專(zhuān)利名稱(chēng)：用于同軸脈管制冷機(jī)的螺紋焊接整體狹縫式冷頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制冷技術(shù)領(lǐng)域的制冷機(jī)的構(gòu)件，具體是一種用于同軸脈管制 冷機(jī)的螺紋焊接整體狹縫式冷頭。
背景技術(shù)：
脈管制冷機(jī)是利用高低壓氣體對(duì)脈管空腔的充放氣過(guò)程獲得制冷效果的。根 據(jù)脈管制冷機(jī)中蓄冷器和脈管的位置，又可以分為同軸型，U型和連軸型。從結(jié) 構(gòu)上來(lái)看，對(duì)于優(yōu)化的同軸布置的脈管制冷機(jī)，它們更以結(jié)構(gòu)緊湊，體積小受到 廣泛的關(guān)注。
人們一直在改進(jìn)脈管制冷機(jī)的結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)一步提高它的性能。同軸型脈管制冷 機(jī)中的氣體在冷端產(chǎn)生制冷效應(yīng)，蓄冷器中的氣體經(jīng)過(guò)冷端換熱器后折彎180° 進(jìn)入脈管中，因此脈管冷端的導(dǎo)流、換熱結(jié)構(gòu)對(duì)制冷機(jī)的性能影響很大。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專(zhuān)利CN101067523 "—種用于同軸型脈 管制冷機(jī)的整體式冷頭"，其冷頭由紫銅塊的圓柱體構(gòu)成，整體式冷頭為圓柱體， 圓柱體底部沿外周有一用于與蓄冷器外殼焊接的翻邊，圓柱體中心開(kāi)有圓孔，圓 孔四周開(kāi)有均布的放射狀的狹縫，狹縫深度與圓孔深度相等，在柱狀體上與圓孔 同軸開(kāi)有一用于制冷機(jī)的脈管插入的環(huán)形槽道，環(huán)形槽道的深度要小于狹縫深 度，以便蓄冷器冷端氣體通過(guò)狹縫與脈管中的氣體交流。此冷頭在中心開(kāi)有圓孔， 并且有一定深度，形成比較大的冷頭空體積。而且做為脈管冷端的層流化元件， 中心圓孔及輻射式狹縫結(jié)構(gòu)對(duì)工質(zhì)氣體的層流化效果不佳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種用于同軸脈管制冷機(jī)的螺紋 焊接整體狹縫式冷頭，該冷頭集脈管冷端氣體導(dǎo)流器、蓄冷器冷端氣體均布器、 冷端換熱器于一體，本發(fā)明用了獨(dú)特的螺紋焊接方式及整體狹縫式結(jié)構(gòu)，可以保 證焊接的可靠性，提高了在高壓氣體下檢漏的安全性。同時(shí)選擇合適的槽數(shù)和槽 寬可以使該冷頭具有換熱面積大，低的冷頭空體積和低的壓力損失。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明所述冷頭整體包括上冷頭、下冷 頭、冷端擋板和紫銅絲網(wǎng)，上冷頭和下冷頭螺紋連接后再焊接，冷頭整體中間有 冷端擋板，冷端擋板內(nèi)填充有紫銅絲網(wǎng)。
所述下冷頭為一塊圓柱體，分為兩層即底座和凸臺(tái)，凸臺(tái)上有軸向?qū)ΨQ(chēng)的均 勻分布的狹縫，狹縫深度與凸臺(tái)的高度相同。底座外周有外螺紋。
所述上冷頭為一圓柱體，其中心有一圓孔，圓孔四周有均布的放射狀的狹縫， 狹縫的寬度長(zhǎng)度與下冷頭上的狹縫一致，下端有沉 L，沉孔深度與下冷頭凸臺(tái)高 度相同，并與下冷頭的凸臺(tái)形成配合，沉孔外徑圓周與狹縫的外徑圓周相同。狹 縫的寬度與數(shù)目和下冷頭的相同。
所述上冷頭兩端為內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)，與所述下冷頭的外螺紋進(jìn)行配合，另一端可 以與蓄冷器螺紋配合，并且配合后均留有余量以供焊接。
本發(fā)明上述結(jié)構(gòu)可以保證焊接的可靠性，提高了在高壓氣體下檢漏的安全 性。同時(shí)選擇合適的狹縫數(shù)和狹縫寬可以使該冷頭具有換熱面積大，低的冷頭空 體積和低的壓力損失。
所述冷端擋板為一環(huán)狀圓柱體結(jié)構(gòu)，靠近下冷頭的部分填充有紫銅絲網(wǎng)，余 下部分為脈管插入部分，蓄冷器中的氣體通過(guò)冷頭的狹縫和紫銅絲網(wǎng)進(jìn)入到脈管 中。
所述狹縫可以采用開(kāi)槽的方式形成，沿上冷頭中心圓孔向外開(kāi)數(shù)條均勻分布 的徑向槽，沿下冷頭凸臺(tái)上表面向下開(kāi)槽，開(kāi)至下冷頭底座上表面，上下冷頭的 槽對(duì)齊，形成所述的狹縫。
所述下冷頭凸臺(tái)與上冷頭下端的沉孔形成配合，蓄冷器與脈管通過(guò)上下冷頭 形成的對(duì)齊的狹縫相通。
本發(fā)明中，冷端擋板以外部分的為蓄冷器冷端氣體均布器部分，冷端擋板以 內(nèi)部分為脈管冷端導(dǎo)流器層疊的紫銅絲網(wǎng)和脈管伸入段，紫銅絲網(wǎng)作為脈管冷端 導(dǎo)流器作用。蓄冷器和脈管中的氣體通過(guò)焊接式上、下冷頭的狹縫導(dǎo)通。氣體流 經(jīng)狹縫時(shí)，脈管制冷機(jī)產(chǎn)生的冷量通過(guò)對(duì)流換熱傳輸?shù)嚼漕^內(nèi)表面，再經(jīng)導(dǎo)熱傳 輸?shù)嚼漕^外表面；均布的狹縫在換熱同時(shí)，起到對(duì)氣體均布和導(dǎo)流的作用。
本發(fā)明的最大優(yōu)點(diǎn)是
1.該焊接式冷頭與工作氣體換熱面積大，冷量能有效地傳輸?shù)嚼漕^外表面。 均布的狹縫對(duì)蓄冷器的氣體均布和導(dǎo)流效果好，在脈管冷端利用層疊的紫銅絲網(wǎng)做為導(dǎo)流器，減少了冷端空體積，同時(shí)也對(duì)流入脈管內(nèi)的氣體起到了層流化的作 用，降低產(chǎn)生渦旋的可能性。
2.脈管制冷機(jī)冷端部分存在冷頭上部分與蓄冷器，上冷頭和下冷頭之間的 兩個(gè)焊接點(diǎn)，而且均是先螺紋連接，再焊接的結(jié)構(gòu)，保證焊接的可靠性和檢漏的 安全性。


圖l為本發(fā)明實(shí)施例俯視其中只標(biāo)注下冷頭、上冷頭和冷端擋板。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例軸向剖視其中剖切面經(jīng)過(guò)狹縫的剖視圖。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例軸向剖視其中剖切面不經(jīng)過(guò)狹縫的剖視圖。
圖4為本發(fā)明實(shí)施例上冷頭的俯視和軸向剖視其中(a)為俯視圖，(b)為剖切面經(jīng)過(guò)狹縫的剖視圖，(c)為剖切面 不經(jīng)過(guò)狹縫的剖視圖。
圖5為本發(fā)明實(shí)施例下冷頭的主視和俯視其中(a)為主視圖，(b)為俯視圖中上冷頭l、下冷頭2、冷端擋板3、紫銅絲網(wǎng)4、脈管5、蓄冷器6;沉孔 101、內(nèi)螺紋102、凸臺(tái)202上的槽201、凸臺(tái)202和底座203。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案 為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù) 范圍不限于下述的實(shí)施例。
如圖所示，本發(fā)明包括上冷頭1、下冷頭2、冷端擋板3和層疊紫銅絲網(wǎng)4 四部分構(gòu)成。上冷頭l兩端都有內(nèi)螺紋， 一端與下冷頭2的外螺紋連接后焊接， 另一端與蓄冷器6—端螺紋連接后焊接；上冷頭l中心開(kāi)有圓孔，圓孔四周開(kāi)有 均布的放射狀的狹縫，圓孔內(nèi)裝有冷端擋板3。在本發(fā)明的螺紋焊接一體式冷頭 中，冷端擋板3以外部分的為蓄冷器冷端氣體均布器部分，冷端擋板以內(nèi)部分為 脈管冷端導(dǎo)流器層疊的紫銅絲網(wǎng)4和脈管伸入段，紫銅絲網(wǎng)4作為脈管冷端導(dǎo)流 器作用。蓄冷器6和脈管5中的氣體通過(guò)焊接式下冷頭2的狹縫導(dǎo)通。氣體流經(jīng)狹縫時(shí)，脈管制冷機(jī)產(chǎn)生的冷量通過(guò)對(duì)流換熱傳輸?shù)嚼漕^內(nèi)表面，再經(jīng)導(dǎo)熱傳輸 到冷頭外表面；均布的狹縫在換熱同時(shí)，起到對(duì)氣體均布和導(dǎo)流的作用。
圖l所示為本發(fā)明實(shí)施例俯視圖，圖中顯示了上冷頭l、下冷頭2和冷端擋 板3三個(gè)零件，紫銅絲網(wǎng)4未顯示出。上冷頭1從中心圓孔向外徑向開(kāi)18條槽， 槽寬為0.4rara，槽的外徑與蓄冷器6絲網(wǎng)的外徑相同，槽的深度與冷端擋板3的 高度相同。下冷頭2凸臺(tái)部分也開(kāi)有18條0.4mm寬的槽。上下冷頭的槽對(duì)齊后 形成狹縫。中間冷端擋板3起到阻隔上冷頭1氣體和層疊紫銅絲網(wǎng)4中的氣體互 竄的作用，防止氣體不經(jīng)過(guò)下冷頭2的槽直接進(jìn)入到紫銅絲網(wǎng)4中去而降低冷頭 的整體換熱效果。
如圖2-3所示，為本發(fā)明實(shí)施例軸向剖視圖。冷端擋板3為一環(huán)狀圓柱體結(jié) 構(gòu)，其內(nèi)壁上半部分緊密配合脈管5冷端外壁，下部分填充紫銅絲網(wǎng)4做為脈管 的冷端導(dǎo)流器，并且利用下冷頭2和脈管5端面壓緊。紫銅絲網(wǎng)4為紫銅圓形絲 網(wǎng)。
如圖2-4所示，上冷頭1中心開(kāi)有圓孔，其內(nèi)壁與冷端擋板3外壁形成緊密 配合。上冷頭1下端有一沉孔101，沉孔101深度2mm，其內(nèi)徑與槽的外徑相同。 上冷頭1上下兩端均有內(nèi)螺紋102，上端與蓄冷器6相連后焊接，下端與下冷頭 2相連后焊接。上冷頭1的內(nèi)螺紋102和退刀槽的總長(zhǎng)度略長(zhǎng)于蓄冷器6冷端螺 紋長(zhǎng)度和下冷頭2的螺紋長(zhǎng)度，以便留出余量焊接。
如圖2-5所示下冷頭2分為凸臺(tái)202和底座203。凸臺(tái)202高為2mm，上有 軸向?qū)ΨQ(chēng)均勻分布的槽201，槽深至底座203上表面。凸臺(tái)高度和外徑與上冷頭 l沉孔的深度和內(nèi)徑相同，兩者形成配合。凸臺(tái)202上的槽與上冷頭1的槽對(duì)齊 形成狹縫，使蓄冷器6和脈管5能夠相通。底座203外周有螺紋，可與上冷頭l 下端的內(nèi)螺紋102配合。
本發(fā)明冷頭由高導(dǎo)熱率材料紫銅制成，冷頭整體由上冷頭和下冷頭兩部分焊 接而成，上下冷頭均可通過(guò)線切割的方法獲得很高的精度，焊接時(shí)可以保證上下 冷頭的槽能夠?qū)R。這種結(jié)構(gòu)可以保證焊接的可靠性，提高了在高壓氣體下檢漏 的安全性。同時(shí)選擇合適的槽數(shù)和槽寬可以使該冷頭具有換熱面積大，低的冷頭 空體積和低的壓力損失。
權(quán)利要求
1、一種用于同軸脈管制冷機(jī)的螺紋焊接整體狹縫式冷頭，其特征在于包括上冷頭、下冷頭、冷端擋板和紫銅絲網(wǎng)，上冷頭和下冷頭螺紋連接后再焊接，冷頭整體中間有冷端擋板，冷端擋板內(nèi)填充有紫銅絲網(wǎng)，其中所述下冷頭分為底座和凸臺(tái)，凸臺(tái)上有軸向?qū)ΨQ(chēng)的均勻分布的狹縫，狹縫深度與凸臺(tái)的高度相同，底座外周有外螺紋；所述上冷頭為一圓柱體，其中心有一圓孔，圓孔四周有均布的放射狀的狹縫，狹縫的寬度長(zhǎng)度與下冷頭上的狹縫一致，下端有沉孔，沉孔深度與下冷頭凸臺(tái)高度相同，并與下冷頭的凸臺(tái)形成配合，上冷頭狹縫的寬度與數(shù)目和下冷頭上狹縫的寬度與數(shù)目相同；所述上冷頭兩端為內(nèi)螺紋，與所述下冷頭的外螺紋進(jìn)行配合，另一端與蓄冷器螺紋配合。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于同軸脈管制冷機(jī)的螺紋焊接整體狹縫式冷頭， 其特征是，所述冷端擋板為一環(huán)狀圓柱體結(jié)構(gòu)，靠近下冷頭的部分填充有紫銅絲 網(wǎng)，余下部分為脈管插入部分，蓄冷器中的氣體通過(guò)冷頭的狹縫和紫銅絲網(wǎng)進(jìn)入 到脈管中。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于同軸脈管制冷機(jī)的螺紋焊接整體狹縫式冷頭， 其特征是，所述上冷頭，其上的沉孔外徑圓周與狹縫的外徑圓周相同。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的用于同軸脈管制冷機(jī)的螺紋焊接整體狹縫式 冷頭，其特征是，所述狹縫為槽，沿上冷頭中心圓孔向外開(kāi)數(shù)條均勻分布的徑向 槽，沿下冷頭凸臺(tái)上表面向下開(kāi)槽，開(kāi)至下冷頭底座上表面，上下冷頭的槽對(duì)齊， 形成所述的狹縫。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于同軸脈管制冷機(jī)的螺紋焊接整體狹縫式冷頭， 其特征是，所述下冷頭凸臺(tái)與上冷頭下端的沉孔形成配合，蓄冷器與脈管通過(guò)上 下冷頭形成的對(duì)齊的狹縫相通。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種制冷技術(shù)領(lǐng)域的用于同軸脈管制冷機(jī)的螺紋焊接整體狹縫式冷頭，包括上冷頭、下冷頭、冷端擋板和紫銅絲網(wǎng)，上冷頭和下冷頭螺紋連接后再焊接，冷頭整體中間有冷端擋板，冷端擋板內(nèi)填充有紫銅絲網(wǎng)，其中下冷頭分為底座和凸臺(tái)，凸臺(tái)上有軸向?qū)ΨQ(chēng)的均勻分布的狹縫，狹縫深度與凸臺(tái)的高度相同，底座外周有外螺紋；上冷頭為一圓柱體，其中心有一圓孔，圓孔四周有均布的放射狀的狹縫，狹縫的寬度長(zhǎng)度與下冷頭上的狹縫一致；所述上冷頭兩端為內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)與所述下冷頭的外螺紋進(jìn)行配合，另一端與蓄冷器螺紋配合，并且配合后均留有余量以供焊接。本發(fā)明具有很大的換熱面積，焊接結(jié)構(gòu)保證了高壓氣體檢漏的安全性和焊接的可靠性。
文檔編號(hào)F25B9/14GK101298948SQ20081003957
公開(kāi)日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2008年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月26日
發(fā)明者劉華萱, 巨永林, 偉 蘇 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)