專利名稱：斯特令冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種斯特令冷卻裝置(stirling cooler)，更具體地說(shuō)，涉及一種在其中用于保持氣密密封的墊圈沿缸的軸向被設(shè)置在連接殼體和缸的部分處的斯特令冷卻裝置。
背景技術(shù)：
如圖1所示，傳統(tǒng)的斯特令冷卻裝置包括殼體4，殼體的開(kāi)口端設(shè)有冷端2；固定安裝在殼體4中并充注流體的缸6；安裝在缸6中的活塞8，活塞8可作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞中形成膛腔7；裝于活塞8的膛腔7中的移動(dòng)器10，移動(dòng)器10可作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；沿縱向連接到移動(dòng)器10上并帶有一個(gè)空腔1的蓄冷器12，空腔1位于蓄冷器12和冷端2之間并充注流體；以及與氣缸6和蓄冷器12相連的熱交換器14。
沿缸6的外表面在徑向上垂直地形成凸緣5，并在殼體4上形成突起3，凸緣5沿缸6的軸向被設(shè)置在該突起上。用螺釘16將缸6的凸緣5和殼體4的突起3相連。
活塞8與裝于殼體4和缸6之間的線性電機(jī)18相連，并作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。移動(dòng)器10與裝于殼體4中的彈性件19相連，致使移動(dòng)器10與蓄冷器12相對(duì)，且移動(dòng)器被彈性地支承，使得移動(dòng)器10朝向冷端2。蓄冷器12的下部設(shè)有與冷端2相對(duì)的孔11。
熱交換器14包括裝于設(shè)置在缸6和殼體4之間的熱交換室20中的內(nèi)部熱交換器13和安裝在殼體4外表面上的外部熱交換器15，因而殼體4位于內(nèi)部熱交換器13和外部熱交換器15之間。與熱交換室20相通的第一孔22穿過(guò)缸6，與穿過(guò)移動(dòng)器10形成的孔9相通的第二孔24位于熱交換室20和蓄冷器12處。
O形橡皮圈30沿缸6的徑向位于缸6的外表面和殼體4的接觸部分處，因而流體不會(huì)從熱交換室20泄漏。
下面詳細(xì)描述傳統(tǒng)的斯特令冷卻裝置的運(yùn)行。
當(dāng)活塞8運(yùn)動(dòng)到靠近冷端2時(shí)，缸6中的流體被等溫壓縮，并被排放到熱交換室20，以便放熱。然后，流體被導(dǎo)入蓄冷器12以釋放顯熱，填充蓄冷器12和冷端2之間的空腔1，同時(shí)流體被等溫膨脹。這里，當(dāng)流體填充蓄冷器12和冷端2之間的空腔1時(shí)，蓄冷器12和移動(dòng)器10朝遠(yuǎn)離冷端2的方向運(yùn)動(dòng)。
之后，在活塞8朝遠(yuǎn)離冷端2的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于彈性件18的彈力，使移動(dòng)器10和蓄冷器12朝冷端2的方向回到它們的最初位置。填充蓄冷器12和冷端2之間的空腔1的流體順序流過(guò)蓄冷器12和熱交換室20，以便吸熱，接著再填充缸6。
由于在傳統(tǒng)的斯特令冷卻裝置中設(shè)有O形圈30的缸6嵌入殼體4中，位于殼體4和缸6之間的O形圈30處于過(guò)載狀態(tài)，因此容易損壞，且容易使缸6的軸向發(fā)生變化。因此，在缸6中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)器10和活塞8容易磨損，導(dǎo)致斯特令冷卻裝置出現(xiàn)運(yùn)行故障。

發(fā)明內(nèi)容
據(jù)此，本發(fā)明是針對(duì)所述問(wèn)題進(jìn)行的改進(jìn)，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種斯特令冷卻裝置，其中設(shè)有可防止流體泄漏、并且在將缸組裝在殼體中時(shí)不影響缸的軸線。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，能實(shí)現(xiàn)所述和其他目的的斯特令冷卻裝置包括一端設(shè)有冷端的殼體；固定于所述殼體上并在內(nèi)部裝有可往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞的缸；裝于所述活塞中能進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)器；位于所述移動(dòng)器和冷端之間的蓄冷器；與所述蓄冷器和缸相連的熱交換器；及沿缸的軸向安裝在缸與所述殼體接觸的區(qū)域上的墊圈。
優(yōu)選熱交換器可以包括內(nèi)部熱交換器和外部熱交換器，內(nèi)部熱交換器安裝在位于缸和殼體之間的熱交換室中，外部熱交換器安裝在殼體的外表面上與內(nèi)部熱交換器相對(duì)之處；墊圈可以安裝在熱交換室上，用于使熱交換室保持密封狀態(tài)。
此外，優(yōu)選可以將O形圈安裝在缸的外表面上與內(nèi)部熱交換器相對(duì)之處。
再者，優(yōu)選可以將O形圈安裝在沿缸的徑向與殼體接觸的部分、用于限定熱交換室的缸的一部分上，O形圈和墊圈可以沿缸的軸向分別位于熱交換室的相對(duì)側(cè)上。
優(yōu)選可以將墊圈安裝在從缸的外表面垂直突出的凸緣和其上設(shè)置有該凸緣的殼體的臺(tái)階之間。
此外，優(yōu)選穿過(guò)墊圈形成用于通過(guò)螺釘連接缸的凸緣和殼體的臺(tái)階的通孔。
再者，優(yōu)選墊圈可以為環(huán)形，以便使其嵌入缸的外表面。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所提供的斯特令冷卻器包括在一端設(shè)有冷端的殼體；固定于所述殼體上并在內(nèi)部裝有可往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞的缸；裝于所述活塞中并能進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)器；位于所述移動(dòng)器和冷端之間的蓄冷器；包括內(nèi)部和外部單元的熱交換器，所述內(nèi)部和外部單元分別安裝在位于缸和殼體之間并與蓄冷器和缸相連的熱交換室的內(nèi)側(cè)和外側(cè)；及沿缸的軸向安裝在從缸的外表面垂直突出的凸緣和上面設(shè)置有凸緣的殼體的臺(tái)階之間用于使熱交換室保持密封狀態(tài)的墊圈。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，所提供的斯特令冷卻器包括在一端設(shè)有冷端的殼體；固定于所述殼體上并在內(nèi)部裝有可往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞的缸；裝于所述活塞中并能進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)器；位于所述移動(dòng)器和冷端之間的蓄冷器；包括內(nèi)部和外部單元的熱交換器，所述內(nèi)部和外部單元分別安裝在位于缸和殼體之間、并與蓄冷器和缸相連的熱交換室的內(nèi)側(cè)和外側(cè)；沿缸的軸向安裝在從缸的外表面垂直突出的凸緣和上面設(shè)置有凸緣的殼體的臺(tái)階之間、用于使熱交換室保持密封狀態(tài)的墊圈；及安裝在限定熱交換室的缸的一部分的外周邊上的O形圈，使該O形圈沿缸的軸向與墊圈隔開(kāi)并沿缸的徑向與殼體接觸。


下面結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)描述，通過(guò)這些描述能更透徹地理解本發(fā)明的以上和其他目的、特點(diǎn)和其他優(yōu)點(diǎn)。附圖中圖1是傳統(tǒng)的斯特令冷卻裝置的縱向剖視圖；圖2是本發(fā)明的斯特令冷卻裝置的縱向剖視圖；圖3是本發(fā)明斯特令冷卻裝置的墊圈的平面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。
本發(fā)明可以包括多種實(shí)施方式，下文僅對(duì)最優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行描述。在對(duì)本發(fā)明的以下描述中，省略了對(duì)那些可能使本發(fā)明主題內(nèi)容反而不清楚的公知功能和結(jié)構(gòu)的詳細(xì)描述。
如圖2所示，本發(fā)明的斯特令冷卻裝置包括在敞開(kāi)端設(shè)有冷端52的殼體50；固定安裝在殼體50中并充有流體的缸54；和沿缸54的軸向位于殼體50和缸54之間的接觸區(qū)域處的墊圈70。
線性電機(jī)56安裝在殼體50和缸54的上部之間，與線性電機(jī)56相連的活塞58裝于缸54中，使得活塞58可作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由裝于殼體50上的彈性件60支撐的移動(dòng)器62安裝在活塞58中，使得移動(dòng)器62可作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，蓄冷器64裝在移動(dòng)器62和冷端52之間。
熱交換室66被設(shè)置在殼體50中和缸54的下部，與缸54和蓄冷器64相通，因而熱交換室66可使缸54和蓄冷器64中的流體進(jìn)行熱交換。內(nèi)部熱交換器68裝于熱交換室66中，圍繞熱交換室66的外部熱交換器69安裝在殼體50的外表面上，使得殼體50夾在內(nèi)部熱交換器68和外部熱交換器69之間。
此處，將熱交換室66構(gòu)成為使得沿缸54的軸向彼此分開(kāi)的缸54的兩個(gè)接觸部分53和53′與殼體50接觸，并使缸54的下接觸部分53′的寬度比缸54的上接觸部分53的寬度窄。此外，殼體50具有階梯式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)臺(tái)階51和51′，使得殼體50的上臺(tái)階51與缸54的上接觸部分53接觸，使殼體50的下臺(tái)階51′與缸54的下接觸部分53′接觸，借此構(gòu)成為熱交換室66。
流體在處于缸54和蓄冷器64之間的熱交換室66中流動(dòng)，并要求墊圈70起使熱交換室66保持氣密密封狀態(tài)、將缸54夾在殼體50的臺(tái)階51和51′之間的間隙中、及防止沿缸54的軸向發(fā)生變化的作用。
由于殼體50的上臺(tái)階51對(duì)缸54的軸向影響較大，所以將墊圈70安置在殼體50的上臺(tái)階51處。
據(jù)此，使凸緣55從缸54的外表面沿徑向垂直地突出，并使其沿缸54的軸向設(shè)置在殼體50的上臺(tái)階51上，而將墊圈70夾在殼體50的上臺(tái)階51和缸54的凸緣55之間。
以上所述墊圈70呈環(huán)形，使其插在缸54的整個(gè)外周邊上，以使熱交換室66氣密密封。此外，墊圈70的半徑、即從墊圈70的中心到墊圈70的外周邊的距離與沿缸54的徑向從缸54的中心到缸54的凸緣55之間的距離近似相等。此處，為了沿缸54的徑向均勻壓緊環(huán)形墊圈70和嚴(yán)實(shí)地密封住熱交換室66，缸54的凸緣55也為環(huán)形。所以，墊圈70和缸54的凸緣55具有相同形狀。
由于殼體50的上臺(tái)階51和缸54的凸緣55彼此通過(guò)螺釘80相連，墊圈70包括通孔71，螺釘80插入該通孔中，使得墊圈70與缸54一起固定在殼體50上。
用于使熱交換室66嚴(yán)格地保持密封狀態(tài)的O形圈72被設(shè)置在缸54的下接觸部分53′處。O形圈72和墊圈70沿缸54的軸向與熱交換室66相對(duì)，因此可保持熱交換室66的密封狀態(tài)。
此外，用于保持內(nèi)部熱交換器68的密封狀態(tài)的O形圈74被設(shè)置在位于熱交換室66的高度的缸54的外表面上下面詳細(xì)描述本發(fā)明的低溫制冷裝置的運(yùn)行和作用。
在線性電機(jī)56運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，活塞58朝靠近冷端52的方向運(yùn)動(dòng)，缸54中的流體流過(guò)熱交換室66和蓄冷器64，并在蓄冷器64和冷端52之間流動(dòng)。然后，蓄冷器64和移動(dòng)器62朝離開(kāi)冷端52的方向運(yùn)動(dòng)。
另一方面，在借助于線性電機(jī)56的運(yùn)轉(zhuǎn)活塞55朝離開(kāi)冷端52的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，充入蓄冷器64和冷端52之間的間隙的流體流入蓄冷器64和熱交換室66，并再次充入缸54中。
此處，由于熱交換室66通過(guò)墊圈70和O形圈72及74保持嚴(yán)格的密封狀態(tài)，充入熱交換室66的流體不會(huì)泄漏到蓄冷器64以外的空間。
由于殼體50的上臺(tái)階51和缸54的凸緣55之間的墊圈70沿缸54的軸向被壓緊，很容易將缸54組裝在殼體50中。此外，活塞58和移動(dòng)器62沿缸54的軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因而可提高缸54、活塞58和移動(dòng)器62的使用壽命。
盡管為了說(shuō)明而公開(kāi)了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)懂得，在不超出所附的權(quán)利要求書(shū)所披露的本發(fā)明的構(gòu)思和保護(hù)范圍的前提下，可以作出各種改型、增補(bǔ)和替換。
權(quán)利要求
1.一種斯特令冷卻裝置，包括一殼體，其帶有設(shè)在其一端處的一冷端；一缸，其被固定地安裝在所述殼體中并在其內(nèi)部帶有可往復(fù)運(yùn)動(dòng)的一活塞；一移動(dòng)器，其被安裝在所述活塞內(nèi)，從而所述移動(dòng)器可作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；一蓄冷器，其被設(shè)置在所述移動(dòng)器和所述冷端之間；一熱交換器，其與所述蓄冷器和所述缸相連；及一墊圈，其沿所述缸的一軸向被設(shè)置在一區(qū)域處，在所述區(qū)域中所述缸與所述殼體接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的斯特令冷卻裝置，其中，所述熱交換器包括安裝在位于所述缸和所述殼體之間的一熱交換室中的一內(nèi)部熱交換器，和安裝在所述殼體的與所述內(nèi)部熱交換器相對(duì)的一外表面處的一外部熱交換器；及所述墊圈被設(shè)置在在所述熱交換室上，用于使所述熱交換室保持密封狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求2所述的斯特令冷卻裝置，其中，一O形圈被安裝在所述缸的與所述內(nèi)部熱交換器相對(duì)的一外表面上。
4.如權(quán)利要求2所述的斯特令冷卻裝置，其中，一O形圈沿所述缸的徑向被安裝在用于限定所述熱交換室的、接觸所述殼體的所述缸的一部分上。
5.如權(quán)利要求4所述的斯特令冷卻裝置，其中，所述O形圈和所述墊圈沿所述缸的所述軸向分別位于所述熱交換室的相對(duì)側(cè)上。
6.如權(quán)利要求1所述的斯特令冷卻裝置，其中，所述墊圈夾在從所述缸的一外表面垂直突出的一凸緣和其上設(shè)置有所述凸緣的所述殼體的一臺(tái)階之間。
7.如權(quán)利要求6所述的斯特令冷卻裝置，其中，形成用于通過(guò)螺釘連接所述缸的所述凸緣和所述殼體的所述臺(tái)階的通孔穿過(guò)所述墊圈。
8.如權(quán)利要求6所述的斯特令冷卻裝置，其中，所述墊圈為環(huán)形，使得其被嵌入所述缸的所述外表面。
9.一種斯特令冷卻裝置，包括一殼體，其帶有設(shè)在其一端處的一冷端；一缸，其被固定地安裝于所述殼體中并在其內(nèi)部帶有可往復(fù)運(yùn)動(dòng)的一活塞；一移動(dòng)器，其被安裝在所述活塞內(nèi)，從而所述移動(dòng)器可作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；一蓄冷器，其被設(shè)置在所述移動(dòng)器和所述冷端之間；一熱交換器，其包括內(nèi)部和外部單元，所述內(nèi)部和外部單元分別被安裝在位于所述缸和所述殼體之間并與所述蓄冷器和所述缸相連的一熱交換室的內(nèi)側(cè)和外側(cè)；及一墊圈，其被夾在從所述缸的一外表面垂直突出的一凸緣和其上沿所述缸的軸向設(shè)置有所述凸緣的所述殼體的一臺(tái)階之間，用于使所述熱交換室保持密封狀態(tài)。
10.如權(quán)利要求9所述的斯特令冷卻裝置，其中，形成通過(guò)螺釘連接所述缸的所述凸緣和所述殼體的所述臺(tái)階的通孔穿過(guò)所述墊圈。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種斯特令冷卻裝置，其中，缸固定安裝在殼體中，沿缸的徑向從缸的外表面垂直突出一凸緣，其上設(shè)置有該凸緣的臺(tái)階沿缸的軸向設(shè)于殼體內(nèi)，在殼體的臺(tái)階和缸的凸緣之間夾有墊圈，借此可防止墊圈對(duì)缸的軸線產(chǎn)生影響，并可使殼體與缸之間保持密封狀態(tài)。
文檔編號(hào)F25B9/14GK1648553SQ20041006285
公開(kāi)日2005年8月3日 申請(qǐng)日期2004年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月29日
發(fā)明者樸鐘振 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社