[发明专利]一种一拖二功回收型脉管制冷机及制冷方法

说明书

根据本发明的一拖二功回收型脉管制冷机及制冷方法，脉管制冷机包括压缩部、两个冷指部以及功回收部，功回收活塞、固定活塞以及功回收缸分别构成第一功回收腔和第二功回收腔，两个功回收活塞和功回收缸构成膨胀腔，膨胀腔分别通过第一膨胀管路与第一热端换热器相连通、通过第二膨胀管路与第二热端换热器相连通，第一功回收腔通过第一功回收管路与第一压缩管路相连通，第二功回收腔通过第二功回收管路与第二压缩管路相连通，第一压缩管路上设置有第一电磁阀，第二压缩管路上设置有第二电磁阀，分别用于控制第一冷指部和第二冷指部的工作状态，第一膨胀管路上设置有第三电磁阀，第二膨胀管路上设置有第四电磁阀，分别用于控制功回收部的工作状态。

技术领域

本发明涉及低温制冷机领域，特别是涉及一种一拖二功回收型脉管制冷机及制冷方法。

背景技术

基本型脉管制冷机是首先由吉福特(Gifford)和朗斯沃斯(Longsworth)在1963年提出的。它有两种理想循环：基本压缩循环和可逆循环。基本压缩循环中采用带有切换阀门的压缩机，故属于G-M型制冷机；可逆循环中采用的是无阀压缩机，属于斯特林型制冷机。脉管制冷机可分为同轴型、U型和直线型三种。基本型脉管制冷机除了压缩气体和切换阀是室温运动部件外，没有在低温下运动的部件。所以脉管制冷机结构简单、运行可靠；但制冷效率不高。

目前所使用的传统型脉管制冷机采用惯性管和气库对系统中的压力波与质量流进行调相，由于脉管热端出口的声功仍然具有做功能力，在惯性管型脉管制冷机中，这些声功会以废热的形式通过惯性管和气库耗散至大气，直接导致惯性管型脉管制冷机的效率低下。

发明内容

为了解决上述问题，以及提高脉管制冷机的效率，减小振动，增强可靠性，本发明对传统的脉管制冷机进行了优化设计，本发明的目的之一在于提供一种一拖二功回收型脉管制冷机，本发明在原有的脉管制冷机基础上进行改进，用对置的压缩机代替原有的压缩机，增加了功回收系统，系统有两个对置的功回收活塞，用于回收脉管内气体膨胀产生的功，同时也具有调相功能。

本发明采用一种新型的调相结构—“质量-弹簧”组成的振子系统对制冷机调相，同时该结构的声功回收功能，能在一定程度上提高脉管制冷机的效率。另一方面为了减小脉管制冷机的振动，压缩机和功回收活塞采用对置设置。

本发明与传统脉管制冷机相比，具有振动小，稳定性高等优点，特别适用于同时需要两种不同制冷温度和制冷量的场合，也适合酒柜，航空航天应用领域等对可靠性及振动要求极高的场合。

本发明提供了一种一拖二功回收型脉管制冷机，具有这样的特征，包括压缩部，具有压缩缸，压缩缸内设置有两个对称布置的压缩活塞，两个压缩活塞以及压缩缸构成压缩腔；两个冷指部，第一冷指部具有第一级后换热器、第一热端换热器，第二冷指部具有第二级后换热器、第二热端换热器，压缩腔通过第一压缩管路与第一级后换热器相连通、通过第二压缩管路与第二级后换热器相连通；以及功回收部，具有功回收缸，功回收缸内设置有两个对称布置的功回收活塞以及两个对称布置的位于功回收活塞外侧的固定活塞，功回收活塞、固定活塞以及功回收缸分别构成第一功回收腔和第二功回收腔，两个功回收活塞以及功回收缸构成膨胀腔，膨胀腔分别通过第一膨胀管路与第一热端换热器相连通、通过第二膨胀管路与第二热端换热器相连通，第一功回收腔通过第一功回收管路与第一压缩管路相连通，第二功回收腔通过第二功回收管路与第二压缩管路相连通，第一压缩管路上设置有第一电磁阀，第二压缩管路上设置有第二电磁阀，分别用于控制第一冷指部和第二冷指部的工作状态，第一膨胀管路上设置有第三电磁阀，第二膨胀管路上设置有第四电磁阀，分别用于控制功回收部的工作状态。

在本发明提供的一拖二功回收型脉管制冷机中，还可以具有这样的特征：其中，冷指部包括顺次连接的级后换热器、回热器、冷端换热器、脉管、热端换热器，回热器采用金属丝网，金属丝网的目数为250～600目，丝径为20～50微米。