[发明专利]一种采用低温膨胀活塞耦合的深低温区多级混合结构制冷机

权利要求书

1.一种采用低温膨胀活塞耦合的深低温区多级混合结构制冷机，其特征在于，包括低温膨胀活塞组件、高温级冷指、低温级冷指、直线压缩机；

所述低温膨胀活塞组件包括气缸壁(10)、活塞(4)及支撑板簧(11)；

所述活塞(4)包括两个活塞端，分别为膨胀活塞端与压缩活塞端，膨胀活塞端与压缩活塞端的端面面积不同；

所述支撑板簧(11)为环形结构，位于所述膨胀活塞端与压缩活塞端之间，外侧与气缸壁(10)固定，内侧对活塞(4)起到固定支撑作用；

所述高温级冷指包括依次相连的主室温换热器(1)、高温级回热器(2)、高温级冷端换热器(3)，主室温换热器(1)与所述直线压缩机的压缩腔(20)相连，高温级冷端换热器(3)与气缸壁(10)相连，高温级冷端换热器(3)与膨胀活塞端之间的空腔形成高温级膨胀腔(12)；

所述低温级冷指为脉冲管冷指，脉冲管冷指的二级回热器热端换热器(5)与气缸壁(10)相连，二级回热器热端换热器(5)与压缩活塞端之间的空腔形成低温级压缩腔(9)；

所述低温膨胀活塞组件依靠活塞(4)两端面积差、所述支撑板簧(11)刚度以及自身动质量调节系统声场分布。

2.根据权利要求1所述的采用低温膨胀活塞耦合的深低温区多级混合结构制冷机，其特征在于，所述膨胀活塞端与压缩活塞端的侧面分别与气缸壁(10)采用间隙密封连接。

3.根据权利要求1所述的采用低温膨胀活塞耦合的深低温区多级混合结构制冷机，其特征在于，所述低温膨胀活塞组件、高温级冷端换热器(3)以及二级回热器热端换热器(5)的温度一致，工作于液氮温度以下温区。

4.根据权利要求1所述的采用低温膨胀活塞耦合的深低温区多级混合结构制冷机，其特征在于，低温级冷指为单级结构脉冲管冷指或双级结构脉冲管冷指。

5.根据权利要求4所述的采用低温膨胀活塞耦合的深低温区多级混合结构制冷机，其特征在于，所述单级结构脉冲管冷指包括依次连接的二级回热器热端换热器(5)、二级回热器(6)、二级冷端换热器(8)、二级脉冲管(7)、二级脉冲管热端换热器(13)以及调相机构；

所述二级脉冲管(7)布置于二级冷端换热器(8)、二级回热器(6)、二级回热器热端换热器(5)、活塞(4)、高温级冷端换热器(3)、高温级回热器(2)、主室温换热器(1)的内部中心轴上。

6.根据权利要求5所述的采用低温膨胀活塞耦合的深低温区多级混合结构制冷机，其特征在于，所述调相机构为室温排出器结构(14)，位于线性压缩机的压缩腔(20)内，或与线性压缩机的压缩腔(20)通过连接管连接。

7.根据权利要求4所述的采用低温膨胀活塞耦合的深低温区多级混合结构制冷机，其特征在于，所述双级结构脉冲管冷指包括二级回热器热端换热器(5)、二级回热器(6)、二级冷端换热器(8)、二级脉冲管(7)、二级脉冲管热端换热器(13)、调相机构、三级回热器(16)、三级冷端换热器(17)、三级脉冲管(18)、三级脉冲管热端换热器(19)；

所述二级回热器热端换热器(5)、二级回热器(6)、二级冷端换热器(8)依次连接；

所述二级冷端换热器(8)分别与二级脉冲管(7)、三级回热器(16)相连；

所述二级脉冲管(7)为环形结构，布置于二级冷端换热器(8)、二级回热器(6)、二级回热器热端换热器(5)、活塞(4)、高温级冷端换热器(3)、高温级回热器(2)、主室温换热器(1)的内部中心轴上，同时位于三级脉冲管(18)同轴外侧；

所述二级脉冲管热端换热器(13)连接二级脉冲管(7)和调相机构；

所述三级回热器(16)与三级冷端换热器(17)、三级脉冲管(18)、三级脉冲管热端换热器(19)、调相机构依次连接；

所述三级脉冲管(18)布置于三级冷端换热器(17)、三级回热器(16)、二级脉冲管(7)的内部中心轴上。

8.根据权利要求7所述的采用低温膨胀活塞耦合的深低温区多级混合结构制冷机，其特征在于，所述调相机构为室温阶梯排出器结构(21)，位于线性压缩机的压缩腔(20)内，或与线性压缩机的压缩腔(20)通过连接管连接。