一种用于斯特林制冷机的一体式蓄冷器的制作方法

1.本实用新型涉及斯特林制冷机领域，尤其涉及一种用于斯特林制冷机的一体式蓄冷器。


背景技术：

2.特林低温制冷机是由压缩单元与膨胀单元构成，采用气体膨胀制冷的闭式循环，冷热流体周期性的流经回热器与回热器填料发生热交换。在航天、红外、超导、低温医学、低温电子学等领域都有着广泛的的应用。
3.蓄冷器作为斯特林制冷的关键部件，对制冷机的性能有很大影响。它是最大的换热器和最大的阻力原件，斯特林制冷机的各项不可逆损失中，蓄冷器的损失占较大比重。
4.传统的蓄冷器通常使用最多的为不锈钢层叠丝网作为填料，现有技术中基本以手动填充丝网为主，但是填充过程效率较低。并且在斯特林制冷机运行过程中，工质会在回热器中往复流动，进行周期性蓄热和放热，丝网在蓄冷器内部的会有跳动等问题，如果在高频下运行情况会更加明显。为了防止丝网的运动，现有技术中采用在蓄冷器的冷端使用导热性较好的铝合金作为冷端封头，在封头上有一定直径的通孔，采用粘接的方式使之固定在蓄冷器壳上的方法，但是这种方法工艺繁琐，步骤较多，不利于工程化量产的实施。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是如何简化蓄冷器的制作工艺并提高加工效率，针对上述要解决的技术问题，现提出一种用于斯特林制冷机的一体式蓄冷器及其制作方法。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于斯特林制冷机的一体式蓄冷器，其包括侧壁、端壁和内填充网，所述侧壁为圆筒状的侧壁，所述端壁设置在侧壁的一端，所述端壁与侧壁垂直设置并径向向内延伸，所述内填充网设置在侧壁和端壁构成的腔体内部，所述内填充网为烧结成型的不锈钢丝绒，所述侧壁和端壁一体成型。
7.进一步的，所述侧壁和端壁的壁面上均设置有气流通孔，所述气流通孔均匀布置。
8.进一步的，所述气流通孔均匀布置有九个。
9.进一步的，所述侧壁和端壁由聚四氟乙烯材料制成。
10.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
11.本实用新型通过对蓄冷器壳和冷端封头的一体化设计，减少了蓄冷器装配体零件的数量，提高了装配制冷机的效率，并且采用烧结成型的不锈钢丝绒作为填充丝网，具有结构材料所要求的整体刚性和机械强度，又具有多孔材料所需要的均匀的孔隙分布和优异的流体透过性能。
附图说明
12.图1为本实用新型的整体示意图。
具体实施方式
13.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
14.实施例1
15.如图1所示，本具体实施方式披露了一种用于斯特林制冷机的一体式蓄冷器，包括侧壁11、端壁12和内填充网2，所述侧壁11为圆筒状的侧壁，所述端壁12设置在侧壁11的一端，所述端壁12与侧壁11垂直设置并径向向内延伸，所述内填充网2设置在侧壁11和端壁12构成的腔体内部，所述内填充网2为烧结成型的不锈钢丝绒，所述侧壁11和端壁12一体成型。通过将内填充网2采用烧结的不锈钢随机丝网，经过烧结工艺后，使其既具有结构材料所要求的整体刚性和机械强度，又具有多孔材料所需要的均匀的孔隙分布和优异的流体透过性能。
16.作为优选的，所述侧壁11和端壁12的壁面上均设置有气流通孔120，所述气流通孔120均匀布置。其中，所述气流通孔120均匀布置有九个。
17.所述侧壁11和端壁12由聚四氟乙烯材料制成。聚四氟乙烯材料具有优良的使用性能，摩擦系数极低，具有显著的热稳定性，可以在冷冻温度下工作而不脆化，在高温下不融化，适合在深低温的环境下工作。耐磨性好，在高负载下，也有优良的耐磨性能。
18.端壁12相当于蓄冷器的冷端封头，其作用是限制内部的不锈钢丝绒在制冷机运行过程中发生移动。在斯特林制冷机运行时，工质经压缩机进入膨胀机，依次进过室温腔、蓄冷器、膨胀腔，通过在端壁12上均布通孔，让提升气体进出流动的均匀性，增强丝网和气体的换热效率。可行的，内填充网2的下端可以设置有支持物，填充在其中的丝网由于下端其它支持物与上端端壁12的限制，固定在侧壁11和端壁12构成的腔体内部。
19.本实用新型通过对蓄冷器壳和冷端封头的一体化设计，减少了蓄冷器装配体零件的数量，提高了装配制冷机的效率，并且采用烧结成型的不锈钢丝绒作为填充丝网，具有结构材料所要求的整体刚性和机械强度，又具有多孔材料所需要的均匀的孔隙分布和优异的流体透过性能。
20.提供一种用于斯特林制冷机的一体式蓄冷器的制作方法，其通过如下步骤制作成型：
21.步骤1：将编织完成的不锈钢丝绒卷绕成圆柱状，置于烧结炉中；
22.步骤2：将烧结炉中抽真空；
23.步骤3：烧制不锈钢丝绒，在烧结同时施加单轴向压力，使丝网中接触的网点烧制在一起；
24.步骤4：烧结完成后，冷却到出炉温度后，取出不锈钢丝绒；
25.步骤5：将初步烧制丝网进一步轧制成型，使之前部分没有接触的点重新接触，并重复步骤1
‑
4循环烧制最终成圆柱型；
26.步骤6：去除烧结为圆柱形蓄冷器的油脂及其它杂质，使用有机溶剂溶解油脂并加温至400℃以上使完全挥发；
27.步骤7：采用压缩空气喷涂的方式，将特氟龙粉末经过喷枪吹出附着在圆柱形蓄冷
器上，形成底漆后进行烘干；
28.步骤8：在底漆干后喷涂面漆，通过喷漆并烘干，从而使得周向实现密封；
29.步骤9：经过步骤8的蓄冷器放入高温炉烧结成型，形成圆筒状的外壳，通过高温烘烤让特氟龙涂料溶解后烧结成型，使之形成圆筒状的外壳；
30.步骤10：使用高精度的加工车床，在烧结成型的蓄冷器顶部开9个均布的气流通孔，通过通孔保证气流的均匀。
31.作为优选的，所述步骤2中烧结炉内的压强小于1.0
×
10
‑3pa。
32.作为优选的，所述步骤4中的出炉温度为80℃以下。
33.作为优选的，所述步骤6中的有机溶剂包括丙酮和酒精。
34.作为优选的，所述步骤8中喷涂的面漆厚度为0.45mm
‑
0.55mm，可行的，面漆厚度可以用厚度仪检测把握，在加工过程中，面漆厚度控制在范围内均不影响蓄冷器的性能。
35.作为优选的，所述步骤9中高温炉内的温度为450℃。
36.以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。


技术特征：
1.一种用于斯特林制冷机的一体式蓄冷器，其特征在于，包括侧壁(11)、端壁(12)和内填充网(2)，所述侧壁(11)为圆筒状的侧壁，所述端壁(12)设置在侧壁(11)的一端，所述端壁(12)与侧壁(11)垂直设置并径向向内延伸，所述内填充网(2)设置在侧壁(11)和端壁(12)构成的腔体内部，所述内填充网(2)为烧结成型的不锈钢丝绒，所述侧壁(11)和端壁(12)一体成型。2.根据权利要求1所述的一种用于斯特林制冷机的一体式蓄冷器，其特征在于，所述侧壁(11)和端壁(12)的壁面上均设置有气流通孔(120)，所述气流通孔(120)均匀布置。3.根据权利要求2所述的一种用于斯特林制冷机的一体式蓄冷器，其特征在于，所述气流通孔(120)均匀布置有九个。4.根据权利要求1所述的一种用于斯特林制冷机的一体式蓄冷器，其特征在于，所述侧壁(11)和端壁(12)由聚四氟乙烯材料制成。

技术总结
本实用新型公开了一种用于斯特林制冷机的一体式蓄冷器，其包括侧壁、端壁和内填充网，所述侧壁为圆筒状的侧壁，所述端壁设置在侧壁的一端，所述端壁与侧壁垂直设置并径向向内延伸，所述内填充网设置在侧壁和端壁构成的腔体内部，所述内填充网为烧结成型的不锈钢丝绒，所述侧壁和端壁一体成型。本实用新型通过对蓄冷器壳和冷端封头的一体化设计，减少了蓄冷器装配体零件的数量，提高了装配制冷机的效率，并且采用烧结成型的不锈钢丝绒作为填充丝网，具有结构材料所要求的整体刚性和机械强度，又具有多孔材料所需要的均匀的孔隙分布和优异的流体透过性能。的流体透过性能。的流体透过性能。


技术研发人员：周伟楠 吴亦农 蒋珍华 朱海峰 汤逸豪 陈雷 王仕越 吴银旭
受保护的技术使用者：南通智能感知研究院
技术研发日：2020.11.10
技术公布日：2021/10/23