專利名稱：脈沖波制冷機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
脈沖波制冷機是一種采用壓縮氣體為制冷劑的脈沖激波膨脹制冷裝置，主要用于氣體的降溫、液化、分離及冷卻、冷凍其他物質(zhì)。
1990年2月7日公告的申請?zhí)?9213744.4號中國實用新型專利申請說明書記載的氣波制冷機已有技術(shù)，它包括啟動結(jié)構(gòu)、軸承結(jié)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)噴咀結(jié)構(gòu)、接受管、進氣管、出氣管和進氣出氣之間的密封結(jié)構(gòu)，在接受管的末端各裝有一個激波吸收腔，啟動結(jié)構(gòu)是手動啟動結(jié)構(gòu)。其旋轉(zhuǎn)噴咀結(jié)構(gòu)中的噴咀與空心軸以鉚釘連接，激波吸收腔可為圓柱形腔體。這種制冷機需要外加一套手動啟動裝置，不能自動起動。每根接受管末端都連通有各自的激波吸收腔，相互沒有聯(lián)系，工作不諧調(diào)，結(jié)構(gòu)件較多。旋轉(zhuǎn)噴咀與機體之間采用懸壁一端軸承支承，旋轉(zhuǎn)噴咀的動平衡不易控制。對于不同的壓力工況，該機沒有相應(yīng)的調(diào)節(jié)機構(gòu)，在壓力工況變化時，制冷效率較低。
本實用新型的目的在于提供能自動起動、工作效率較高的脈沖波制冷機。
本實用新型的脈沖波制冷機由接受器、旋轉(zhuǎn)噴咀、吸收腔組成。旋轉(zhuǎn)噴咀位于接受器的圓形腔。圓形腔周面輻射排列著接受器的接受管。旋轉(zhuǎn)噴咀與接受管相對。其結(jié)構(gòu)特點是，旋轉(zhuǎn)噴咀的噴口呈漸縮斜切口形，使噴出的氣體與徑向呈夾角，對噴咀有反推的旋轉(zhuǎn)力矩；旋轉(zhuǎn)噴咀的空心軸位于圓形腔側(cè)壁的軸孔，與軸孔配合連接，軸孔可以作為軸承，支承旋轉(zhuǎn)噴咀及空心軸的轉(zhuǎn)動，軸孔與進氣口連通；圓形腔壁開有出氣口，將膨脹降溫的氣體排出；接受管前段為擴壓管，以接受并擴壓膨脹噴口噴出的氣體，形成等熵膨脹，接受管后段為激波管，以生產(chǎn)激波；激波管末端都連通于同一共振吸收腔，通過共振吸收腔，使各激波管連通。壓縮氣體從進氣口進入空心軸，通過空心軸從旋轉(zhuǎn)噴咀漸縮斜切口形的噴口噴出。噴口與沿周面排布擴壓管入口相對，噴出的氣體進入擴壓管膨脹降溫。氣流經(jīng)擴壓管進入激波管，產(chǎn)生激波，并壓縮激波管內(nèi)的氣體，形成氣體的熵增，在激波管內(nèi)形成熱端。激波在共振吸收腔內(nèi)產(chǎn)生共振，更有利輸出能量、散熱，從而提高制冷效率。旋轉(zhuǎn)噴咀漸縮斜切口形的噴口對噴咀產(chǎn)生反推力矩，并由于共振腔連通各接受管而產(chǎn)生的擾動，使旋轉(zhuǎn)噴咀可自動旋轉(zhuǎn)起來。在反推力矩帶動下，旋轉(zhuǎn)噴咀連續(xù)轉(zhuǎn)動，使噴口連續(xù)轉(zhuǎn)至下一擴壓管，形成連續(xù)的工作。當噴口轉(zhuǎn)離擴壓管入口后，在接受管被壓縮的氣體的彈性作用下，把膨脹降溫的氣體又彈出擴壓管入口，進入圓形腔再次膨脹降溫，并由出氣口排出。
為保證各激波管與共振吸收腔連通的一致性，一般共振吸收腔為圓形。共振吸收腔最好是鍋形共振腔，形成振鍋。在共振吸收腔內(nèi)設(shè)有音隔，以音隔進一步吸收能量，使制冷效率進一步增加。擴壓管最好是短式變形擴壓管，更有利氣體膨脹，可有較高的絕熱膨脹效率。為使擴壓管入口對氣體的吞咽，擴壓管入口可為圓外的正方形的凹缺。在擴壓管與激波管聯(lián)結(jié)處內(nèi)壁設(shè)有凸形或凹形，以確保在聯(lián)結(jié)處產(chǎn)生激波，形成分離轉(zhuǎn)捩，形成較穩(wěn)定的工作狀態(tài)和制冷效率。旋轉(zhuǎn)噴咀的軸與軸孔之間可直接形成轉(zhuǎn)動連接，形成滑動軸承，也可在軸與軸孔之間設(shè)有滾動軸承，減少摩擦阻力。在旋轉(zhuǎn)噴咀空心軸與軸孔之間可設(shè)有轉(zhuǎn)動密封，如環(huán)宮密封，減少進入的壓縮氣體通過空心軸與軸孔之間進入圓形腔的量。旋轉(zhuǎn)噴咀可一側(cè)設(shè)有空心軸，形成懸壁，也可兩側(cè)都設(shè)有軸。為保證旋轉(zhuǎn)噴咀的平穩(wěn)性，旋轉(zhuǎn)噴咀兩側(cè)的軸分別設(shè)有軸承，形成雙向支撐。連接軸承及接受器的機座最好設(shè)在導(dǎo)向座，以保證旋轉(zhuǎn)噴咀、軸承及接受器的同心度。另外，在機座裝有調(diào)速器，調(diào)速器的氣缸固定于機座，氣缸與進氣口用導(dǎo)管連通。導(dǎo)管裝有速度控制閥。氣缸內(nèi)裝有活塞，活塞桿前端有摩擦盤，旋轉(zhuǎn)噴咀一側(cè)的延伸軸端有相對的摩擦盤。當進氣口的壓縮氣體壓力工況過高時，旋轉(zhuǎn)噴咀轉(zhuǎn)數(shù)超過控制范圍。則打開轉(zhuǎn)速控制閥門，壓縮氣體通過導(dǎo)管導(dǎo)入氣缸，推動活塞及活塞桿的摩擦盤，與旋轉(zhuǎn)噴咀軸的摩擦盤接觸摩擦，使旋轉(zhuǎn)噴咀的轉(zhuǎn)速降至控制范圍。形成控制，以適應(yīng)不同的壓縮氣體工況。保證在不同的工況下，有較高的制冷效率。
本實用新型的脈沖波制冷機與已有的技術(shù)相比具有如下優(yōu)點1.共振吸收腔使得各擴壓管、激波管諧調(diào)工作，熱端產(chǎn)生共振及音隔吸收能量，有利熱端能量的輸出，使制冷效率有所提高，加之短式變形擴壓管產(chǎn)生較高的絕熱膨脹效率，使該機具有較高的制冷效率。
2.采取雙向支承，旋轉(zhuǎn)噴咀運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、可靠性強。加有的調(diào)速器，可以適應(yīng)不同壓力工況下的正常工作，具有較穩(wěn)定的制冷效率。
3.旋轉(zhuǎn)噴咀的漸縮斜切口形噴口斜噴出氣流，配合共振吸收腔的擾動，能自己起動運轉(zhuǎn)，不需要外加起動裝置，使用方便。
4.減少了吸收腔的數(shù)量、減少了起動裝置，減少了結(jié)構(gòu)件，減化了結(jié)構(gòu)。
附圖中，


圖1表示了本實用新型一種脈沖波制冷機的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是其接受器與旋轉(zhuǎn)噴咀的局部剖視圖，圖3是其接受器的擴壓管入口D向局部剖視圖。
以下結(jié)合附圖的實例進一步說明本實用新型。附圖所示的這種脈沖波制冷機由接受器11、旋轉(zhuǎn)噴咀12、共振吸收腔9、機座4、導(dǎo)向座13、調(diào)速器8組成。接受器11為圓形，接受器中部的圓形腔2為圓柱形膨脹腔。沿圓形腔周輻射勻布排列著短式變形擴壓管3。擴壓管入口位于圓形腔的周面，入口處有外切擴壓管圓周的正方形凹缺14。擴壓管3的后端分別與各自的激波管15連通，組成接受器的接受管。在擴壓管3與激波管15聯(lián)結(jié)處設(shè)有凹槽內(nèi)壁的變形擴壓套7。激波管的另一端(末端)16都與圓鍋形的共振吸收腔9連通。激波管沿共振吸收腔周圍分布排列，連通在圓周壁17。較長彎曲的激波管可用支架10支承。共振吸收腔的側(cè)壁開有圓口19，帶有環(huán)壁音隔18的口蓋23插入圓口19。蓋23將圓口蓋住，并加有密封墊24，用螺釘20連接固定，旋轉(zhuǎn)噴咀裝于接受器的圓形腔。旋轉(zhuǎn)噴咀的兩個對稱的漸縮形噴口1分布在空心軸兩側(cè)，并與空心軸連通，噴口端與擴壓管入口相對。噴口端呈弧面斜刀口并與接受器的圓形腔2周面動配合接觸。圓形腔由接受器11及作為接受環(huán)兩側(cè)端蓋的機座4圍成。機座偏側(cè)開有出氣口5，將圓形腔與機體外連通。機座的端蓋中部開有軸孔，旋轉(zhuǎn)噴咀的軸穿入兩側(cè)的軸孔，軸與軸孔之間有滾動軸承，最好采用經(jīng)向推力滾動軸承。軸與軸孔之間還裝有迷宮式軸密封?？招妮S穿入的軸孔與機座的進氣口連通，使空心軸與機座的進氣口相通。兩機座4與接受環(huán)之間用螺釘連接。兩機座4座放在導(dǎo)向座13上。旋轉(zhuǎn)噴咀右側(cè)的軸延伸到機座的軸孔外，軸端設(shè)有摩擦盤25。右側(cè)機座固定有與該摩擦盤25對應(yīng)的調(diào)速器8。調(diào)速器的氣缸通過固定座與右側(cè)機座固定，氣缸里的活塞帶有活塞?；钊麠U前端裝有摩擦盤26。兩摩擦盤側(cè)面相對。氣缸與機座4的進口之間連通有導(dǎo)管，導(dǎo)管裝有速度控制閥。
權(quán)利要求1.脈沖波制冷機由接受器、旋轉(zhuǎn)噴咀、吸收腔組成，旋轉(zhuǎn)噴咀位于接受器的圓形腔，并與沿圓形腔周面輻射排列的接受管相對，其特征在于旋轉(zhuǎn)噴咀的噴口呈漸縮斜切口形，旋轉(zhuǎn)噴咀的空心軸位于圓形腔側(cè)壁的軸孔，軸孔與進氣口連通，圓形腔壁開有出氣口，接受管前段為擴壓管，后段為激波管，激波管末端都連通于同一共振吸收腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的脈沖波制冷機，其特征在于共振吸收腔為鍋形共振腔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說的脈沖波制冷機，其特征在于共振吸收腔內(nèi)設(shè)有音隔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所說的脈沖波制冷機，其特征在于擴壓管為短式變形擴壓管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所說的脈沖波制冷機，其特征在于擴壓管與噴口相對的入口為圓外的正方形的凹缺。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所說的脈沖波制冷機，其特征在于擴壓管與激波管聯(lián)結(jié)處內(nèi)壁為凸形或凹形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所說的脈沖波制冷機，其特征在于旋轉(zhuǎn)噴咀的兩側(cè)設(shè)有軸并分別設(shè)有軸承。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所說的脈沖波制冷機，其特征在于軸承的機座設(shè)在導(dǎo)向座。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所說的脈沖波制冷機，其特征在于軸承機座裝有調(diào)速器，調(diào)速器的氣缸固定于機座，氣缸與進氣口用導(dǎo)管連通，導(dǎo)管裝有轉(zhuǎn)速控制閥，氣缸內(nèi)的活塞桿前端有摩擦盤，旋轉(zhuǎn)噴咀一側(cè)的延伸軸端有相對的摩擦盤。
專利摘要脈沖波制冷機是一種采用壓縮氣體為制冷劑的脈沖激波膨脹制冷裝置，主要用于氣體的降溫、液化及分離。脈沖波制冷機由旋轉(zhuǎn)噴嘴及分布在旋轉(zhuǎn)噴嘴周圍的接受管組成，接受管后段的激波管共同連通于共振吸收腔。共振吸收腔使各接受管內(nèi)的工作諧調(diào)，輸出能量較高，得到較高的制冷效率。
文檔編號F25B23/00GK2076221SQ90208519
公開日1991年5月1日 申請日期1990年6月7日 優(yōu)先權(quán)日1990年6月7日
發(fā)明者康德芳 申請人:康德芳