專利名稱：脈沖管制冷機(jī)的直線型流線形進(jìn)氣結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利涉及脈沖管制冷機(jī)，特別涉及一種脈沖管制冷機(jī)的直線型流線形進(jìn)氣結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
脈沖管制冷機(jī)技術(shù)在20世紀(jì)60年代提出并于80年代獲得迅速發(fā)展。與斯特林制冷機(jī)或G-M制冷機(jī)相比，脈沖管制冷機(jī)以脈沖管來(lái)代替排出器，通過(guò)熱端調(diào)相機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)相位調(diào)機(jī)，具有機(jī)械振動(dòng)小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行壽命長(zhǎng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、低溫電子、超導(dǎo)技術(shù)、醫(yī)療儀器、移動(dòng)通信基站等領(lǐng)域有較大的優(yōu)越性和廣泛的應(yīng)用前景。根據(jù)蓄冷器2和脈沖管的相對(duì)位置不同，脈沖管制冷機(jī)主要有直線性布置、U形布置和同軸形布置三種結(jié)構(gòu)，如圖1所示。直線形布置中脈沖管3與蓄冷器2處于一條直線上，氣流在其中流動(dòng)無(wú)折返，阻力最小，制冷效率是三種方式中最高的，但由于其冷頭位于制冷機(jī)中部，不利于與器件耦合，且制冷機(jī)軸向尺寸成倍增加，管路布置及真空容器結(jié)構(gòu)變得非常復(fù)雜。同軸形布置指將中空的脈沖管3同軸布置在蓄冷器2中心，主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，冷頭方便與器件耦合，但這種布置使得氣流從環(huán)形蓄冷器2流入脈沖管時(shí)轉(zhuǎn)折180度，局部阻力增大，引起較大的不可逆損失，并且在蓄冷器2與脈沖管3共同管壁上產(chǎn)生熱交換損失也影響其性能，這種布置適用于對(duì)空間尺寸有特殊要求的場(chǎng)合。U形布置介于直線形和同軸形之間，與直線形相比其結(jié)構(gòu)較緊湊，與同軸形相比其流體通過(guò)U形過(guò)渡流到脈沖管，因轉(zhuǎn)折引起的損失較小。 進(jìn)氣結(jié)構(gòu)位于壓縮機(jī)I與蓄冷器2之間，蓄冷器2與壓縮機(jī)I之間通過(guò)進(jìn)氣結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)壓力與質(zhì)量的傳遞。理想情況下的進(jìn)氣結(jié)構(gòu)應(yīng)具備:1)空體積無(wú)限??；2)對(duì)流體產(chǎn)生的流動(dòng)阻力無(wú)限小兩個(gè)特點(diǎn)。常用進(jìn)氣結(jié)構(gòu)采用垂直型和直線型兩種布置方式，圖2給出針對(duì)U型和直線型布置的脈沖管制冷機(jī)的進(jìn)氣結(jié)構(gòu)的布置形式。圖2 (a)和圖2 (b)所示脈沖管制冷機(jī)采用垂直型布置方式的進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，氣流在經(jīng)過(guò)進(jìn)氣結(jié)構(gòu)進(jìn)入蓄冷器2時(shí)流動(dòng)方向發(fā)生直角偏轉(zhuǎn)；圖2 (c)和圖2 (d)所示脈沖管制冷機(jī)采用了直線型布置方式的進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，氣流在經(jīng)過(guò)進(jìn)氣結(jié)構(gòu)進(jìn)入蓄冷器2時(shí)流動(dòng)方向未發(fā)生偏轉(zhuǎn)。圖3給出采用常規(guī)直線型進(jìn)氣結(jié)構(gòu)的脈沖管制冷機(jī)示意圖。直線型進(jìn)氣結(jié)構(gòu)包括常規(guī)直線型擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)25、壓縮機(jī)端連管接頭7、連管9和蓄冷器端連管接頭11等部件，冷器端連管接頭11嵌入常規(guī)直線型擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)25聯(lián)結(jié)，連管9與壓縮機(jī)端連管接頭7及蓄冷器端連管接頭11分別通過(guò)銀焊在焊接點(diǎn)一 8和焊接點(diǎn)二 10進(jìn)行連接，通過(guò)密封圈一 6和密封圈二 12進(jìn)行密封。常規(guī)直線型進(jìn)氣結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在其形狀或構(gòu)造對(duì)流體產(chǎn)生的阻力上，如圖3所示，工作氣體流經(jīng)常規(guī)直線型進(jìn)氣結(jié)構(gòu)時(shí)，由于常規(guī)直線型進(jìn)氣結(jié)構(gòu)構(gòu)造造成流動(dòng)截面突然擴(kuò)大而產(chǎn)生紊流乃至射流，從而引起較大的不可逆損失。
發(fā)明內(nèi)容[0007]鑒于上述已有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，本專利提出一種適用于脈沖管制冷機(jī)的直線型流線形進(jìn)氣結(jié)構(gòu)。本專利的目的在于，當(dāng)進(jìn)氣結(jié)構(gòu)為直線型布置時(shí)，在脈沖管制冷機(jī)的壓縮機(jī)I和蓄冷器2之間設(shè)計(jì)一個(gè)流線形進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，通過(guò)優(yōu)化進(jìn)氣結(jié)構(gòu)的形狀和結(jié)構(gòu)，使氣流在通過(guò)直線型進(jìn)氣結(jié)構(gòu)時(shí)的流動(dòng)阻力和紊流擾動(dòng)最小，從而提升脈沖管制冷機(jī)的整機(jī)效率。一種脈沖管制冷機(jī)的直線型流線形進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，包括過(guò)渡管16、直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18和蓄冷器耦合座20，其特征在于:過(guò)渡管16的內(nèi)徑等于連管9的內(nèi)徑，其進(jìn)氣口端有深度約3 5mm的孔，孔徑等于或略小于連管9外徑，進(jìn)氣口端倒角角度為3(Γ60度，深度0.Γ0.5mm ;直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18由兩個(gè)焊接為一體的對(duì)稱槽結(jié)構(gòu)剖面件組成，槽結(jié)構(gòu)剖面件主要以內(nèi)表面型線CDdc為基準(zhǔn)的槽結(jié)構(gòu)為特征，槽表面粗糙度控制在0.05
0.1mm,內(nèi)表面型線OTdc由橢圓弧段⑶、dc，線段Dd等三段線平滑連接而成，點(diǎn)C距點(diǎn)K的距離約為cK水平方向距離的1/4 ;線段Dd分別光滑的連接橢圓弧段CD、dc，交點(diǎn)分別為點(diǎn)D、點(diǎn)d ;蓄冷器耦合座20距端面約為頂端厚度的1/3處有一平臺(tái)26，其直徑略小于或等于蓄冷器2外徑；底部有一圓柱平臺(tái)27，其外徑大于蓄冷器2外徑；圓柱平臺(tái)27上有錐形凸臺(tái)28，其基底外徑略大于或等于蓄冷器2外徑，小于圓柱平臺(tái)27外徑，錐形凸臺(tái)28底端與直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18過(guò)點(diǎn)d垂直面平齊；自頂端平臺(tái)26至錐形凸臺(tái)28底端中心有直徑約f 1.5mm通孔，以通孔為中心周圍2 15mm區(qū)域，約45飛O條集成狹縫呈輻射狀均布并貫穿；過(guò)渡管16與連管9在焊接點(diǎn)三13處銀焊連接；過(guò)渡管16出氣口端插入直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18進(jìn)氣口端約f 3mm，在焊接點(diǎn)五17處采用釬焊密封連接；蓄冷器耦合座20底部圓柱平臺(tái)27放置于直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18出氣口端階梯面上，底端錐形凸臺(tái)28插入直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18出氣口端；二者通過(guò)釬焊在焊接點(diǎn)六19處密封連接；蓄冷器耦合座20與蓄冷器2在焊接點(diǎn)四15處四周進(jìn)行激光焊密封連接，從而形成脈沖管制冷機(jī)的直線型流線形進(jìn)氣結(jié)構(gòu)。
·[0010]圖4給出了使用所專利的直線型流線形進(jìn)氣結(jié)構(gòu)的脈沖管制冷機(jī)的示意圖。直線型流線形進(jìn)氣結(jié)構(gòu)14通過(guò)壓縮機(jī)端連管接頭7及連管9與壓縮機(jī)I進(jìn)行連接，直線型流線形進(jìn)氣結(jié)構(gòu)14與蓄冷器2在焊接點(diǎn)15處四周轉(zhuǎn)一周采用激光焊技術(shù)進(jìn)行連接密封。圖5給出了所專利的脈沖管制冷機(jī)直線型流線型進(jìn)氣結(jié)構(gòu)示意圖。圖5中直線型流線形進(jìn)氣結(jié)構(gòu)由過(guò)渡管16、直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18、蓄冷器耦合座20等三部分組成。過(guò)渡管16進(jìn)氣口端有深度3 5mm的孔，孔徑等于或略小于連管9外徑，兩者在焊接點(diǎn)三13處進(jìn)行銀焊密封連接；過(guò)渡管16出氣口端插入直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18進(jìn)氣口端f3mm，在焊接點(diǎn)五17處進(jìn)行釬焊密封；蓄冷器耦合座20底部圓柱平臺(tái)27放置于直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18出氣口端階梯面上，蓄冷器耦合座20底端錐形凸臺(tái)28深入直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18出氣口端，其底端平齊或略高于直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18過(guò)d點(diǎn)垂直面，蓄冷器耦合座20的底部圓柱平臺(tái)27與底端錐形凸臺(tái)28的均布狹縫起到導(dǎo)流與散熱作用，底端錐形凸臺(tái)28深入直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18出氣口端有效減小直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18的死體積。直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18和蓄冷器耦合座20通過(guò)釬焊在焊接點(diǎn)六19處密封連接。蓄冷器耦合座20與蓄冷器2在焊接點(diǎn)四15處進(jìn)行激光焊密封連接。從而形成脈沖管制冷機(jī)的直線型流線形進(jìn)氣結(jié)構(gòu)。如圖6所示，直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18由槽結(jié)構(gòu)剖面件一 21和槽結(jié)構(gòu)剖面件二22組成，兩槽結(jié)構(gòu)剖面件以B-B面為對(duì)稱面，并以內(nèi)表面型線為基準(zhǔn)的槽結(jié)構(gòu)為主要特征。以槽結(jié)構(gòu)剖面件一 21為例，如圖6 (C)、圖6 (d)所示，槽結(jié)構(gòu)剖面件一 21的槽結(jié)構(gòu)以內(nèi)表面型線CDdc為基準(zhǔn)，截面為半圓，槽內(nèi)表面光滑，表面粗糙度控制在0.05 0.1mm，有利于減小流體流動(dòng)阻力；槽結(jié)構(gòu)剖面件一 21配合面平面度控制在(T0.03mm,以使配合時(shí)與槽結(jié)構(gòu)剖面件二 22相應(yīng)配合面緊密貼合。槽結(jié)構(gòu)剖面件在進(jìn)氣口端半圓槽面半徑等于或略小于過(guò)渡管16外圓半徑，深度約f 3mm，出氣口端半圓槽面半徑等于或略小于蓄冷器耦合座20底部圓柱平臺(tái)27半徑，深度等于蓄冷器耦合座20底部圓柱平臺(tái)27的高度，從而形成相應(yīng)的階梯面以與過(guò)渡管16和蓄冷器耦合座20進(jìn)行裝配。如圖6 Ca)所示，槽結(jié)構(gòu)剖面件一 21和槽結(jié)構(gòu)剖面件二 22，通過(guò)背部釬焊位置焊接點(diǎn)七23、腹部釬焊位置焊接點(diǎn)八24焊接為一體，從而形成直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18。圖6 (b)給出了直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18的剖面視圖。如圖6 (b)所示，直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18的流線形槽道用于氣流的擴(kuò)散，流線形槽道外的其他區(qū)域?qū)饬饔猩嶙饔?。直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18內(nèi)表面型線OTdc由橢圓弧段⑶、dc和線段Dd三段線光滑連接構(gòu)成，其中點(diǎn)C為直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18進(jìn)氣口端背部點(diǎn)，點(diǎn)C、點(diǎn)h分別為直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18出氣口端與蓄冷器耦合座20配合面背部點(diǎn)及腹部點(diǎn)，點(diǎn)K為過(guò)渡管16進(jìn)氣口端背部點(diǎn)。如圖9所示，點(diǎn)C距點(diǎn)K的距離約為cK水平方向距離的1/4，點(diǎn)c與點(diǎn)h距離等于蓄冷器2直徑。橢圓弧段CD所在橢圓長(zhǎng)短軸長(zhǎng)度之比均為5:1，長(zhǎng)軸長(zhǎng)度與CK距離為1: 1，橢圓弧段Cd所在橢圓長(zhǎng)軸長(zhǎng)度與橢圓弧段CD所在橢圓長(zhǎng)軸長(zhǎng)度之比為1:1，圓心a位于ch連線上，且距點(diǎn)c距離為0.5 (ch-2R)，其中R為連管I半徑。線段Dd光滑的連接橢圓弧段⑶、dc于點(diǎn)D、點(diǎn)d。圖7給出了過(guò)渡管16的剖視圖。過(guò)渡管16作為進(jìn)氣口端耦合接口連接連管9與直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18，對(duì)氣流起導(dǎo)流作用。過(guò)渡管16長(zhǎng)度為25 30mm，為一段中空管，其內(nèi)徑與連管9內(nèi)徑相等，在進(jìn)氣口 端有深度約3 5mm的孔，孔徑等于或略小于連管9外徑，沿孔邊一周有角度為3(Γ60度、深度0.Γ0.5mm的倒角，以供在過(guò)渡管16與連管9緊配后進(jìn)行銀焊。圖8給出了蓄冷器耦合座20的示意圖。如圖8 Ca)所示，蓄冷器耦合座20距端面約為頂端厚度的1/3處有一平臺(tái)26，其直徑略小于或等于蓄冷器2外徑；底部有一圓柱平臺(tái)27，其外徑大于蓄冷器2外徑；圓柱平臺(tái)27上有錐形凸臺(tái)28，其基底外徑略大于或等于蓄冷器2外徑，并小于圓柱平臺(tái)27外徑，裝配后錐形凸臺(tái)28底端端面應(yīng)平齊于或略高于直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18過(guò)點(diǎn)d垂直面；自頂端平臺(tái)26至錐形凸臺(tái)28底端中心有通孔，直徑在f 1.5mm,以通孔為中心周圍2 15mm區(qū)域，約45飛O條貫穿狹縫呈輻射狀均布，圖8(b)給出了狹縫形狀圖示。本專利的特點(diǎn)如下:I)所述的脈沖管制冷機(jī)直線型流線形進(jìn)氣結(jié)構(gòu)在常規(guī)直線型進(jìn)氣結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，以直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)取代常規(guī)直線型擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)，采用流線形型線延長(zhǎng)進(jìn)氣結(jié)構(gòu)氣體過(guò)渡段，減小截面突變趨勢(shì)，使流場(chǎng)因截面突變產(chǎn)生的劇烈擾動(dòng)降低，因而減少了流動(dòng)的局部阻力，使進(jìn)氣壓力損失減?。?)針對(duì)脈沖管制冷機(jī)振蕩氣流流動(dòng)特點(diǎn)，所述脈沖管制冷機(jī)流線形進(jìn)氣結(jié)構(gòu)采用對(duì)稱性結(jié)構(gòu)，有利于減少脈沖管制冷機(jī)振蕩氣流在進(jìn)氣結(jié)構(gòu)造成的損失；[0020]3)脈沖管制冷機(jī)直線型流線形進(jìn)氣結(jié)構(gòu)內(nèi)表面型線流暢簡(jiǎn)明，所述的脈沖管制冷機(jī)直線型流線形進(jìn)氣結(jié)構(gòu)可適應(yīng)脈沖管制冷機(jī)對(duì)進(jìn)氣結(jié)構(gòu)直線型布置方式要求。上述結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將脈沖管制冷機(jī)的直線型進(jìn)氣結(jié)構(gòu)對(duì)氣流的影響降低，特別是直線型流線形擴(kuò)壓管的采用，在制冷機(jī)內(nèi)部氣流振蕩的條件下，使氣流由于流動(dòng)截面突變?cè)斐傻膲毫p失最小化，有利于氣流流場(chǎng)的流暢平滑，減少氣流因進(jìn)氣產(chǎn)生的擾動(dòng)，從而提高脈沖管制冷機(jī)的整體性能。

圖1為脈沖管制冷機(jī)的三種布置方法示意圖，其中圖1 (a)為直線型布置，圖1(b)為U型布置，圖1 (C)為同軸型布置。圖2為采用脈沖管制冷機(jī)進(jìn)氣結(jié)構(gòu)的布置方法，其中圖2(a)為U型脈沖管制冷機(jī)進(jìn)氣結(jié)構(gòu)的垂直型布置，圖2 (b)為直線型脈沖管制冷機(jī)進(jìn)氣結(jié)構(gòu)的垂直型布置，圖2 (c)為U型脈沖管制冷機(jī)進(jìn)氣結(jié)構(gòu)的直線型布置，圖2 (d)為直線型脈沖管制冷機(jī)進(jìn)氣結(jié)構(gòu)的直線型布置。圖3為采用常規(guī)直線型進(jìn)氣結(jié)構(gòu)脈沖管制冷機(jī)示意圖。圖4為采用直線型流線形進(jìn)氣結(jié)構(gòu)的脈沖管制冷機(jī)示意圖。圖5為脈沖管制冷機(jī)直線型流線形進(jìn)氣結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖6 (a)為直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)A-A剖視圖，圖6 (b)為直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)剖視圖，圖6 (c)為直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)槽結(jié)構(gòu)剖面件一 C-C剖視圖，圖6 (d)為直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)槽結(jié)構(gòu)剖面件一。圖7為過(guò)渡管 剖視圖。圖8為蓄冷器耦合座示意圖。其中圖8 Ca)為蓄冷器耦合座剖視圖；圖8 (b)為蓄冷器耦合座D-D剖視圖。圖9為直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)內(nèi)表面型線示意圖。其中:1為連管，2為蓄冷器，3為脈沖管，4為調(diào)相裝置，5為氣庫(kù)，6為密封圈一，7為壓縮機(jī)端連管接頭,8為焊接點(diǎn)一,9為連管，10為焊接點(diǎn)二，11為蓄冷器端連管接頭，12為密封圈二，13為焊接點(diǎn)三，14為直線型流線形進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，15為焊接點(diǎn)四，16為過(guò)渡管，17為焊接點(diǎn)五，18為直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)，19為焊接點(diǎn)六，20為蓄冷器耦合座，21為槽結(jié)構(gòu)剖面件一，22為槽結(jié)構(gòu)剖面件二，23為焊接點(diǎn)七，24為焊接點(diǎn)八，26為蓄冷器安裝座頂端平臺(tái)，27為蓄冷器安裝座底部圓柱平臺(tái)，28為蓄冷器安裝座底端錐形凸臺(tái)。點(diǎn)K為過(guò)渡管16進(jìn)氣口端背部點(diǎn)，點(diǎn)c為直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18出氣口端與蓄冷器耦合座20配合面背部點(diǎn)，點(diǎn)h為直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18出氣口端與蓄冷器耦合座20配合面腹部點(diǎn)，點(diǎn)C、點(diǎn)D、點(diǎn)d、點(diǎn)c分別構(gòu)成橢圓弧段CD、dc，線段Dd，進(jìn)而構(gòu)成直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18內(nèi)表面型線⑶dc。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本專利的具體實(shí)施方法作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。所專利的脈沖管制冷機(jī)直線型流線形進(jìn)氣結(jié)構(gòu)如圖5所示，由過(guò)渡管16、直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18、蓄冷器耦合座20等三部分組成。[0034]圖4給出了使用所專利的直線型流線形進(jìn)氣結(jié)構(gòu)的脈沖管制冷機(jī)的示意圖。直線型流線形進(jìn)氣結(jié)構(gòu)14通過(guò)壓縮機(jī)端連管接頭7及連管9與壓縮機(jī)I進(jìn)行連接，其中連管9與壓縮機(jī)端連管接頭7在焊接點(diǎn)一 8處采用銀焊連接，壓縮機(jī)端連管接頭7嵌入壓縮機(jī)I出氣口，通過(guò)密封圈一 6進(jìn)行密封。蓄冷器2嵌入直線型流線形進(jìn)氣結(jié)構(gòu)14，在焊接點(diǎn)四15處外圍一周采用激光焊技術(shù)進(jìn)行連接密封。圖5給出了所專利的脈沖管制冷機(jī)直線型流線形進(jìn)氣結(jié)構(gòu)的示意圖。具體制作方法為:連管9插入過(guò)渡管16進(jìn)氣口端約5mm，兩者在焊接點(diǎn)三13處采用銀焊進(jìn)行密封連接；過(guò)渡管16出氣口端嵌入直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18進(jìn)氣口端Imm左右，在焊接點(diǎn)五17處進(jìn)行清潔釬焊密封連接；蓄冷器耦合座20底端圓柱平臺(tái)27放置于直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18出氣口端階梯面上，蓄冷器耦合座底部錐形凸臺(tái)28插入直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18出氣口端，蓄冷器耦合座20與直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18采用清潔釬焊技術(shù)在焊接點(diǎn)六19處密封連接；蓄冷器耦合座20和蓄冷器2在焊接點(diǎn)四15處采用激光焊密封連接。從而形成脈沖管制冷機(jī)的直線型流線形進(jìn)氣結(jié)構(gòu)。圖6給出了直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18的結(jié)構(gòu)示意圖。具體制作方法為:首先制作槽結(jié)構(gòu)剖面件一 21，如圖6 (C)、圖6 (d)所示，以其內(nèi)表面型線OTdc為基準(zhǔn)，通過(guò)數(shù)控銑床加工截面為半圓的槽結(jié)構(gòu)；在進(jìn)氣口端精纟先半圓槽面，半徑等于或略小于過(guò)渡管16外圓半徑，深度約Imm.;在出氣口端精銑徑等于或略小于蓄冷器耦合座20底部圓柱平臺(tái)27半徑的半圓槽面，深度等于蓄冷器耦合座20底部圓柱平臺(tái)27的高度，從而形成相應(yīng)的階梯面；然后對(duì)槽面進(jìn)行拋光，以使槽表面光滑，槽表面粗糙度控制在0.05 0.1mm ;精銑配合面，平面度控制在(T0.03mm ;槽結(jié)構(gòu)剖面件二 22與槽結(jié)構(gòu)剖面件一 21以B-B面為對(duì)稱面對(duì)稱，以同樣方法加工槽結(jié)構(gòu)剖面件二 22 ;最后將槽結(jié)構(gòu)剖面件一 21與槽結(jié)構(gòu)剖面件二 22對(duì)稱緊密貼合，如圖6 (a)所示，在緊密貼合后，在背部釬焊位置焊接點(diǎn)七23和腹部釬焊位置焊接點(diǎn)八24釬焊連接為 一體，從而形成直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18，如圖6 (b)所示。圖7給出了過(guò)渡管16的剖視圖。過(guò)渡管16的具體制作方法為:過(guò)渡管16為一段中空管，長(zhǎng)度為25 30mm，內(nèi)孔直徑與連管9內(nèi)徑相等，在進(jìn)氣口端面中心車孔，深度為5mm，孔徑略小于連管9外徑，沿孔邊沿一周倒角，角度45度，深度0.5mm,以供在過(guò)渡管16與連管9緊配后進(jìn)行銀焊。圖8給出了蓄冷器耦合座20的示意圖。具體制作方法為:如圖8 Ca)所示，在蓄冷器耦合座20距頂端1/3深處車出平臺(tái)26，其直徑略小于蓄冷器2外徑；在底部車圓柱平臺(tái)27，其外徑大于蓄冷器2外徑；在圓柱平臺(tái)27上車出錐形凸臺(tái)28，其基底外徑略大于或等于蓄冷器2外徑，并小于圓柱平臺(tái)27外徑；在錐形凸臺(tái)28底端鉆通孔，直徑1.5_，在以通孔為中心一周2 15mm的區(qū)域，采用慢走絲線切割技術(shù)，呈輻射狀均勻加工60條貫穿狹縫，如圖8 (b)所示。圖9給出直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)內(nèi)表面型線示意圖。由于脈沖管制冷機(jī)的流體在進(jìn)氣結(jié)構(gòu)中來(lái)回振蕩，因此直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18內(nèi)表面型線采用對(duì)稱性結(jié)構(gòu)。直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18內(nèi)表面型線CDdc由橢圓弧段CD、dc和線段Dd三段線光滑連接構(gòu)成。其中點(diǎn)K為過(guò)渡管16進(jìn)氣口端背部的點(diǎn)，點(diǎn)c為直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18出氣口端與蓄冷器耦合座20配合面背部的點(diǎn)，點(diǎn)h為直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18出氣口端與蓄冷器耦合座20配合面腹部的點(diǎn)。點(diǎn)C與點(diǎn)K的距離為點(diǎn)c與點(diǎn)K水平方向距離的1/4,點(diǎn)c與點(diǎn)h距離等于蓄冷器2直徑。橢圓弧段CD所在橢圓為橢圓ABC，其中點(diǎn)A為圓心、點(diǎn)B、點(diǎn)C分別為長(zhǎng)短軸端點(diǎn)，取長(zhǎng)短軸長(zhǎng)度之比為5:1，且有AB=CK。I為連管上端線段的延長(zhǎng)線。橢圓弧段Cd所在橢圓為橢圓abc，其中點(diǎn)a為圓心、點(diǎn)b、點(diǎn)c分別為長(zhǎng)短軸端點(diǎn)，其中ab=AB，而ac=0.5 (ch_2R)。點(diǎn)f位于ac延長(zhǎng)線上且af=ab ;點(diǎn)g位于be連線上且cg=cf,點(diǎn)x為gb中分線與ab交點(diǎn)；同樣可確定點(diǎn)X位置。分別過(guò)點(diǎn)X、點(diǎn)X作I垂線，分別交橢圓ABC、abc于點(diǎn)D、d。連接Dd， 得型線⑶Cd，即為直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)18的內(nèi)表面型線。
權(quán)利要求1.一種脈沖管制冷機(jī)的直線型流線形進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，包括過(guò)渡管(16)、直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)(18)和蓄冷器耦合座(20)，其特征在于:過(guò)渡管(16)的內(nèi)徑等于連管(9)的內(nèi)徑，其進(jìn)氣口端有深度約3 5mm的孔，孔徑等于或略小于連管(9)外徑，進(jìn)氣口端倒角角度為3(Γ60度，深度0.Γ0.5mm;直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)(18)由兩個(gè)焊接為一體的對(duì)稱槽結(jié)構(gòu)剖面件組成，槽結(jié)構(gòu)剖面件主要以內(nèi)表面型線CDdc為基準(zhǔn)的槽結(jié)構(gòu)為特征，槽表面粗糙度控制在0.05 0.1mm,內(nèi)表面型線OTdc由橢圓弧段⑶、dc，線段Dd等三段線平滑連接而成，點(diǎn)C距點(diǎn)K的距離約為cK水平方向距離的1/4 ;線段Dd分別光滑的連接橢圓弧段CD、dc,交點(diǎn)分別為點(diǎn)D、點(diǎn)d ;蓄冷器耦合座(20)距端面約為頂端厚度的1/3處有一平臺(tái)(26)，其直徑略小于或等于蓄冷器(2)外徑；底部有一圓柱平臺(tái)(27)，其外徑大于蓄冷器(2)外徑；圓柱平臺(tái)(27)上有錐形凸臺(tái)(28)，其基底外徑略大于或等于蓄冷器(2)外徑，小于圓柱平臺(tái)(27)外徑，錐形凸臺(tái)(28)底端與直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)(18)過(guò)點(diǎn)d垂直面平齊；自頂端平臺(tái)(26)至錐形凸臺(tái)(28)底端中心有直徑約f 1.5_通孔，以通孔為中心周圍2 15_區(qū)域，約45飛O條集成狹縫呈輻射狀均布并貫穿；過(guò)渡管(16)與連管(9)在焊接點(diǎn)三(13)處銀焊連接；過(guò)渡管(16)出氣口端插入直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)(18)進(jìn)氣口端約f 3mm，在焊接點(diǎn)五(17)處采用釬焊密封連接；蓄冷器耦合座(20)底部圓柱平臺(tái)(27)放置于直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)(18)出氣口端階梯面上，底端錐形凸臺(tái)(28)插入直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)(18)出氣口端；二者通過(guò)釬焊在焊接點(diǎn)六(19)處密封連接；蓄冷器耦合座(20)與蓄冷器(2)在焊接點(diǎn)四(15)處 四周進(jìn)行激光焊密封連接，從而形成脈沖管制冷機(jī)的直線型流線形進(jìn)氣結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種脈沖管制冷機(jī)的直線型流線形進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，由過(guò)渡管、直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)、蓄冷器耦合座三部分組成。過(guò)渡管與連管在進(jìn)氣口端連接；直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)由兩個(gè)對(duì)稱的槽結(jié)構(gòu)剖面件焊接為一體，槽結(jié)構(gòu)剖面件沿對(duì)稱的內(nèi)表面型線加工精銑制成；蓄冷器耦合座為出氣口端耦合接口，與蓄冷器相連，其貫穿狹縫對(duì)氣流起導(dǎo)流和散熱作用。直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)與過(guò)渡管銀焊連結(jié)；直線型流線形擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)出氣口端與蓄冷器耦合座釬焊連接。在振蕩氣流條件下，采用本實(shí)用新型的直線型流線形進(jìn)氣結(jié)構(gòu)可最大限度地減少直線型進(jìn)氣結(jié)構(gòu)對(duì)氣流的流動(dòng)阻力和紊流擾動(dòng)，有利于氣流流場(chǎng)的流暢平滑，從而提高脈沖管制冷機(jī)的整機(jī)性能。
文檔編號(hào)F25B9/14GK203132197SQ20132005718
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月31日
發(fā)明者黨海政, 宋宇堯, 周炳露, 鄒瑞祺 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所