[发明专利]一种具有防旋转机构的低温制冷机

说明书

本发明公开了一种具有防旋转机构的低温制冷机，包括罩体（2），罩体（2）内具有容纳连杆（5）中的能够上下往复运动的口形窗口（5c）的容纳腔（23），该口形窗口（5c）中的“口”型空腔外侧壁的竖直面（53）和水平面（52）所构成的扁平型平面相对的容纳腔（23）的壁面上至少有两处突出上述壁面的防旋转机构（19），防旋转机构（19）的自由端面始终与竖直面（53）接触相连且上述防旋转机构（19）能够以相反作用力矩形式作用在口形窗口（5c）上。本发明的防旋转机构安装在罩体内部，不与外部环境接触，消除了传统结构中安装导向销的气密泄漏问题、降低了制冷剂工质泄漏的风险，且该防旋转机构的结构简单、加工成本较低。

技术领域

本发明属于低温制冷机技术领域，具体地说是一种能够防止连杆机构旋转的具有防旋转机构的低温制冷机。

背景技术

以吉福德-麦克马洪(Gifford-McMahon；GM)制冷机为代表的超低温制冷机具有工作气体(也称为制冷剂气体)的膨胀机及压缩机。图1为该类制冷机。由压缩机1提供排出的高压气流，经由配气机构RV（配气阀6和旋转阀7）进入到置于气缸13内且上下往复运动的推移活塞10内，与蓄冷材料10c进行换热，再到膨胀腔9内做功膨胀，再经过推移活塞10，流出配气机构，回到压缩机1的低压腔内。通过上述连续循环过程，形成制冷效应。

平面旋转阀，包含两个主要部件：旋转阀7和配气阀6，其中一个部件采用树脂耐磨材料，另一个部件采用金属材料做成。工作时，两个部件平面相互贴合，通过安装在轴承14上的旋转阀7的转动，切换旋转阀7和配气阀6上的槽道的连通状态，实现高低压气流的切换。

连杆5，包括：口形窗口5c由水平面52和竖直面53、以及与驱动套100外周面接触的驱动面51、侧壁面54组成的具有中心方形孔的扁平状的六方体结构，并且是以水平面52和竖直面53组成的主体面形成的薄板结构形式。如图9所示的上驱动轴5a、下驱动轴5b中心同轴连接在上下接触面51相对的外侧面（图9中未具体标示出来）上。

电机12带动偏心安装有凸轮柄31的凸轮3匀速绕着中心轴O转动，凸轮柄31插入旋转阀7的背面75上的盲孔型插孔74内，带动旋转阀7转动，如图2所示。同时（如图7所示），凸轮柄31穿过圆筒状的，由树脂材料制成的驱动套100的内周圆心孔，使得驱动套100绕着凸轮3的中心轴线O转动的同时，使得驱动套100的外周面与连杆5的口形窗口5c的上、下驱动面51直接接触。上驱动轴5a、下驱动轴5b由导向套4在径向方向固定安装在罩体2内，只能上下运动（即按照Z1—Z2方向运动）。驱动套100的轴向中心以旋转中心轴O做匀速圆周运动，口形窗口5c中心方向孔沿着X轴方向的尺寸远大于Z向的尺寸，因此X方向上不受限制。但是在Z轴方向上，驱动套100与口形窗口5c的驱动面51接触，从而带动起连杆5上下往复运动，形成正弦运动方式，从而带动推移活塞10在气缸13内沿着Z轴运动。

连杆5在上下往复运动中，不产生X、Y方向的位移，但是以Z轴为中心轴旋转不进行约束，连杆5的口形窗口5c会发生旋转，与容纳腔23的接触会磨损罩体2，产生大量的金属碎屑；或者导致驱动套100与口形窗口5c的驱动面51接触减少，甚至从口形窗口5c的方形孔内脱落出来，发生机械故障。

图 3 是以图1中的C-C剖面方向展示的带有防旋转机构的传统低温制冷机的局部示意图、附图 4 是附图 3中的局部放大结构示意图，两张图展示了传统的防旋转结构。在罩体2的侧壁开有螺纹孔24且安装有导向销200。实施过程中，在口形窗口5c的侧壁面54上加工出向下贯通的开口槽55，导向销200包括销头203、销身201、销尾202，销头203的尺寸略小于开口槽55的尺寸，且销头203插入开口槽55中，销身201加工成螺纹装，与螺纹孔24配合，销尾202与罩体2通过密封圈300进行气密安装。整体加工过程相对较复杂，而且有制冷剂工质泄漏的风险。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种能够防止连杆机构旋转的具有防旋转机构的低温制冷机。