[实用新型]一种适用于斯特林制冷机的静压气体轴承

说明书

本实用新型涉及一种适用于斯特林制冷机的静压气体轴承，包括了活塞、气体轴承内衬套、多孔限流带、活塞密封端盖以及单向阀片。活塞表面均布若干节流孔，以气体作为润滑剂，且活塞外表面镀有特氟龙材料，以减小活塞和气缸之间的摩擦。单向阀片使用开闭性能优良的蝴蝶型阀片。活塞端盖为保证阀片良好的开闭，采用台阶型腰型孔，且活塞侧面开有胶粘槽，保证密封头能和活塞内壁面紧密贴合，以确保密封性。气体轴承内衬套两端留有定位凸台，以保证多孔限流带的准确缠绕，内衬套中部位置开有方形孔，以保证气体均匀进入多孔介质材料中。

技术领域

本实用新型属于制冷领域，具体设计一种适用于斯特林制冷机的静压气体轴承结构。

背景技术

低温制冷机在航空航天、空间探测、原子能技术、低温超导、低温医学、低温电子学等领域都有着广泛的应用，其是在深空探测巡天模块等国家大型航空航天项目中有着极为广阔的前景。作为回热式低温制冷机的一种，斯特林制冷机因采用环保工质氦气、结构简单紧凑、效率高等优点得到了广泛的应用与发展。近年来，随着军事对抗中对探测与识别技术要求的不断提高，高温超导、大面阵红外焦平面等器件对高效、紧凑、轻量化低温制冷机的需求问题日益突出。特别是对制冷效率的要求越来越高，冷量质量比也逐渐提高, 对斯特林制冷机的研究开发提出了新的要求。

传统的斯特林制冷机主要采用板弹簧支撑技术，板弹簧部件的主要作用是为斯特林制冷机的活塞提供一个径向支撑，以减少活塞和气缸的摩擦，实现间隙密封。但这也导致了由于板弹簧断裂所产生的故障问题，对斯特林制冷机的寿命产生影响，因为部件的增多，也增加了斯特林制冷机的重量，不利于轻量化处理。

静压气体轴承的工作特性十分契合斯特林制冷机的运行过程，并且静压气体轴承可以依附活塞实现，只需要增加少量部件，即可实现多活塞的径向支撑，同时由于利用气体做润滑剂，气体轴承可以提供更大的径向刚度，取代板弹簧这一部件，这对斯特林制冷机的寿命延长以及轻量化处理都有极大帮助。

发明内容

本实用新型的目的之一在于提供一种适用于斯特林制冷机的静压气体轴承结构。

本实用新型提供了一种静压气体轴承，其特征在于，包括活塞、气体轴承内衬套、多孔限流带、单向阀片、活塞端盖。气体轴承内衬套上卷裹多孔限流带后放入活塞内腔，气体轴承内衬套两端设有定位凸台；单向阀片通过中心孔与活塞端盖通过螺钉连接，活塞端盖放置在活塞内的定位凸台上，活塞端盖通过外壁凹形胶水槽中的胶粘剂与活塞连接。

活塞表面均匀对称开有8个节流孔，以实现气体轴承功能，且活塞内设有凸台，以方便安装活塞端盖，活塞外表面镀有特氟龙材料，以减小摩擦；多孔限流带为多孔介质材料，其均匀卷裹在气体轴承内衬套上，利用多孔介质材料的可压缩性，紧紧贴在活塞内壁面，同时，轴承内衬套设有凸台，以方便定位卷裹限流带，且在内衬套中间开有通气槽；单向阀采用蝴蝶型阀片，且通过螺钉与活塞端盖连接，活塞端盖开有阶梯U型孔，以保证气流的稳定，且在活塞端盖侧面开有两道胶粘圆环槽，以便于活塞端盖与活塞的连接，防止漏气。

实用新型的作用与效果

根据本实用新型所提供的静压气体轴承结构，其包括活塞、多孔限流带、气体轴承内衬套、单向阀片、活塞端盖。

本设计提供的静压气体轴承结构可广泛用于斯特林制冷机中，取代传统的板弹簧结构，有利于制冷机的高效以及轻量化处理，且轴承采用多孔介质材料增加节流效应，相对于传统的气体轴承结构具有更高的刚度，更低的气体消耗。

附图说明

图1是本实用新型的实施例中气体轴承组件爆炸图；

图2是本实用新型的实施例中活塞的立体示意图；

图3是图2中的A向视图；

图4是图3中的B-B剖视图；

图5是本实用新型的实施例中气体轴承内衬套的立体示意图；