[实用新型]一种无弹簧支撑的气动斯特林膨胀机

说明书

本实用新型公开了一种无弹簧支撑的气动斯特林膨胀机，包括气缸（1）、活塞（2）、基座（3）、后端盖（4）、限位器组件（5），所述后端盖（4）位于气缸（1）的后端，所述基座（3）位于后端盖（4）和气缸（1）之间，所述基座（3）的两端分别与后端盖（4）和气缸（1）固定连接，所述活塞（2）设置在气缸（1）、基座（3）及后端盖（4）构成的腔体内，所述限位器组件（5）设置在后端盖（4）内部。通过调节活塞的动子质量和腔体容积匹配膨胀机工作时活塞的动态平衡，利用气体弹簧支撑活塞往复运动，消除了弹簧带来的限制，降低加工和人力成本，避免安装所带来的性能损失，使得斯特林膨胀机批量生产、高效运行。

技术领域

本实用新型涉及膨胀机领域，尤其涉及一种无弹簧支撑的气动斯特林膨胀机。

背景技术

随着红外探测技术和高温超导材料的发展，低温技术应用越来越广泛，使得低温制冷机拥有了广阔的应用前景。在一些高端的应用场景中，机械制冷机能够稳定地维持特定的低温环境，例如用于军事和太空应用的红外成像仪器，还有夜视设备以及监视和制导系统，对小型且高效的低温制冷机的迫切需求进一步推动了产品的快速发展。

机械驱动的斯特林制冷机从膨胀机的驱动上可分为电控式和气动式两类，其中气动型分置式斯特林制冷机的膨胀机是依靠高压气体来驱动，而不用电机驱动，这样整个制冷机重量和体积进一步减小，并有效地降低能耗，提升紧凑性，在超导电子和红外探测领域有着较好的应用前景。斯特林膨胀机内的活塞与气缸之间的配合间隙要求在微米精度内。然而传统的斯特林膨胀机内，活塞依靠弹簧固定，弹簧安装困难大，调节存在极大的难度，对斯特林膨胀机性能影响显著。这样会极大增加人力成本及加工成本，不利于制冷机的生产。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是如何提高分置式斯特林膨胀机装配一致性，针对上述要解决的技术问题，现提出一种无弹簧支撑的气动斯特林膨胀机。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种无弹簧支撑的气动斯特林膨胀机，包括气缸、活塞、基座、后端盖、限位器组件，所述后端盖位于气缸的后端，所述基座位于后端盖和气缸之间，所述基座的两端分别与后端盖和气缸固定连接，所述活塞设置在气缸、基座及后端盖构成的腔体内，所述限位器组件设置在后端盖内部。

进一步地，所述限位器组件包括限位器、上O型圈、上固定座、下O型圈、下固定座；所述上O型圈通过固定支架固定在上固定座上，所述下O型圈通过固定支架固定在下固定座；所述上固定座与基座通过螺钉固定，所述下固定座与后端盖通过螺钉固定。

进一步地，所述活塞的前段位于气缸的内部，所述活塞的另一端依次贯穿基座、限位器组件并与限位器通过螺纹连接。

进一步地，所述限位器为圆环结构，其圆环外径大于所述上O型圈和所述下O型圈外径。

进一步地，所述限位器的圆环上设有多个通孔。

进一步地，所述活塞振子系统的振动为持续激励下的强迫振动，其激励方式为简谐激励。

进一步地，所述气缸与活塞顶部形成腔体为膨胀腔，所述气缸与活塞中部及基座形成腔体为压缩腔，所述活塞底部与基座及后端盖形成腔体为背压腔。

进一步地，所述基座的两端分别与后端盖和气缸通过激光焊接固定。

进一步地，所述上O型圈和下O型圈材料采用丁腈橡胶。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过调节活塞的动子质量和腔体容积匹配膨胀机工作时活塞的动态平衡，消除了弹簧带来的限制，降低加工和人力成本，避免安装所带来的性能损失，使得斯特林膨胀机可批量生产、高效运行。

附图说明

图1为本实用新型无弹簧支撑的气动斯特林膨胀机的结构示意图；