[发明专利]脉冲管制冷机

说明书

本发明提供一种脉冲管制冷机，包括冷指结构、以及分别与冷指结构连接的压缩机和惯性管气库，冷指结构包括冷端热交换器、热端热交换器、脉冲管、锥形管和套设在脉冲管外壁上的回热器，热端热交换器的输入端与压缩机的输出端连接，热端热交换器的输出端通过回热器与冷端热交换器的输入端连接，冷端热交换器的输出端与锥形管的小端连接，锥形管的大端与脉冲管的冷端连通，脉冲管的热端与惯性管气库的输入端连接；锥形管，用于将冷端热交换器输出的工质气体匀速地输入到脉冲管中。本实施例的锥形管可以对冷端热交换器输出的气体进行均流，避免产生射流造成的冷量的损失，进而提高了制冷机的工作效率。

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，尤其涉及一种脉冲管制冷机。

背景技术

脉冲管制冷机由于其高效、紧凑、高可靠性的特性，在核探测、环境检测及超导滤波领域有着急迫的需求。脉冲管制冷机包括同轴型脉管和直线型脉管，其中同轴型脉管由于其结构紧凑，冷头配置更易于放置热负载的优点，得到了广泛的应用。

现有的同轴型脉管制冷机包括压缩机、热端热交换器、回热器、冷端热交换器、脉冲管和惯性管气库，各部件按照上述顺序依次连接，形成封闭的系统。但是同轴型脉管在流道上存在一个180度的转弯流道，这使得在该处的流动状态变得不均匀，加上冷端热交换器的小缝隙设计，使得冷端存在一定程度的射流，冷量损失较大。为了减少流动不均匀及射流导致的冷量损失的问题，在脉冲管的冷端设置一层流化丝网，以使冷端热交换器输出的工质气体均匀地流出。

但是，由于现有的层流化丝网设置在脉冲管的冷端，该处的温度较低，系统内的残存挥发气体(例如水、酒精、CO2等)在此凝结，堵塞层流化丝网的网孔，进而导致工质气体流动受阻，反而导致工质气体的均匀流动性更差。

发明内容

为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明提供一种脉冲管制冷机，通过在脉冲管的冷端设置锥形管，使得锥形管对冷端热交换器输出的工质气体进行均流，进而避免残存挥发气体冷凝导致的工质气体流动不均匀的问题。

本发明提供一种脉冲管制冷机，包括冷指结构，分别与所述冷指结构连接的压缩机和惯性管气库，所述冷指结构包括：冷端热交换器、热端热交换器、脉冲管、锥形管和套设在所述脉冲管外壁上的回热器，所述热端热交换器的输入端与所述压缩机的输出端连接，所述热端热交换器的输出端通过所述回热器与所述冷端热交换器的输入端连接，所述冷端热交换器的输出端与所述锥形管的小端连接，所述锥形管的大端与所述脉冲管的冷端连通，所述脉冲管的热端与所述惯性管气库的输入端连接；

所述锥形管，用于将所述冷端热交换器输出的工质气体匀速地输入到所述脉冲管中。

在本实施例的一种可能的实现方式中，所述冷端热交换器包括第一换热部和第二换热部，所述第一换热部套设在所述第二换热部的外壁上且与所述第二换热部叉指连接，所述第二连接部具有第一锥形中心孔，所述锥形管包括所述第一锥形中心孔，所述第一锥形中心孔的大端与所述脉冲管的冷端连通。

在本实施例的另一种可能的实现方式中，所述第一换热部包括第一中心通孔，所述第一中心通孔的内壁上均匀设置有多个贯穿所述第一中心通孔两端的第一凹槽，所述第二换热部的外壁上均匀设置有多个连接所述第二换热部两端的第一翅片；

所述第一翅片卡设在所述第一凹槽中，且所述第一翅片与所述第一凹槽之间具有第一间隙，所述回热器的输出端与所述第一间隙连通，所述回热器中工质气体通过所述回热器的输出端输入所述第一间隙中。

在本实施例的另一种可能的实现方式中，所述冷端热交换器还包括盖体，所述盖体盖设在所述第一换热部和所述第二换热部的输出端上，所述盖体的内壁与所述第二换热部的输出端之间形成汇合腔体，所述汇合腔体与所述第一间隙连通，用于对所述第一间隙输出的工质气体进行汇合，并使汇合的工质气体流入所述第一锥形中心孔中。