[实用新型]一种旋转阀芯、旋转阀及低温回热式气体制冷机

说明书

本实用新型公开了一种旋转阀芯、旋转阀及低温回热式气体制冷机，涉及阀芯结构领域。该阀芯包括阀芯主体和工作凸台。其中，阀芯主体具有相背离设置的第一端和第二端，阀芯主体呈圆柱状，且第二端的圆柱体的尺寸大于第一端的圆柱体的尺寸，第一端上开设有气室，第二端上开设有低压槽和高压孔，第一端和第二端均开设有通气孔；工作凸台凸设于阀芯主体的第二端，工作凸台远离阀芯主体的一端设有陶瓷膜；阀芯主体与工作凸台的材料为金属材料。通过金属陶瓷复合阀芯的设置，使得工作凸台上的陶瓷膜可在工作时提供优异的耐磨性能，从而有效地提高旋转阀芯的使用寿命。旋转阀和制冷机包括上述的旋转阀芯。因此，旋转阀和制冷机的耐磨性好，使用寿命长。

技术领域

本实用新型涉及阀芯结构领域，具体而言，涉及一种旋转阀芯、旋转阀及低温回热式气体制冷机。

背景技术

G-M制冷机是由Gifford W E和McMahon H O在1959年发明的一种低温回热式气体制冷机，具有结构简单、运转可靠、性能稳定、操作方便、使用寿命长等优点，是国际上唯一得到工业化大批量生产的低温制冷机。它被作为小型低温冷源广泛应用于低温真空泵、低温电子学、核磁共振成像仪、强电超导等需要稳定低温条件场合。

在G-M制冷机中，活塞驱动和制冷依靠同一气源，通过同一旋转配气阀控制。具体来说，旋转阀包括一个定子(阀座)，一个转子(阀芯)，阀芯通过电机驱动，以一定的频率旋转，制冷机以一定的切换频率，控制高低压阀门的开闭实现制冷内气体的压缩和膨胀过程，从而获得制冷效果。旋转阀是驱动机构中的关键部件，其运行的可靠性直接影响到制冷机的性能和寿命。

但是在这个结构中，旋转阀中的转子和定子通常具有紧密的机械接触，在接触面上会有较大的摩擦力，造成阀芯磨损严重；同时阀芯旋转也需要较大扭矩，引起电机负荷增大。当制冷机长时间运行时，阀芯磨损的问题就越加突出，将直接影响制冷机的性能甚至使用寿命。目前，阀芯材料的旋转大多是金属和塑料，使用一段时间后，阀芯就会出现磨损而导致间隙增大，密封变差而降低制冷效率。陶瓷作为阀芯材料很好的解决了磨损问题，但是采用块体陶瓷材料制作阀芯，加工难度大，尺寸精度难以保证，且成本较高，限制了其应用。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于提供一种旋转阀芯，该旋转阀芯制作简单、耐磨性好、使用寿命长。

本实用新型的目的之二在于提供一种旋转阀，其包括上述的旋转阀芯以及阀座。因此，该旋转阀的耐磨性好，使用寿命长。

本实用新型的目的之三在于提供一种低温回热式气体制冷机，其包括上述的旋转阀。因此，该制冷机的寿命长，实用性强。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种旋转阀芯，包括：

阀芯主体，阀芯主体具有相背离设置的第一端和第二端，阀芯主体呈圆柱状，且第二端的圆柱体的尺寸大于第一端的圆柱体的尺寸，第一端上开设有气室，第二端上开设有低压槽和高压孔，第一端和第二端均开设有通气孔；

工作凸台，凸设于阀芯主体的第二端，工作凸台远离阀芯主体的一端设有陶瓷膜；

其中，阀芯主体与工作凸台的材料为金属材料。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，第二端的圆柱体的尺寸比第一端的圆柱体的尺寸大2～5mm。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，第一端的圆柱体的尺寸为φ45×13.5mm，第二端的圆柱体的尺寸为φ48×1.5mm。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，陶瓷膜的厚度为30～200μm。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，陶瓷膜的厚度为50μm，表面粗糙度Ra≤0.08μm。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，工作凸台的尺寸为φ28.5×0.5mm。