[发明专利]一种用于斯特林制冷机的一体式蓄冷器及其制作方法

说明书

本发明公开了一种用于斯特林制冷机的一体式蓄冷器，其包括侧壁、端壁和内填充网，所述侧壁为圆筒状的侧壁，所述端壁设置在侧壁的一端，所述端壁与侧壁垂直设置并径向向内延伸，所述内填充网设置在侧壁和端壁构成的腔体内部，所述内填充网为烧结成型的不锈钢丝绒，所述侧壁和端壁一体成型。本发明还公开了上述用于斯特林制冷机的一体式蓄冷器的制作方法。本发明通过对蓄冷器壳和冷端封头的一体化设计，减少了蓄冷器装配体零件的数量，提高了装配制冷机的效率，并且采用烧结成型的不锈钢丝绒作为填充丝网，具有结构材料所要求的整体刚性和机械强度，又具有多孔材料所需要的均匀的孔隙分布和优异的流体透过性能。

技术领域

本发明涉及斯特林制冷机领域，尤其涉及一种用于斯特林制冷机的一体式蓄冷器及其制作方法。

背景技术

特林低温制冷机是由压缩单元与膨胀单元构成，采用气体膨胀制冷的闭式循环，冷热流体周期性的流经回热器与回热器填料发生热交换。在航天、红外、超导、低温医学、低温电子学等领域都有着广泛的的应用。

蓄冷器作为斯特林制冷的关键部件，对制冷机的性能有很大影响。它是最大的换热器和最大的阻力原件，斯特林制冷机的各项不可逆损失中，蓄冷器的损失占较大比重。

传统的蓄冷器通常使用最多的为不锈钢层叠丝网作为填料，现有技术中基本以手动填充丝网为主，但是填充过程效率较低。并且在斯特林制冷机运行过程中，工质会在回热器中往复流动，进行周期性蓄热和放热，丝网在蓄冷器内部的会有跳动等问题，如果在高频下运行情况会更加明显。为了防止丝网的运动，现有技术中采用在蓄冷器的冷端使用导热性较好的铝合金作为冷端封头，在封头上有一定直径的通孔，采用粘接的方式使之固定在蓄冷器壳上的方法，但是这种方法工艺繁琐，步骤较多，不利于工程化量产的实施。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何简化蓄冷器的制作工艺并提高加工效率，针对上述要解决的技术问题，现提出一种用于斯特林制冷机的一体式蓄冷器及其制作方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于斯特林制冷机的一体式蓄冷器，其包括侧壁、端壁和内填充网，所述侧壁为圆筒状的侧壁，所述端壁设置在侧壁的一端，所述端壁与侧壁垂直设置并径向向内延伸，所述内填充网设置在侧壁和端壁构成的腔体内部，所述内填充网为烧结成型的不锈钢丝绒，所述侧壁和端壁一体成型。

进一步的，所述侧壁和端壁的壁面上均设置有气流通孔，所述气流通孔均匀布置。

进一步的，所述气流通孔均匀布置有九个。

进一步的，所述侧壁和端壁由聚四氟乙烯材料制成。

本发明的另一个目的是提供一种用于斯特林制冷机的一体式蓄冷器的制作方法，其通过如下步骤制作成型：

步骤1：将编织完成的不锈钢丝绒卷绕成圆柱状，置于烧结炉中；

步骤2：将烧结炉中抽真空；

步骤3：烧制不锈钢丝绒，在烧结同时施加单轴向压力，使丝网中接触的网点烧制在一起；

步骤4：烧结完成后，冷却到出炉温度后，取出不锈钢丝绒；

步骤5：将初步烧制丝网进一步轧制成型，使之前部分没有接触的点重新接触，并重复步骤1-4循环烧制最终成圆柱型；

步骤6：去除烧结为圆柱形蓄冷器的油脂及其它杂质，使用有机溶剂溶解油脂并加温至60-100℃；

步骤7：采用压缩空气喷涂的方式，将特氟龙粉末经过喷枪吹出附着在圆柱形蓄冷器上，形成底漆后进行烘干；

步骤8：在底漆干后喷涂面漆；

步骤9：经过步骤8的蓄冷器放入高温炉烧结成型，形成圆筒状的外壳；