[发明专利]一种脉管制冷器及其装配方法

说明书

本发明公开了一种脉管制冷器及其装配方法，该制冷器包括依次连接的冷端换热器、回热器、热端换热器和调相器，热端换热器上连接有气体接头，回热器和脉管之间填充有蓄热介质，热端换热器内部连接有导流件，导流件的外壁和热端换热器的内壁之间形成气道，导流件的上部连接有稳流件，稳流件上设置有第一气孔，第一气孔的内壁上设置有多个第一狭缝，调相器包括壳体，壳体内部形成气腔，气腔内部连接有第一盘管和第二盘管，第一盘管的直径大于第二盘管的直径。本发明还公开了一种脉管制冷器的装配方法。本发明有效增加了脉管制冷器的调相范围，减小了流阻损失，提高了制冷效率。

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，具体涉及一种脉管制冷器及其装配方法。

背景技术

脉管制冷器是回热式低温制冷机中的常用装置，鉴于脉管制冷器具有结构简单、运行噪声小、振动量级低、寿命长以及可靠性高等优点，脉管制冷器被广泛应用于航空航天、高温超导、红外探测、生物医药等领域。脉管制冷器的调相器多采用具有特定长度的空心盘管和特定容积的气腔分别作为感抗元件和容抗元件，两者的组合对制冷工质在膨胀过程中的压力波与质量流相位进行调节。

现有脉管制冷器中脉管与调相器连接处多采用具有特定目数的丝网进行导流，在制冷量较小的情况下，该方式具有空间占比小的特点，但是当脉管制冷器制冷量需求增大时，脉管内部质量流增加，原有丝网由于水力直径均在微米级别而使得制冷工质在该处会产生较大的流阻损失，从而导致制冷器的膨胀效率降低；另外现有的脉管制冷器的调相机构的调相范围较窄，无法满足使用需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种脉管制冷器及其装配方法，能够增加脉管制冷器的调相范围和减小流阻损失。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

一种脉管制冷器，包括依次连接的冷端换热器、回热器、热端换热器和调相器，所述热端换热器上连接有气体接头，所述回热器内部连接有脉管，所述脉管和所述回热器的轴线相重合，所述脉管一端和所述冷端换热器相连通，另一端和所述调相器相连通，所述回热器和所述脉管之间填充有蓄热介质，所述热端换热器内部连接有导流件，所述导流件的外壁和所述热端换热器的内壁之间形成气道，所述气道的一端和所述气体接头相连通，另一端和所述回热器内部相连通，所述导流件的上部连接有稳流件，所述稳流件上设置有与所述脉管相连通的第一气孔，所述第一气孔的内壁周向设置有多个第一狭缝，所述调相器包括壳体，所述壳体内部形成气腔，所述气腔内部连接有第一盘管和第二盘管，所述第一盘管的直径大于所述第二盘管的直径，所述第一盘管的一端和所述第一气孔相连通，另一端和所述第二盘管的一端相连通，所述第二盘管的另一端和所述气腔相连通。

在其中一个实施方式中，所述导流件内部连接有热套芯，所述热套芯采用聚四氟乙烯材质，所述热套芯和所述导流件的内壁采用过盈配合，所述热套芯内部设置有第二气孔，所述第二气孔的一端和所述第一气孔的相连通，另一端和所述第一盘管相连通。

在其中一个实施方式中，所述第一气孔采用锥形孔，所述第一狭缝包括狭缝主体部和分叉狭缝部，所述狭缝主体部自所述锥形孔的小端延伸至大端，所述狭缝主体部在所述锥形孔的大端处进行分叉形成所述分叉狭缝部。

在其中一个实施方式中，所述导流件的外壁上设置有弧形导流面。

在其中一个实施方式中，所述热端换热器内壁上设置有定位凹槽，所述导流件的外壁上设置有定位凸台，所述定位凸台插接在所述定位凹槽中。

在其中一个实施方式中，所述热端换热器和所述回热器通过支撑法兰相连接，所述支撑法兰和所述回热器通过螺钉连接，所述支撑法兰的内壁上设置有内螺纹，所述热端换热器的外壁上设置有外螺纹，所述内螺纹和所述外螺纹相旋合。

在其中一个实施方式中，所述蓄热介质的填充孔隙率为0.6～0.8。

在其中一个实施方式中，所述第一盘管和第二盘管均采用紫铜管。