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1、(10)申请公布号 CN 103175357 A (43)申请公布日 2013.06.26 CN 103175357 A *CN103175357A* (21)申请号 201310108126.6 (22)申请日 2013.03.29 F25B 49/02(2006.01) G01M 99/00(2011.01) (71)申请人 中国电子科技集团公司第十六研究 所 地址 230043 安徽省合肥市濉溪路 439 号 (72)发明人 杜文飞 刘婷 范恒 仰叶 傅斌 徐魁 朱魁章 霍延辉 闫浩 (74)专利代理机构 合肥天明专利事务所 34115 代理人 奚华保 (54) 发明名称 一种分置式斯特。
2、林制冷机膨胀机的在线调节 装置 (57) 摘要 本发明公开了一种分置式斯特林制冷机膨胀 机的在线调节装置， 其包括一端可与膨胀机弹簧 固定座相连接的调节杆， 所述调节杆外周设有自 密封座， 在所述自密封座的外周设有外固定座， 所 述固定座上设有用于连接膨胀机气缸的螺钉孔 ； 所述调节杆的另一端从所述外固定座和自密封座 的端部延伸出一延伸调节部。本发明可实现制冷 机测试过程中的在线参数调节， 可提高调试效率， 缩短斯特林制冷机的研发周期， 该装置结构简单、 操作方便、 制作成本低。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (。
3、12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103175357 A CN 103175357 A *CN103175357A* 1/1 页 2 1. 一种分置式斯特林制冷机膨胀机的在线调节装置， 其特征在于 ： 包括一端可与膨胀 机弹簧固定座 （9） 相连接的调节杆 （1） ， 所述调节杆 （1） 外周设有自密封座 （3） ， 在所述自密 封座 （3） 的外周设有外固定座 （6） ， 所述固定座 （6） 上设有用于连接膨胀机气缸 （11） 的螺钉 孔 ； 所述调节杆 （1） 的另一端从所述外固定座 （6） 和自密封座 （3） 的端部延伸出一延伸调节 部。。
4、 2. 如权利要求 1 所述的分置式斯特林制冷机膨胀机的在线调节装置， 其特征在于 ： 所 述外固定座 （6） 的端部外周连接有锁紧螺母 （2） 。 3. 如权利要求 1 所述的分置式斯特林制冷机膨胀机的在线调节装置， 其特征在于 ： 所 述调节杆 （1） 与自密封座 （3） 之间、 以及自密封座 （3） 与外固定座 （6） 之间均设有密封部件。 4. 如权利要求 3 所述的分置式斯特林制冷机膨胀机的在线调节装置， 其特征在于 ： 所 述密封部件为 O 型橡胶密封圈。 5. 如权利要求 4 所述的分置式斯特林制冷机膨胀机的在线调节装置， 其特征在于 ： 所 述调节杆 （1） 与自密封座 （3）。
5、 的外周上均设有用于放置所述 O 型橡胶密封圈的凹槽。 权 利 要 求 书 CN 103175357 A 2 1/3 页 3 一种分置式斯特林制冷机膨胀机的在线调节装置 技术领域 0001 本发明涉及一种在线调节装置， 具体是指可应用于分置式斯特林制冷机膨胀机的 在线调节装置。 背景技术 0002 斯特林制冷机是按逆向斯特林循环工作的气体回热式闭循环制冷机。具有结构 紧凑、 工作温度范围宽、 起动快、 效率高、 可靠耐用等优点， 现被广泛地应用于航天、 超导、 红 外探测等领域， 在导弹制导、 红外前视和夜视、 热像仪等军事和民用装备上发挥了重要的作 用。 0003 斯特林制冷机分为整体式制冷。
6、机和分置式制冷机， 其中分置式斯特林制冷机属于 由两个分离的往复运动气缸组成的活塞 - 排出器型制冷机， 膨胀机气缸中的排出器与曲轴 没有机械连接， 可在气缸中自由移动。 因而， 分置式斯特林制冷机的主要问题是如何维持排 出器在膨胀机气缸中的正确行程， 并且保持与压缩机的运动具有合适的相位关系。现多采 用较简单的气动型膨胀机， 在这种情况下， 排出器由压缩机产生的周期性压力波所驱动， 排 出器及其支撑弹簧组成一个受迫振动系统， 产生的阻尼力能产生合适的相位差， 使排出器 的运动比压缩活塞运动总是超前一个相位角， 从而产生有效地制冷效率。因斯特林制冷机 是机电一体化产品， 实际工况下的计算需要假。
7、设和忽略很多因素， 并且国内机械加工件的 一致性较难保证， 因此， 膨胀机的设计是先通过理论计算出排出器在膨胀机气缸中的正确 行程及膨胀机弹簧的刚度， 再进行一些调试， 从而获得膨胀机最佳的参数。 0004 目前， 分置式斯特林制冷机的膨胀机调试过程中有三个参数是可以进行调节的， 分别是排出器与膨胀机气缸的间隙、 膨胀机弹簧的刚度、 排出器与膨胀机气缸距离。 排出器 与膨胀机气缸的间隙是通过机械加工的方法来保证的， 另外两个参数是通过计算获得， 考 虑计算的不精确性， 再在计算范围内进行重复调试试验获得最佳参数。每次试验都经由拆 装、 检漏、 抽真空、 充气、 降温、 加载等多个步骤完成， 且。
8、需进行反复拆装改变参数并试验， 增 加了调试人员的工作量， 浪费时间和资源， 效率较低。 发明内容 0005 本发明为解决目前分置式斯特林制冷机膨胀机部分反复调试的问题， 提供了一种 分置式斯特林制冷机膨胀机的在线调节装置， 该装置的使用可有效缩短调试时间， 且该装 置结构简单、 使用操作方便。 0006 本发明的分置式斯特林制冷机膨胀机的在线调节装置， 包括一端可与膨胀机弹簧 固定座相连接的调节杆， 所述调节杆外周设有自密封座， 在所述自密封座的外周设有外固 定座， 所述固定座上设有用于连接膨胀机气缸的螺钉孔 ； 所述调节杆的另一端从所述外固 定座和自密封座的端部延伸出一延伸调节部。 000。
9、7 所述外固定座的端部外周连接有锁紧螺母。 0008 所述调节杆与自密封座之间、 以及自密封座与外固定座之间均设有密封部件。 说 明 书 CN 103175357 A 3 2/3 页 4 0009 所述密封部件为 O 型橡胶密封圈。 0010 所述调节杆与自密封座的外周上均设有用于放置所述 O 型橡胶密封圈的凹槽。 0011 本发明的调节杆与自密封座之间通过 O 型橡胶密封圈连接， 形成侧密封， 保证装 置的气密性 ； 自密封座与外固定座之间通过 O 型橡胶密封圈连接， 形成侧密封， 保证装置的 气密性 ； 外固定座与膨胀机气缸之间通过 O 型橡胶密封圈形成端面密封， 保证在线调节装 置与膨胀。
10、机的气密性 ； 调节杆与弹簧固定座通过螺纹连接， 使调节杆与螺纹形成联动， 通过 旋转调节杆改变膨胀机弹簧的刚度 ； 自密封座与锁紧螺母之间通过螺纹连接， 同时锁紧螺 母起到对自密封座的限位作用， 通过膨胀机内部气体压力对自密封座产生的位移及调节排 出器与气缸之间的距离 ； 调节杆、 自密封座、 外固定座、 锁紧螺母的材料为不锈钢或者黄铜。 0012 本发明可实现制冷机测试过程中的在线参数调节， 可提高调试效率， 缩短斯特林 制冷机的研发周期， 该装置结构简单、 操作方便、 制作成本低。 附图说明 0013 图 1 是本发明的在线调节装置与膨胀机的安装结构示意图 ； 图 2 是调节完毕后的结构。
11、示意图 ； 图 3 为本发明的在线调节装置整体结构示意图。 0014 图中 ： 1.调节杆， 2.锁紧螺母， 3.自密封座， 4.O型橡胶密封圈一， 5. O型橡胶密封 圈二， 6. 外固定座， 7. O 型橡胶密封圈三， 8. 螺钉， 9. 弹簧固定座， 10. 膨胀机弹簧， 11. 膨 胀机气缸， 12. 排出器， 13. 弹簧底座。 具体实施方式 0015 如图 1-3 所示， 本发明的分置式斯特林制冷机膨胀机的在线调节装置， 包括一端 可与膨胀机弹簧固定座 9 相连接的调节杆 1， 调节杆 1 外周设有自密封座 3， 在所述自密封 座 3 的外周设有外固定座 6， 固定座 6 上设有用。
12、于连接膨胀机气缸 11 的螺钉孔 ； 所述调节 杆 1 的另一端从所述外固定座 6 和自密封座 3 的端部延伸出一延伸调节部 ； 外固定座 6 的 端部外周连接有锁紧螺母 2 ； 调节杆 1 上设有用于放置 O 型橡胶密封圈二 5 的凹槽， 自密封 座 3 的外周上设有用于放置 O 型橡胶密封圈一 4 的凹槽， 使调节杆 1 与自密封座 3 之间通 过 O 型橡胶密封圈二 5 连接， 形成侧密封， 保证装置的气密性 ； 自密封座 3 与外固定座 6 之 间通过 O 型橡胶密封圈一 4 连接， 形成侧密封， 保证装置的气密性。 0016 本发明在使用时， 将 O 型橡胶密封圈二 5 装入调节杆 。
13、1 上的凹槽中， 再将自密封座 3 套入调节杆上， 并将调节杆 1 旋入弹簧固定座 9， 调节好高度用少量 502 胶水固定调节杆 和弹簧固定座以实现调节杆和弹簧固定座的联动 ； 再将膨胀机弹簧 10 两端尾部分别旋入 弹簧固定座9和排出器12的弹簧座， 用电烙铁和焊锡丝将弹簧尾部与调节杆进行点焊以固 定 ； 在自密封座 3 上的凹槽中装入 O 型橡胶密封圈一 4， 再将排出器 12、 膨胀机弹簧 10、 弹 簧固定座、 调节杆 1、 自密封座 3、 O 型橡胶密封圈一 4、 O 型橡胶密封圈二 5 等组成的组件装 入膨胀机气缸 11 中， 在外固定座 6 的凹槽中装入 O 型橡胶密封圈三 7。
14、 后旋入自密封座， 并 用螺钉 8 将其与膨胀机气缸法兰固定， 并将锁紧螺母 2 旋入外固定座 6， 这样整个装置可承 受的压力可达 3.5MPa。通过两处侧密封和 1 处端面密封实现对制冷机工质氦气的密封。在 斯特林制冷机测试过程中可以通过微调调节杆和锁紧螺母以改变膨胀机弹簧刚度和排出 说 明 书 CN 103175357 A 4 3/3 页 5 器和膨胀机气缸距离， 以实现制冷机达到最佳工作状态。获得膨胀机部分膨胀机弹簧刚度 和排出器和膨胀机气缸距离的的最佳工作参数后， 在不接触各螺纹连接相对位置的情况下 拆下该装置， 用弹簧刚度测试仪和游标卡尺测得膨胀机弹簧刚度和膨胀机弹簧的有效长度 等。
15、具体参数， 并将弹簧固定座从调节杆上取下。 0017 在图 2 中， 保证按上述步骤确定的膨胀机弹簧刚度和膨胀机弹簧的有效长度不 变， 将弹簧固定座13安装在弹簧底座上， 对准弹簧底座13与膨胀机气缸接触面进行焊接即 完成膨胀机的装配。 0018 以上给出的具体实施方案是对本发明进行的具体的描述， 有必要在此指出的是上 述所述具体实施方案只用于对本发明技术方案的进一步说明， 不应简单理解为对本发明保 护范围的限制， 该领域的普通技术人员基于本发明的实质内容而对本发明所做出的非实质 性的替换或调整仍应属于本发明的保护范围。 说 明 书 CN 103175357 A 5 1/2 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103175357 A 6 2/2 页 7 图 3 说 明 书 附 图 CN 103175357 A 7 。