[实用新型]一种压缩活塞组件结构及旋转式斯特林制冷机

说明书

本实用新型提供了一种压缩活塞组件结构及旋转式斯特林制冷机，该压缩活塞组件结构包括压缩活塞基体、单向阀片和活塞连接轴，所述压缩活塞基体具有内空腔，其外壁上周向设有若干个连通内空腔的节流孔，所述压缩活塞基体的一端面上设置有进气孔，且所述单向阀片置于该进气孔处，所述活塞连接轴与所述压缩活塞基体的另一端面密封连接。该实用新型采用气体轴承技术，通过在压缩活塞基体内部设计气腔和安装单向阀片，气体通过单向阀片进入气腔，并通过节流孔进入气缸活塞间隙中，形成气浮效应，实现了活塞与气缸实时对中，降低了磨损风险，提升了可靠性。

技术领域

本实用新型属于旋转式斯特林制冷机技术领域，具体涉及一种压缩活塞组件结构及旋转式斯特林制冷机。

背景技术

旋转式斯特林制冷机具有集成度高、体积小的特点，在红外探测领域、空间探测、生物医疗等领域具有广泛的应用。但旋转斯特林制冷机结构形式固有的侧向力，大大影响了活塞与气缸运动寿命，同样气缸活塞对中技术、精密机械加工技术、耐磨涂层等技术瓶颈，大大限制了其长期可靠性。而且旋转式斯特林制冷机为了提升制冷性能，对制冷机气缸活塞间隙、内部工质纯净度均具有极高要求。

斯特林制冷机通过电机驱动电机转轴运动，压缩及推移连杆随电机转轴上偏心轮旋转运动，实现压缩活塞和推移活塞的往复直线运动。在压缩腔产生压力波，传递至推移组件中，经过蓄冷器部件时进行热交换，在蓄冷器的冷端吸热，在冷指气缸冷端形成低温环境。但压缩活塞和膨胀机活塞中心均由整个零件结构和精度来保证，局限于每个零件的加工精度和装配可行性，压缩活塞与压缩气缸无法避免的存在接触，压缩活塞耐磨涂层在硬磨损情况下，易产生固体污染物，引起机械异常或者固体污染；同时污染物随压缩腔压力波进入膨胀机端，可能引起蓄冷器丝网堵塞，引起换热效率低下。

目前旋转式斯特林制冷机的活塞对中技术通常使用已下两种技术：(1)选用万向轴承实现自由偏摆适应运动中心同轴；(2)选用弹性元件支撑，实现理论对中，超耐磨涂层技术开发来增强磨损寿命。然而，采用万向轴承实现自调节，由于活塞无任何支撑力，在自由状态下活塞与气缸始终存在硬接触，气体力作用下，万向轴承调节始终无法避免活塞与气缸存在高频敲击，制冷机存在声音异常问题；而高效率高可靠性需求下，制冷机压缩活塞气缸间隙基本在微米级，采用弹性元件支撑，活塞与连杆中心精度极高，同时在往复运动负载作用下，活塞与连杆中心无法保证，无法避免活塞与气缸磨损。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种压缩活塞组件结构，至少可以解决现有技术中存在的部分缺陷。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种压缩活塞组件结构，包括压缩活塞基体、单向阀片和活塞连接轴，所述压缩活塞基体具有内空腔，其外壁上周向设有若干个连通内空腔的节流孔，所述压缩活塞基体的一端面上设置有进气孔，且所述单向阀片置于该进气孔处，所述活塞连接轴与所述压缩活塞基体的另一端面密封连接。

进一步的，上述压缩活塞组件结构还包括压缩连杆，所述压缩连杆的一端通过万向球头结构与活塞连接轴连接。

进一步的，所述活塞连接轴上与压缩连杆连接的一端为球窝，所述球窝外壁与压缩活塞基体的端面固定连接，所述压缩连杆端部具有与该球窝相配合的球头。

进一步的，所述压缩连杆的球头外壁上设有环形凹槽一，所述环形凹槽一与球窝之间设置O形圈。

进一步的，所述活塞连接轴轴向贯穿压缩活塞基体的内空腔，且活塞连接轴的两端与压缩活塞基体的两端面密封连接。

进一步的，所述活塞连接轴的一端具有小径段，所述压缩活塞基体的进气孔所在端面上具有供小径段插接的插接孔，所述活塞连接轴的另一端具有沿其径向向外延伸的环形凸台部，所述环形凸台部与压缩活塞基体的另一端面外侧相贴合。

进一步的，所述活塞连接轴与压缩活塞基体同轴布置。