[实用新型]一种脉管制冷机小孔调相装置

说明书

技术领域

本实用新型属于气体流动低温技术领域，特别涉及了一种用于脉管制冷机的小孔调相装置，可使用于改进型脉管制冷机及其他节流系统等设备中。

背景技术

带小孔和气库的改进型脉管制冷机于20世纪80年代被国外学者提出，至今仍被广泛使用。依据脉管制冷机的相位理论法，利用小孔调相装置，小孔型脉管制冷机克服了其他类型脉管制冷机长期运行过程中存在的温度不稳定现象，而且结构简单，满足实用化，成为了实用脉管制冷机的首选类型。

小孔调相装置作为小孔型脉管制冷机的重要零部件，对制冷机性能起着重要的调节作用。通过小孔、惰性管内径和长度的调节，改进减小脉管近热端流体压力与质量流之间的相位差，就能使脉管制冷机达到最佳制冷状态。目前，小孔型脉管制冷机的各项指标还尚未达到完全实用化的程度。为保证制冷性能的不断提升，在小孔型脉管制冷机的工程化试验中，小孔调相装置的作用显得尤为重要。由于脉管制冷机内压力较高(通常为一个MPa以上)，若气体在接口端发生泄漏，则会使制冷性能明显衰退。小孔调相装置连接着脉管和气库，其连接装配的便捷与否，连接形式的多样化，影响着制冷机性能调试试验的顺利完成。小孔调相装置的流径是在试验中不断摸索出来的，不同的脉管结构配合不同的小孔、惰性管内径和长度，因此，只有小孔调相装置的结构形式简单，才能方便设计不同的小孔和惰性管，实现最佳调相和调幅功能。

小孔和惰性管都具有对脉管制冷机的调相作用，但仅采用小孔或惰性管均难以实现精确调节。而且小孔调相装置对小孔型脉管制冷机的影响是多方面的，尤其是它的结构类型所带来的各种影响更是不可忽视。因此在小孔型脉管制冷机优化设计中，小孔调相装置的结构类型是很重要的选择参数。

发明内容

本实用新型的目的在于从小孔调相装置的结构形式出发，克服单一结构的缺点，改进其结构类型不足，提供一种结构简单、密封效果好、更换连接便捷的小孔调相装置。

为达到上述目的，本实用新型的技术解决方案为：本装置包括小孔接头和惰性管两部分，整体采用了内部调相通道与外部螺纹接头相结合的设计形式。本装置的内部流体通道由小孔通道和惰性毛细通道共同组成。小孔接头采用了小孔通道和外部接头相结合的结构形式，内部流体通道由小孔通道和喇叭口组成，小孔通道内径由调相和调幅所需制定。小孔接头的小孔通道端采用外螺纹接头的形式，利用拧入螺纹的预紧力使小孔末端压紧密封，保证与脉管热端的安装连接。小孔接头的喇叭口端采用外螺纹接头形式，利用压帽螺母的压紧力将惰性管的球形接头压紧密封，保证小孔接头与惰性管的连接。惰性管的一端装有球形接头和压帽螺母，惰性管的长度和内径由调相和调幅所需制定。发明的优点和产生的有益效果

本实用新型的优点和产生的有益效果是，结构独立简单，便于实现，对脉管制冷机其他部件无特殊要求。采用螺纹预紧的方式实现密封，方式简单，密封效果好。采用小孔与接头相结合的设计形式，连接更换更为便捷。采用小孔接头与惰性管的结构，调相功能更加精确，调相效果更加明显。通过试验证明，本实用新型能够满足小孔型脉管制冷机对小孔调相的多种要求。

附图说明

图1为本实用新型连接示意图；

图2为本实用新型的小孔接头轴向截面图；

1-小孔接头、2-惰性管、3-下端连接脉管，4-上端连接气库。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

实施例

如图1所示，为本实用新型的连接状态。本实用新型包括小孔接头1和惰性管2两部分，整体采用了内部调相通道与外部螺纹接头相结合的设计形式。本实用新型的内部流体通道由小孔通道和惰性管毛细通道共同组成。小孔接头1的小孔通道端采用外螺纹接头的形式拧入基座螺孔内，利用螺纹的预紧力使接头末端的台阶面压紧，从而保证与脉管3的密封连接。惰性管2上端与气库4焊接相通，另一端有压帽螺母和球形接头。小孔接头1的喇叭口端采用外螺纹方式与惰性管2的压帽螺母和球形接头相联，并利用压帽螺母的预紧力实现球型接头的密封相通。在本装置中，小孔接头的孔径可根据试验所需制定，惰性管的通径及长度均可根据试验所需更换，整个装置结构灵活多变，安装便捷。

如图2所示，为本实用新型小孔接头1的结构图，采用了小孔通道和外部接头相结合的结构形式。外部轮廓分小孔端、固定段和接头端三段，内部流体通道由小孔通道和喇叭喷口组成。小孔端和接头端均采用外螺纹结构，固定段设立与扳手相适应的卡口。

从脉管3过来的工质气体流向小孔接头1的小孔通道时，气流截面发生突然收缩，气体的压力降低及流速增大，直到流过小孔通道后气体达到最小截面积。然后，气流进入惰性管2毛细通道，气流截面积相比通过小孔通道时增加了一点，气体的压力会稍微提高一些，但气体流速会逐渐降低。因惰性管2长度相比气流截面大很多，气流在惰性管2毛细通道中压力逐渐稳定，并且在毛细通道出口处相对入口处减小，气体流速进一步降低。最后气流进入气库4后，气体压力达到稳定。在整个工作过程中，因气体流速相对较快，气体发生绝热节流，气体在进入本实用新型通道的前后的焓值变化不太大。根据脉管制冷机相位理论法，气流在经过小孔通道和惰性管通道后，制冷系统的动态压力和流速之间的相位差达到了最小，制冷系统气体的平均焓流就达到了相对最大值，制冷性能获得了提升。