專利名稱：一種油潤滑的穩(wěn)定流動壓縮機制冷機的壓力波發(fā)生系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于制冷與低溫技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是涉及一種用于GM制冷機或GM型脈沖管制冷機的油潤滑的穩(wěn)定流動壓縮機制冷機的壓力波發(fā)生系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
利用穩(wěn)定流動壓縮機驅(qū)動的低溫制冷機，例如GM制冷機和GM型脈沖管制冷機，是一種采用蓄冷器的回?zé)崾叫⌒偷蜏刂评錂C。其低溫部分結(jié)構(gòu)緊湊，制冷效率高。目前，這類制冷機的壓力波發(fā)生系統(tǒng)均含有復(fù)雜的油潤滑過濾系統(tǒng)。以有閥的活塞式壓縮機驅(qū)動的低溫制冷機為例，如圖1所示，典型的GM制冷機的壓力波發(fā)生系統(tǒng)包括依次相連并形成回路的一個壓縮機1、第一輸油氣管路2及其上的第一單向閥3、第二輸油氣管路5、第一輸氣管路7、安裝在旋轉(zhuǎn)電機9和制冷機間的平面旋轉(zhuǎn)閥8、第二輸氣管路11、第四單向閥14，在第一單向閥3和第四單向閥14之間還分別并聯(lián)地連接有一級油過濾系統(tǒng)4和第三單向閥13；二級油過濾系統(tǒng)6和第二單向閥12。所述的壓縮機1也可以是無閥的容積式壓縮機。但是因為這類穩(wěn)定流動壓縮機驅(qū)動的制冷機的壓力波發(fā)生系統(tǒng)的關(guān)鍵部件—平面旋轉(zhuǎn)閥8直接和制冷機相連，潤滑油容易進入制冷機，從而增加流動阻力和降低傳熱性能，而使得制冷機的性能下降，特別是工作在低溫下的制冷機還會因為潤滑油凍結(jié)堵塞流道而不能工作，所以平面旋轉(zhuǎn)閥8通常是不能采用潤滑油潤滑的。
但是，由于平面旋轉(zhuǎn)閥的無油潤滑，將導(dǎo)致以下的問題(1)由于平面旋轉(zhuǎn)閥的高低壓閥門的干摩擦，導(dǎo)致其可靠性極差；(2)或者，為了減少因無油潤滑帶來的干摩擦從而降低系統(tǒng)效率的問題，平面旋轉(zhuǎn)閥需選用優(yōu)質(zhì)耐磨材料，同時還要求其具有精密的加工工藝和機械性能，由此導(dǎo)致其制作成本相對較高；而且，沒有油潤滑的平面旋轉(zhuǎn)閥使用壽命不長，結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，從而極大得影響了它的應(yīng)用；(3)油過濾系統(tǒng)一般存在吸附材料的飽和問題，其壽命最長也僅為1～2年左右。因此，盡管這類制冷機有很多潛在用途，但目前仍然沒有得到大規(guī)模的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)采用無油潤滑的穩(wěn)定流動壓縮機制冷機的壓力波發(fā)生系統(tǒng)存在的可靠性極差、平面旋轉(zhuǎn)閥制作成本高且壽命短、油過濾系統(tǒng)易飽和的缺陷，從而提供一種可以采用油潤滑平面旋轉(zhuǎn)閥、且消除了復(fù)雜油過濾系統(tǒng)飽和問題、高可靠性、低成本的油潤滑的穩(wěn)定流動壓縮機制冷機的壓力波發(fā)生系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的是通過如下的技術(shù)方案實現(xiàn)的本發(fā)明提供一種油潤滑的穩(wěn)定流動壓縮機制冷機的壓力波發(fā)生系統(tǒng)，包括依次相連并形成回路的一個壓縮機1、第一輸油氣管路2、安裝在旋轉(zhuǎn)電機9和制冷機間的平面旋轉(zhuǎn)閥8、第二輸油氣管路5，其特征在于還包括安裝于平面旋轉(zhuǎn)閥8與制冷機間的彈性膜15；所述的平面旋轉(zhuǎn)閥8是通過裝在壓縮機1的腔體底部的潤滑油潤滑的閥門，在旋轉(zhuǎn)電機的帶動下交替地將制冷機連接管與壓縮機的高、低壓連通，從而為制冷系統(tǒng)產(chǎn)生一個壓力波。
所述的壓縮機1，它可以是有閥的活塞式壓縮機，也可以是無閥的容積式壓縮機。有閥的活塞式壓縮機包括旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動和直線電機驅(qū)動兩類，而無閥的容積式壓縮機包括螺桿壓縮機、離心壓縮機、滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機、渦旋壓縮機等。它們的作用是提供一種具有高、低壓力的穩(wěn)定流動。
所述的壓縮機1為有閥的活塞式壓縮機時，還包括第一輸油氣管路2上的第一單向閥3、和第二輸油氣管路5上的第四單向閥14。
所述的彈性膜為高彈性的有機材料或金屬材料制得的膜片，所述的有機材料為氟橡膠、乳膠、天然橡膠等，所述的金屬材料則為鈹青銅、彈性不銹鋼材料等，它們的厚度和直徑的大小根據(jù)所在截面的體積流量和彈性材料的疲勞極限加以設(shè)計。通常，彈性膜的材料厚度在0.3～5mm之間，而其截面積大小可以根據(jù)壓縮機的氣量加以確定，其原則是保證彈性膜的位移量小于許用位移量，這樣，彈性膜的壽命可以遠大于系統(tǒng)的使用壽命。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的油潤滑的穩(wěn)定流動壓縮機制冷機的壓力波發(fā)生系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)在于使用了一種高彈性膜，它既可以有效地將壓縮機的機械功以聲波的形式傳遞到制冷系統(tǒng)，又可以阻止壓力波發(fā)生系統(tǒng)中的潤滑油進入到制冷系統(tǒng)。此外，本發(fā)明的優(yōu)點還在于(1)由于潤滑的效果，使平面旋轉(zhuǎn)閥的使用壽命大大提高；
(2)可以降低平面旋轉(zhuǎn)閥的機械加工難度，降低成本；(3)減小了摩擦損失，可提高驅(qū)動平面旋轉(zhuǎn)閥的電機的工作效率；(4)該壓力波發(fā)生系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)得到進一步的簡化，不需要采用吸附材料的復(fù)雜油過濾系統(tǒng)，不存在飽和的問題。
因此，該技術(shù)將使現(xiàn)有的GM制冷機在保持原有的高效緊湊的同時使其可靠性得到大幅度提高，且制作成本得到很大的降低。


圖1是傳統(tǒng)的無油潤滑的GM制冷機的壓力波發(fā)生系統(tǒng)示意圖；圖2是本發(fā)明實施例1的油潤滑的GM制冷機的壓力波發(fā)生系統(tǒng)示意圖；圖3是本發(fā)明實施例2的油潤滑的GM制冷機的壓力波發(fā)生系統(tǒng)示意圖；其中，1壓縮機，2第一輸油氣管路，3第一單向閥，4一級油過濾系統(tǒng)，5第二輸油氣管路，6二級油過濾系統(tǒng)，7第一輸氣管路，8平面旋轉(zhuǎn)閥，9旋轉(zhuǎn)電機，10機殼，11第二輸氣管路，12第二單向閥，13第三單向閥，14第四單向閥，15彈性膜。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例進一步詳細說明本發(fā)明提供的油潤滑的穩(wěn)定流動壓縮機制冷機的壓力波發(fā)生系統(tǒng)。
實施例1如圖2所示，本發(fā)明提供的用于GM型制冷機的壓力波發(fā)生系統(tǒng)包括依次相連并形成回路的一個旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動的有閥型活塞壓縮機1、第一輸油氣管路2及其上的第一單向閥3、安裝在旋轉(zhuǎn)電機9和制冷機間的平面旋轉(zhuǎn)閥8、第二輸油氣管路5、第四單向閥14。在平面旋轉(zhuǎn)閥8與制冷機間安裝一美國杜邦公司生產(chǎn)的Viton牌號的氟橡膠材料所制作的彈性膜15。
裝在壓縮機1底部的潤滑油經(jīng)壓縮機壓縮，隨氣體進入平面旋轉(zhuǎn)閥8，使其得到良好潤滑，而在閥里積累的潤滑油則在制冷機系統(tǒng)低壓時隨氣體返回到壓縮機里，重新進行循環(huán)。
平面旋轉(zhuǎn)閥8在旋轉(zhuǎn)電機的帶動下交替地將制冷機連接管與壓縮機的高、低壓連通，從而為制冷系統(tǒng)產(chǎn)生一個壓力波。壓力波通過彈性膜的作用將機械能(以聲波的形式)輸送到制冷系統(tǒng)，由于該彈性膜15的作用，潤滑油將不會進入到制冷系統(tǒng)。
該壓力波發(fā)生系統(tǒng)采用氦氣等惰性氣體作為工質(zhì)。
實施例2如圖3所示，本發(fā)明提供的用于GM型制冷機的壓力波發(fā)生系統(tǒng)包括依次相連并形成回路的一個螺桿壓縮機1、第一輸油氣管路2、安裝在旋轉(zhuǎn)電機9和制冷機間的平面旋轉(zhuǎn)閥8、第二輸油氣管路5。在平面旋轉(zhuǎn)閥8與制冷機間安裝一鈹青銅材料所制作的彈性膜15。
裝在壓縮機1底部的潤滑油經(jīng)壓縮機壓縮，隨氣體進入平面旋轉(zhuǎn)閥8，使其得到良好潤滑，而在閥里積累的潤滑油則在制冷機系統(tǒng)低壓時隨氣體返回到壓縮機里，重新進行循環(huán)。
平面旋轉(zhuǎn)閥8在旋轉(zhuǎn)電機的帶動下交替地將制冷機連接管與壓縮機的高、低壓連通，從而為制冷系統(tǒng)產(chǎn)生一個壓力波。壓力波通過彈性膜的作用將機械能(以聲波的形式)輸送到制冷系統(tǒng)，由于該彈性膜15的作用，潤滑油將不會進入到制冷系統(tǒng)。
該壓力波發(fā)生系統(tǒng)采用氦氣等惰性氣體作為工質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種油潤滑的穩(wěn)定流動壓縮機制冷機的壓力波發(fā)生系統(tǒng)，包括依次相連并形成回路的一個壓縮機(1)、第一輸油氣管路(2)、安裝在旋轉(zhuǎn)電機(9)和制冷機間的平面旋轉(zhuǎn)閥(8)、第二輸油氣管路(5)，其特征在于還包括一安裝于平面旋轉(zhuǎn)閥(8)與制冷機間的彈性膜(15)；所述的平面旋轉(zhuǎn)閥(8)是通過裝在壓縮機(1)的腔體底部的潤滑油潤滑的閥門，在旋轉(zhuǎn)電機的帶動下交替地將制冷機連接管與壓縮機的高、低壓連通，從而為制冷系統(tǒng)產(chǎn)生一個壓力波。
2.如權(quán)利要求1所述的油潤滑的穩(wěn)定流動壓縮機制冷機的壓力波發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于所述的壓縮機(1)為有閥的活塞式壓縮機或無閥的容積式壓縮機。
3.如權(quán)利要求2所述的油潤滑的穩(wěn)定流動壓縮機制冷機的壓力波發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于所述的有閥的活塞式壓縮機為旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動或直線電機驅(qū)動壓縮機。
4.如權(quán)利要求2所述的油潤滑的穩(wěn)定流動壓縮機制冷機的壓力波發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于所述的無閥的容積式壓縮機為螺桿壓縮機、離心壓縮機、滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機、或渦旋壓縮機。
5.如權(quán)利要求1所述的油潤滑的穩(wěn)定流動壓縮機制冷機的壓力波發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于所述的彈性膜為高彈性的有機材料或金屬材料制得的膜片。
6.如權(quán)利要求1或5所述的油潤滑的穩(wěn)定流動壓縮機制冷機的壓力波發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于所述的彈性膜為氟橡膠、乳膠、或天然橡膠制得的膜片。
7.如權(quán)利要求1或5所述的油潤滑的穩(wěn)定流動壓縮機制冷機的壓力波發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于所述的彈性膜為鈹青銅、或不銹鋼材料制得的膜片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油潤滑的穩(wěn)定流動壓縮機制冷機的壓力波發(fā)生系統(tǒng)，包括依次相連并形成回路的一個壓縮機、輸油氣管路、安裝在旋轉(zhuǎn)電機和制冷機間的平面旋轉(zhuǎn)閥，其特征在于還包括一安裝于平面旋轉(zhuǎn)閥與制冷機間的彈性膜；所述的平面旋轉(zhuǎn)閥經(jīng)潤滑油潤滑的。所述的彈性膜為高彈性的有機材料或金屬材料制得的膜片。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的油潤滑的穩(wěn)定流動壓縮機制冷機的壓力波發(fā)生系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)在于使用了一種高彈性膜，它既可以有效地將壓縮機的機械功以聲波的形式傳遞到制冷系統(tǒng)，又可以阻止壓力波發(fā)生系統(tǒng)中的潤滑油進入到制冷系統(tǒng)。使得現(xiàn)有的GM制冷機在保持原有的高效緊湊的同時使其可靠性得到大幅度提高，且制作成本得到很大的降低。
文檔編號F25B9/14GK1687674SQ200510011729
公開日2005年10月26日 申請日期2005年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月17日
發(fā)明者羅二倉, 余國瑤, 戴巍, 吳劍峰 申請人:中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所