[发明专利]斯特林制冷机分体式壳体及其加工方法

说明书

一种斯特林制冷机分体式壳体及其加工方法，其特征在于：该壳体包括中间壳体(1)，中间壳体(1)的一端为冷端，中间壳体(1)的另一端连接有冲座(2)；所述的冷端的外侧包覆有第一热传导块(3)，所述的冲座(2)和中间壳体(1)为分体式设置、且所述的冲座(2)与中间壳体(1)之间设置有第二热传导块(4)，所述第一热传导块(3)、中间壳体(1)、第二热传导块(4)和冲座(2)通过焊接构成完整的壳体。本申请通过分体式的结构设置，有效的解决了传统多道拉升硬化工艺的不足，降低了成本，提高了生产效率，而且还采用了增加热传导块的方式改善了不锈钢材料热传导效率低的不足。

技术领域

本申请涉及斯特林制冷机技术领域，具体的涉及一种斯特林制冷机分体式壳体及其加工方法。

背景技术

斯特林制冷机是由电力驱动的一种机械式制冷机。其工作原理是气体以绝热膨胀做功，即按逆向斯特林循环工作而制冷。斯特林制冷器具有结构紧凑、工作温度范围宽、启动快、效率高、操作简便等优点。两空间制冷机温度可达80K。三空间机制冷温度可达10.5-20K。四空间制冷机温度可达7.8K。冷头最底温度达到6K到3.1K的斯特林制冷器也已研制成功。不过这种制冷器最大的缺点是噪声较大和寿命不长。

斯特林制冷机的结构大致包括上壳体和下壳体，设置于壳体内的气缸、板簧和制冷基体等结构件，其中位于制冷基体外部的壳体其大致的结构包括柱状的壳体，柱状壳体的一端是冷端盖，另一端是座体用于连接内部的气缸(还有回热器等结构)和下壳体等结构；这种传统的上壳体结构是一种一体式的结构，因为壳体需要有一定的深度来容置制冷基体等部件，传统的壳体都是采用一整块金属板材通过多次拉升(拉伸)及硬化处理构成上述这种结构，虽然这种一体式的壳体结构表面光滑，外观洁净，但是整个的制备工艺过程却是非常的复杂，需要至少9道反复的拉伸和硬化处理才能实现，增加了制造成本，降低了生产效率；且这种工艺对金属拉伸率高很容易导致金属拉伸过程各个部位厚薄不均匀，影响使用；还容易导致尺寸偏差大、报废率比较高。

此外，由于壳体采用的是不锈钢材质，不锈钢材料的热传导率低，导致斯特林制冷机整机的制冷性能受到很大影响、性能效果不佳。

发明内容

本申请针对现有技术的上述不足，提供一种分体式的结构，从而有效的解决了传统多道拉升硬化工艺的不足，降低了成本，提高了生产效率，而且还采用了增加热传导块方式改善不锈钢材料热传导效率低的斯特林制冷机分体式壳体。

为了解决上述技术问题，本申请采用的技术方案为：一种斯特林制冷机分体式壳体，该壳体包括中间壳体(中间连接筒)，中间壳体的一端为冷端，中间壳体的另一端连接有冲座(法兰座)；所述的冷端的外侧包覆有第一热传导块，所述的冲座和中间壳体为分体式设置、且所述的冲座与中间壳体之间设置有第二热传导块，所述第一热传导块、中间壳体、第二热传导块和冲座通过焊接构成完整的壳体。

采用上述结构，只需要单独的加工出来冲座、中间壳体和第一热传导块、第二热传导块，然后将他们按照壳体的结构顺序组装要求进行焊接构成完整的壳体即可；由于单独加工几个部分，不需要采用一块整个的金属板材进行多次的冲压，从而减少了工序，提高了效率，降低了成本；其中的中间壳体可以金属板卷绕而成或者冲压而成均可，冲座不需要复杂的冲压工序，也没有很深的轴向深度，加工起来更加方便快捷；第一热传导块、第二热传导块也没有很深的轴向深度、机械加工方便(如采用浇铸工艺即可获得)；更为重要的是通过在壳体制冷部(冷端的外侧)和散热部(冲座与中间壳体连接处)分别设置了第一热传导块和第二热传导块，有效提高了壳体的热传导效率(此处的热传导效率包括冷量或者热量的传导效率)，从而保证了斯特林制冷机的性能。

优选的，所述的第一热传导块为中间壳体的冷端盖，且第一热传导块轴向延伸有纵深部，所述的纵深部的尾端部分与中间壳体重叠；采用该结构，直接将第一热传导块就作为冷端盖使用，而且设置了纵深部可以有效的提高第一热传导块轴向深度，从而提高壳体该处的热传导效率、为斯特林制冷机的性能提供保障；此外，通过与中间壳体部分重叠提高二者之间的结合牢固度，也为提高热传导效率提供保障(此端为冷端就可以认为是冷量的传导效率)。