本实用新型专利技术公开了一种单台直线压缩机驱动直线和同轴脉管冷指的结构，该结构主基座、次基座、双通型压缩机基座、对置式直线压缩机主构件、压缩机左外壳、压缩机右外壳、上脉冲管热端换热器、上主换热器、上次换热器、上蓄冷器、上脉冲管、上冷端换热器、上真空罩、上脉冲管连管、上惯性管、上气库、上保护罩、上托举支撑及压缩机下连管、下主换热器、下次换热器、下蓄冷器、下脉冲管、下冷端换热器、下真空罩、下脉冲管连管、下惯性管、下气库、下保护罩组成。本实用新型专利技术充分利用直线和同轴脉管制冷机的结构特点，可以实现单台直线压缩机同时驱动直线和同轴脉管冷指，对脉冲管制冷机在航空航天等特殊领域的实用化具有重要意义。
【技术实现步骤摘要】
单台直线压缩机驱动直线和同轴脉管冷指结构
本专利属于制冷与低温工程领域，涉及脉冲管制冷机，特别涉及一种单台直线压缩机驱动直线和同轴脉管冷指的结构。
技术介绍
脉冲管制冷机是对回热式低温制冷机的一次重大革新，它取消了广泛应用于常规回热式低温制冷机(如斯特林和G-M制冷机冲的冷端排出器，实现了冷端的低振动、低干扰和无磨损；而经过结构优化和调相方式上的重要改进，在典型温区，其实际效率也已达到回热式低温制冷机的最高值。这些显著优点使得脉冲管制冷机成为近30年来低温制冷机研究的一大热门，在航空航天、低温电子学、超导工业和低温医疗业等方面都获得了广泛的应用。脉冲管制冷机的驱动压缩机分为直线压缩机和G-M型压缩机两种。航天及军事等应用领域的脉冲管制冷机，对重量和体积有非常严格的限制，针对这部分应用的脉冲管制冷机一般都采用轻量化高频运转的直线压缩机，直线压缩机的工作频率在30Hz以上，而针对地面应用的较为笨重的G-M型压缩机的频率一般在I?2Hz。因而，根据驱动压缩机的不同，又将脉冲管制冷机分为由直线压缩机驱动的高频脉冲管制冷机和由G-M型压缩机驱动的低频脉冲管制冷机两种。由直线压缩机驱动的高频脉冲管制冷机由于结构紧凑、重量轻、体积小、效率高、运转可靠、预期寿命长等突出优点，正日益成为新一代航天回热式低温制冷机的更新换代品种。根据脉冲管与蓄冷器的相互关系，脉冲管制冷机又可分为如下三种典型布置方式:u型、同轴型和直线型。三类脉冲管制冷机都主要由压缩机、连管、脉管冷指(包括蓄冷器热端换热器、蓄冷器、冷端换热器、脉冲管、脉冲管热端换热器以及调相机构)组成。直线型布置中脉冲管和蓄冷器处于一条直线上山型布置是指脉冲管和蓄冷器平行布置，脉冲管和蓄冷器的冷端通过管道连接；同轴型布置是指脉冲管和蓄冷器同心地布置在一起。调相方式对于脉冲管制冷机而言至关重要，脉冲管制冷机区别于常规回热式低温制冷机(如斯特林或G-M制冷机)的最大特点便是取消了冷端用于调节相位的排出器，而在热端布置了相应的调相机构。其中，惯性管加气库的调相方式因为调相范围宽、结构简单、性能稳定可靠等突出优点，在航空航天以及军事应用等特殊领域成为首选方式。传统上来讲，脉冲管制冷机都采用单台压缩机驱动单台脉冲管冷指的布置方式。图1显示了单台直线压缩机驱动三种典型布置形式的惯性管型脉冲管制冷机的示意图，其中:(I)为单台直线压缩机驱动U型脉管冷指，(2)为单台直线压缩机驱动同轴型脉管冷指，(3)为单台直线压缩机驱动直线型脉管冷指。在具体的应用实践中，常常会遇到需要在两个不同的温区提供制冷量的情况。如在航天遥感遥测系统中，同一系统可能同时用到了短波和中波红外探测器，或者中波和长波红外探测器，不同探测器的工作温区不同；或者有时需要同时冷却探测器和光学系统，探测器和光学系统的工作温度也不相同。这时，常规的方法是采用两台低温制冷机在不同的温度点制冷，系统松散，而且重量、体积、功耗都大大增加，在一些特殊应用领域(如航空航天和军事应用)，带来极大不便，有时甚至不可接受。在强调结构紧凑和应用可靠性的航空航天及军事等领域，寻求以单台直线压缩机驱动两台脉管冷指的方案已经逐渐成为应用实践中迫切需要解决的一大难题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利提出一种单台直线压缩机驱动直线和同轴脉管冷指的结构。所专利技术的单台直线压缩机同时驱动直线和同轴脉管冷指的结构由主基座1、次基座2、双通型压缩机基座3、对置式直线压缩机主构件4、压缩机左外壳5、压缩机右外壳6、上脉冲管热端换热器7、上主换热器8、上次换热器9、上蓄冷器10、上脉冲管11、上冷端换热器12、上真空罩13、上脉冲管连管14、上惯性管15、上气库16、上保护罩17、上托举支撑29及压缩机下连管7'、下主换热器 8'、下次换热器9'、下蓄冷器10'、下脉冲管11'、下冷端换热器12'、下真空罩13'、下脉冲管连管14'、下惯性管15'、下气库16'、下保护罩17'组成，其特征在于，主基座I作为整个结构的总支撑基座；次基座2的下端加工出次基座下端面18，并支撑于主基座上端面19之上，次基座2的上端加工出支撑弧面20，支撑弧面20支撑于双通型压缩机基座3的外壳面下侧；双通型压缩机基座3、对置式直线压缩机主构件4、压缩机左外壳5、及压缩机右外壳6构成一台对置式直线压缩机；该压缩机米用双活塞对置式结构，左右两部分沿中心轴线36完全对称；在双通型压缩机基座3的上下两侧沿中央分别垂直开通压缩机上出气孔22和压缩机上出气孔22'，通过压缩机上出气孔22实现对置式直线压缩机的压缩腔23和上漏斗形孔道28之间的连通，通过压缩机下出气孔22'实现对置式直线压缩机的压缩腔23和压缩机下连管7'之间的连通；在双通型压缩机基座3的两侧分别加工出压缩机上支撑台24和压缩机下支撑台24'，压缩机上支撑台24通过上支撑台平面25对上主换热器8进行接触连接支撑，压缩机下支撑台24，通过下支撑台平面25'对下主换热器8'进行接触连接支撑；在压缩机上支撑台24和压缩机下支撑台24'上分别加工出上支撑台贯穿孔40和下支撑台贯穿孔21';压缩机左外壳5的开口端与双通型压缩机基座3的基座左下侧面26密封焊接，压缩机右外壳6的开口端与双通型压缩机基座3的基座右下侧面27密封焊接；上次换热器9同心地插入上主换热器8之内并焊接连接，下次换热器9'同心地插入下主换热器8'之内并焊接连接；压缩机上出气孔22直接连接在上次换热器11上，并通过上次换热器11内的上漏斗形孔道28与上蓄冷器10连通；压缩机下连管7'的一端与压缩机下出气孔22'连接，另一端与下主换热器8'连接，并通过下主换热器8'与下次换热器9'之间形成的下环形间隙28'与下蓄冷器10'连通；上蓄冷器10同心地插入上主换热器8之内并焊接连接，上冷端换热器12设置于上蓄冷器10和上脉冲管11的连接处，为一方型中通结构，左右开通上锥形狭缝孔41，分别与上蓄冷器10和上脉冲管11连通，上脉冲管11和上蓄冷器10分别从上下方同心地垂直插入上冷端换热器12内并焊接连接，在上脉冲管11上部设置上脉冲管热端换热器7，上脉冲管11垂直插入上脉冲管热端换热器7内部并焊接连接，上脉冲管热端换热器7为一异形复合结构，由一个从内部密集切割狭缝的上圆柱形狭缝换热体35和一个内部开通上连通孔42的上连接盖头43组成，上圆柱形狭缝换热体35和上连接盖头43焊接在一起组成上脉冲管热端换热器7,上托举支撑29的一端与上支撑台平面25连接固定，托举支撑29的另一端对上脉冲管热端换热器7起托举支撑作用；上脉冲管11同心地插入上蓄冷器10之中，上蓄冷器10和上脉冲管11的一端同心地插入上冷端换热器12之内，上蓄冷器10和上脉冲管11的另一端分别插入上主换热器8及上次换热器9之内；上脉冲管连管14的一端与上脉冲管热端换热器7连接，并通过上脉冲管热端换热器7内的上连通孔42以及上圆柱形狭缝换热体35与上脉冲管11连通，上脉冲管连管14的另一端穿过上支撑台贯穿孔40，然后与上惯性管进口30连通；下脉冲管连管14'的一端与下次换热器9'连接，并通过下次换热器9'内的下漏斗形孔道29'与下脉冲管11'连通，下脉冲管连管14'的另一端穿过下支撑台贯穿孔21'，然后与下惯性管进口本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种单台直线压缩机驱动直线和同轴脉管冷指的结构，由主基座（1）、次基座（2）、双通型压缩机基座（3）、对置式直线压缩机主构件（4）、压缩机左外壳（5）、压缩机右外壳（6）、上脉冲管热端换热器（7）、上主换热器（8）、上次换热器（9）、上蓄冷器（10）、上脉冲管（11）、上冷端换热器（12）、上真空罩（13）、上脉冲管连管（14）、上惯性管（15）、上气库（16）、上保护罩（17）、上托举支撑（29）及压缩机下连管（7′）、下主换热器（8′）、下次换热器（9′）、下蓄冷器（10′）、下脉冲管（11′）、下冷端换热器（12′）、下真空罩（13′）、下脉冲管连管（14′）、下惯性管（15′）、下气库（16′）、下保护罩（17′）组成，其特征在于，主基座（1）作为整个结构的总支撑基座；次基座（2）的下端加工出次基座下端面（18），并支撑于主基座上端面（19）之上，次基座（2）的上端加工出支撑弧面（20），支撑弧面（20）支撑于双通型压缩机基座（3）的外壳面下侧；双通型压缩机基座（3）、对置式直线压缩机主构件（4）、压缩机左外壳（5）、及压缩机右外壳（6）构成一台对置式直线压缩机；该压缩机采用双活塞对置式结构，左右两部分沿中心轴线（36）完全对称；在双通型压缩机基座（3）的上下两侧沿中央分别垂直开通压缩机上出气孔（22）和压缩机上出气孔（22′），通过压缩机上出气孔（22）实现对置式直线压缩机的压缩腔（23）和上漏斗形孔道（28）之间的连通，通过压缩机下出气孔（22′）实现对置式直线压缩机的压缩腔（23）和压缩机下连管（7′）之间的连通；在双通型压缩机基座（3）的两侧分别加工出压缩机上支撑台（24）和压缩机下支撑台（24′），压缩机上支撑台（24）通过上支撑台平面（25）对上主换热器（8）进行接触连接支撑，压缩机下支撑台（24′）通过下支撑台平面（25′）对下主换热器（8′）进行接触连接支撑；在压缩机上支撑台（24）和压缩机下支撑台（24′）上分别加工出上支撑台贯穿孔（40）和下支撑台贯穿孔（21′）；压缩机左外壳（5）的开口端与双通型压缩机基座（3）的基座左下侧面（26）密封焊接，压缩机右外壳（6）的开口端与双通型压缩机基座（3）的基座右下侧面（27）密封焊接；上次换热器（9）同心地插入上主换热器（8）之内并焊接连接，下次换热器（9′）同心地插入下主换热器（8′）之内并焊接连接；压缩机上出气孔（22）直接连接在上次换热器（11）上，并通过上次换热器（11）内的上漏斗形孔道（28）与上蓄冷器（10）连通；压缩机下连管（7′）的一端与压缩机下出气孔（22′）连接，另一端与下主换热器（8′）连接，并通过下主换热器（8′）与下次换热器（9′）之间形成的下环形间隙（28′）与下蓄冷器（10′）连通；上蓄冷器（10）同心地插入上主换热器（8）之内并焊接连接，上冷端换热器（12）设置于上蓄冷器（10）和上脉冲管（11）的连接处，为一方型中通结构，左右开通上锥形狭缝孔（41），分别与上蓄冷器（10）和上脉冲管（11）连通，上脉冲管（11）和上蓄冷器（10）分别从上下方同心地垂直插入上冷端换热器（12）内并焊接连接，在上脉冲管（11）上部设置上脉冲管热端换热器（7），上脉冲管（11）垂直插入上脉冲管热端换热器（7）内部并焊接连接，上脉冲管热端换热器（7）为一异形复合结构，由一个从内部密集切割狭缝的上圆柱形狭缝换热体（35）和一个内部开通上连通孔（42）的上连接盖头（43）组成，上圆柱形狭缝换热体（35）和上连接盖头（43）焊接在一起组成上脉冲管热端换热器（7），上托举支撑（29）的一端与上支撑台平面（25）连接固定，托举支撑（29）的另一端对上脉冲管热端换热器（7）起托举支撑作用；上脉冲管（11）同心地插入上蓄冷器（10）之中，上蓄冷器（10）和上脉冲管（11）的一端同心地插入上冷端换热器（12）之内，上蓄冷器（10）和上脉冲管（11）的另一端分别插入上主换热器（8）及上次换热器（9）之内；上脉冲管连管（14）的一端与上脉冲管热端换热器（7）连接，并通过上脉冲管热端换热器（7）内的上连通孔（42）以及上圆柱形狭缝换热体（35）与上脉冲管（11）连通，上脉冲管连管（14）的另一端穿过上支撑台贯穿孔（40），然后与上惯性管进口（30）连通；下脉冲管连管（14′）的一端与下次换热器（9′）连接，并通过下次换热器（9′）内的下漏斗形孔道（29′）与下脉冲管（11′）连通，下脉冲管连管（14′）的另一端穿过下支撑台贯穿孔（21′），然后与下惯性管进口（30′）连通；上惯性管（15）和下惯性管（15′）均采用单段或多段细长金属铜管制作，上惯性管（15）紧密盘绕于压缩机右外壳（6）之上，上惯性管出口（31）与上气库进气口（32）使用真空钎焊技术焊接在一起；下惯性管（...
【技术特征摘要】
1.一种单台直线压缩机驱动直线和同轴脉管冷指的结构，由主基座(1)、次基座(2)、双通型压缩机基座(3)、对置式直线压缩机主构件(4)、压缩机左外壳(5)、压缩机右外壳(6)、上脉冲管热端换热器(7)、上主换热器(8)、上次换热器(9)、上蓄冷器(10)、上脉冲管(11)、上冷端换热器(12)、上真空罩(13)、上脉冲管连管(14)、上惯性管(15)、上气库(16)、上保护罩(17)、上托举支撑(29)及压缩机下连管(7')、下主换热器(8')、下次换热器(9')、下蓄冷器(10 ')、下脉冲管(11’ )、下冷端换热器(12')、下真空罩(13')、下脉冲管连管(14')、下惯性管(15')、下气库(16')、下保护罩(17')组成，其特征在于，主基座(1)作为整个结构的总支撑基座；次基座(2 )的下端加工出次基座下端面(18 )，并支撑于主基座上端面(19 )之上，次基座(2 )的上端加工出支撑弧面(20 )，支撑弧面(20 )支撑于双通型压缩机基座(3)的外壳面下侧；双通型压缩机基座(3)、对置式直线压缩机主构件(4)、压缩机左外壳(5)、及压缩机右外壳(6)构成一台对置式直线压缩机；该压缩机采用双活塞对置式结构，左右两部分沿中心轴线(36)完全对称；在双通型压缩机基座(3)的上下两侧沿中央分别垂直开通压缩机上出气孔(22)和压缩机上出气孔(22')，通过压缩机上出气孔(22)实现对置式直线压缩机的压缩腔(23)和上漏斗形孔道(28)之间的连通，通过压缩机下出气孔(22')实现对置式直线压缩机的压缩腔(23)和压缩机下连管(7')之间的连通；在双通型压缩机基座(3)的两侧分别加工出压缩机上支撑台(24)和压缩机下支撑台(24')，压缩机上支撑台(24)通过上支撑台平面(25)对上主换热器(8)进行接触连接支撑，压缩机下支撑台(24')通过下支撑台平面(25')对下主换热器(8')进行接触连接支撑；在压缩机上支撑台(24)和压缩机下支撑台(24')上分别加工出上支撑台贯穿孔(40)和下支撑台贯穿孔(21');压缩机左外壳(5)的开口端与双通型压缩机基座(3)的基座左下侧面(26)密封焊接，压缩机右外壳(6)的开口端与双通型压缩机基座(3)的基座右下侧面(27)密封焊接；上次换热器(9)同心地插入上主换热器(8)之内并焊接连接，下次换热器(9')同心地插入下主换热器(8')之内并焊接连接；压缩机上出气孔(22)直接连接在上次换热器(11)上，并通过上次换热器(11)内的上漏斗形孔道(28 )与上蓄冷器(10 )连通；压缩机下连管(7')的一端与压缩机下出气孔(22')连接，另一端与下主换热器(8')连接，并通过下主换热器(8')与下次换热器(9')之间形成的下环形间隙(28')与下蓄冷器(10')连通；上蓄冷器(10 )同心地插入上主换热器(8 )之内并焊接连接，上冷端换热器(12)设置于上蓄冷器(10)和上脉冲管(11)的连接处，为一方型中通结构，左右开通上锥形狭缝孔(41)，分别与上蓄冷器(10)和上脉冲管(11)连通，上脉冲管(11)和上蓄冷器(10)分别从上下方同心地垂直插入上冷端换热器(12)内并焊接连接，在上脉冲管(11)上部设置上脉冲管热端换...
【专利技术属性】
技术研发人员：党海政，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：新型
国别省市：上海;31
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