專利名稱:一種高效率的無(wú)磁制冷機(jī)的制作方法
本發(fā)明屬于微型制冷裝置。
超導(dǎo)量子干涉儀(SQUID)在電磁測(cè)量中具有獨(dú)特的工作性能。通常它們工作時(shí)需用液氦冷卻，由于液氦技術(shù)的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于超導(dǎo)器件本身，限制了SQUID的廣泛應(yīng)用。采用低功率的無(wú)磁制冷機(jī)可能滿足SQUID的冷卻要求，特別是近年發(fā)展的高TC合金的薄膜SQUID。
美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局J.Zimmerman等人開(kāi)發(fā)的無(wú)磁制冷機(jī)，其排出器由尼龍推移活塞和環(huán)氧玻璃鋼氣缸組成，采用間隙蓄冷技術(shù)。但是，由于低溫下(特別是10K以下)材料的熱容急劇降低，蓄冷器的失效率大為增加，因而必須加大排出器(間隙蓄冷器)的長(zhǎng)度才能達(dá)到制冷要求，而且無(wú)熱負(fù)荷下的最低制冷溫度不能低于6.5K。
此外，Zimmerman等人的無(wú)磁制冷機(jī)，采用氣體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，它是由兩臺(tái)膜壓機(jī)、一臺(tái)空氣壓縮機(jī)、一臺(tái)真空泵、一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)和四只電磁閥組成的。兩臺(tái)膜式壓縮機(jī)分別提供排出器的工作壓力和驅(qū)動(dòng)壓力。這兩臺(tái)膜壓機(jī)的壓力源是由一臺(tái)空氣壓縮機(jī)提供的。膜壓機(jī)工作時(shí)需用一臺(tái)輔助真空泵抽氣以防壓縮空氣透過(guò)橡皮隔膜。膜壓機(jī)的相位角采用由微型計(jì)算機(jī)控制的四個(gè)電磁閥來(lái)保證。這就增加了制冷系統(tǒng)的復(fù)雜性，加劇了振動(dòng)，提高了成本，增加了使用和攜帶的不便。本發(fā)明就是針對(duì)上述缺點(diǎn)作了改進(jìn)，采用多層疊片式推移活塞與雙活塞式壓縮機(jī)的氣動(dòng)裝置。
圖1是排出器的示意圖。圖中〔1〕是多層疊片式推移活塞，〔2〕是氣缸，〔3〕是芯棒，〔4〕是鋁箔，〔5〕是環(huán)氧玻璃布。
本發(fā)明的要點(diǎn)在于排出器中的推移活塞可采用多層疊片粘結(jié)壓制而成的多層疊片式推移活塞。多層疊片可采用一層鋁箔和一層環(huán)氧玻璃布相間重疊，并粘結(jié)壓制而成。其目的在于通過(guò)鋁箔的徑向?qū)?，增大推移活塞的熱滲透深度，克服尼龍活塞熱滲透深度不大的缺點(diǎn)。采用玻璃布間隔層可以避免活塞軸向?qū)幔蚨梢蕴岣咝罾湫?。同時(shí)，由于多層推移活塞的熱膨脹率與玻璃鋼氣缸相近，可以減小因尼龍和玻璃鋼低溫下收縮不一致的調(diào)節(jié)量。多層排出器可采用預(yù)先制成一定厚度并開(kāi)有中心孔的鋁箔玻璃鋼圓片，然后一根車制成的芯棒穿入多層疊的中心孔經(jīng)粘接壓制而成。采用芯棒的目的，是增加推移活塞的軸向強(qiáng)度，同時(shí)為多級(jí)活塞的級(jí)間連接提供足夠的開(kāi)孔強(qiáng)度。由于本發(fā)明的多層疊片式推移活塞具有熱滲透深度大，蓄冷效率高等特點(diǎn)，因而制成的排出器尺寸可以減小，極限制冷溫度有可能進(jìn)一步降低。
圖2是采用雙活塞式壓縮機(jī)的氣動(dòng)型無(wú)磁制冷機(jī)的系統(tǒng)示意圖。圖中〔6〕是主活塞式壓縮機(jī)，〔7〕是副活塞式壓縮機(jī)，〔8〕為排出器，〔9〕為排出器的氣動(dòng)活塞，〔10〕為轉(zhuǎn)動(dòng)軸，〔11〕為馬達(dá)，〔12〕為旋轉(zhuǎn)式密封結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的要點(diǎn)在于可采用主活塞式壓縮機(jī)將工質(zhì)壓縮到所需的工作壓力，可由副活塞式壓縮機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)活塞，兩壓機(jī)的相位角可用同軸控制，其中副活塞壓縮機(jī)可采用雙作用壓縮，控制排出器氣動(dòng)活塞的上下運(yùn)動(dòng)。兩壓縮機(jī)可裝在同一機(jī)殼中，通過(guò)旋轉(zhuǎn)密封與馬達(dá)相接。采用本發(fā)明的具有雙活塞壓縮機(jī)的氣動(dòng)式無(wú)磁制冷機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、攜帶方便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明提出的多層疊片式推移活塞和雙活塞壓縮機(jī)的氣動(dòng)機(jī)構(gòu)，不僅適用于無(wú)磁制冷機(jī)，還可以用于其它類型的制冷機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)磁制冷機(jī)，它具有排出器、壓縮機(jī)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。其特征在于所說(shuō)的排出器中的推移活塞是采用多層疊片粘結(jié)壓制而成的多層疊片式推移活塞。所說(shuō)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，它具有主活塞式壓縮機(jī)、付活塞式壓縮機(jī)。并同軸驅(qū)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的無(wú)磁制冷機(jī)，其特征在于所說(shuō)的多層疊片是采用一層鋁箔和一層環(huán)氧玻璃布相間重疊。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1、2所述的無(wú)磁制冷機(jī)，其特征在于玻璃鋼多層疊園片中心有個(gè)小孔，孔內(nèi)穿有一根芯棒。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的無(wú)磁制冷機(jī)，其特征在于所說(shuō)的付活塞式壓縮機(jī)是雙作用壓縮機(jī)。
專利摘要
一種低振動(dòng)高效率的無(wú)磁制冷機(jī)，它具有多層疊片式的排出器推移活塞和雙壓縮式的氣體驅(qū)動(dòng)裝置，其中排出器推移塞是由一層鋁箔和一層環(huán)氧玻璃布的多層疊片組成的，多層疊片中開(kāi)有中心小孔，穿入一根芯棒粘結(jié)壓制而成。制冷機(jī)的氣體驅(qū)動(dòng)裝置，具有兩臺(tái)主、副活塞壓縮機(jī)，其中副壓機(jī)可采用雙壓縮，與主壓機(jī)同軸運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)回轉(zhuǎn)密封與馬達(dá)相接。
文檔編號(hào)F25B33/00GK85200119SQ85200119
公開(kāi)日1985年10月10日 申請(qǐng)日期1985年4月1日
發(fā)明者陳國(guó)邦, 張法高, 李式謨, 黃志秀, 鄭建耀 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan