠性高，还可保证间隙避免摩擦，延长制冷机的使用寿命。

技术领域

本实用新型是涉及一种气体轴承装置，具体说，是涉及一种新型无阀气体轴承装置。

背景技术

在现代低温制冷机中，人们对制冷机的高效性、紧凑型、长寿命运行等方面越来越重视。以直线电机作为驱动装置的声能制冷机，活塞与气缸的间隙半径一般在20μm以下，保证合适的间隙密封半径是制冷机长寿命运行的关键。气体轴承作为一种以气体作为润滑剂的滑动轴承，可在活塞与气缸之间形成压力气膜，避免了活塞与气缸的接触磨损，使制冷机满足长寿命的要求。

现有气体轴承多为设有通过进气阀体控制单向进气的充气腔，如中国专利028194356.7 公开了一种用于自由活塞斯特林机械设备的气体轴承，包括多孔带状材料、支撑板、通孔、活塞、气缸、簧片阀和充气腔。当压缩腔内压力高于充气腔压力时，气体顶开簧片阀进入充气腔，气体流经多孔带状材料后，通过通孔和端口，最终进入环隙。但这类带有阀体的气体轴承的缺点在于需采用簧片阀等单向阀体作为止回阀，防止充气腔内的气体倒流回压缩腔。不仅簧片阀在长期高频开关下容易发生疲劳断裂，并且增加装置的复杂性，零件加工精度要求高，工艺复杂，增加了材料成本和加工成本；因此人们渴望开发一种经久耐用、可靠性高、加工制造简单的新型无阀气体轴承装置，以保证间隙避免摩擦，延长制冷机的使用寿命。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述问题和需求，本实用新型的目的是提供一种经久耐用、可靠性高、加工制造简单的新型无阀气体轴承装置，以保证间隙避免摩擦，延长制冷机的使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种新型无阀气体轴承装置，至少包括活塞和气缸，所述活塞环隙配合设置于所述气缸内并可在所述气缸内做往复运动，所述活塞包括圆柱状活塞本体、数个设置于所述活塞本体上的限流机构，其特征在于：所述限流机构包括沿所述活塞本体轴向设置的限流进气通道和嵌设于所述活塞本体外表面上的限流孔，所述限流孔与所述限流进气通道连通，数个所述限流机构的限流孔沿所述活塞本体轴向均布设置，所述活塞前端和气缸之间形成的压缩腔通过所述限流机构与所述活塞和气缸之间形成的环隙限流式连通。

一种实施方案，所述限流孔的孔径为0.06mm-0.1mm。

一种实施方案，所述限流进气通道的孔径为0.4mm-0.6mm。

一种实施方案，所述限流孔的外延开设有出气端口。

作为优选方案，设有由数组限流机构构成的限流系统，所述限流系统包括主气体轴承限流系统、第一辅助气体轴承限流系统和第二辅助气体轴承限流系统，所述主气体轴承限流系统的限流孔位于所述活塞本体中间位置的同一径向截面上，所述第一辅助气体轴承限流系统的限流孔位于所述活塞本体靠近压缩腔的顶部位置同一径向截面上，所述第二辅助气体轴承限流系统的限流孔位于所述活塞本体靠近背压腔的底部位置同一径向截面上。

作为进一步优选方案，所述主气体轴承限流系统的出气端口的面积分别为所述第一辅助气体轴承限流系统的出气端口的面积和所述第二辅助气体轴承限流系统的出气端口的面积的2倍。

作为进一步优选方案，所述主气体轴承限流系统的出气端口为圆形结构，所述第一辅助气体轴承限流系统的出气端口和所述第二辅助气体轴承限流系统的出气端口均为矩形结构。