本技術(shù)涉及低溫設(shè)備相關(guān)，尤其涉及一種旋轉(zhuǎn)換氣閥及制冷設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、稀釋制冷機(jī)是一種能夠提供接近絕對(duì)零度環(huán)境的高端科研儀器設(shè)備，在凝聚態(tài)物理、材料科學(xué)、粒子物理乃至天文探測(cè)等科研領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。例如：脈管制冷機(jī)類型中的g-m型低溫制冷機(jī)，在機(jī)械壓縮機(jī)和制冷機(jī)之間采用閥門切換裝置，通過控制高低壓閥門的開閉實(shí)現(xiàn)制冷設(shè)內(nèi)氣體的壓縮和膨脹過程，從而獲得制冷效應(yīng)。

2、相關(guān)技術(shù)中，閥門切換裝置一般為旋轉(zhuǎn)換氣閥。研究表明，高充氣壓力對(duì)g-m型低溫制冷機(jī)的制冷量提高有明顯好處。然而，高的充氣壓力在獲得更大制冷量的同時(shí)，會(huì)使旋轉(zhuǎn)換氣閥的閥芯處于較高的高低壓壓差之間，閥芯旋轉(zhuǎn)需要克服更大的摩擦力，造成磨損嚴(yán)重，同時(shí)要求與閥芯傳動(dòng)連接的驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供更大的扭矩，造成驅(qū)動(dòng)電機(jī)負(fù)荷過大。當(dāng)制冷機(jī)長時(shí)間運(yùn)行時(shí)，閥芯磨損的問題就越加突出，這就需要選用耐磨的材料，而這類材料往往都不具備潤滑性，這又反過來要求驅(qū)動(dòng)電機(jī)具備更大的扭矩，陷入了惡性循環(huán)；且當(dāng)在長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，存在有閥芯磨粒進(jìn)入制冷機(jī)的弊端。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型提供一種旋轉(zhuǎn)換氣閥，用以解決相關(guān)技術(shù)中旋轉(zhuǎn)換氣閥的閥芯旋轉(zhuǎn)的磨損、驅(qū)動(dòng)電機(jī)的負(fù)荷過大以及存在有閥芯磨粒進(jìn)入制冷機(jī)的問題。

2、本實(shí)用新型提供一種旋轉(zhuǎn)換氣閥，包括：

3、閥缸組件，所述閥缸組件內(nèi)設(shè)置有閥腔；

4、閥芯，所述閥芯設(shè)于所述閥腔，所述閥芯相對(duì)于所述閥腔上下移動(dòng)，且所述閥芯和所述閥缸組件二者周向固定；

5、閥座，所述閥座設(shè)于所述閥腔，所述閥座相對(duì)于所述閥腔可轉(zhuǎn)動(dòng)，所述閥缸組件、所述閥芯和所述閥座之間形成有用于高壓氣體流動(dòng)的第一氣流路和用于低壓氣體流動(dòng)的第二氣流路；

6、驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)與所述閥座傳動(dòng)連接，以驅(qū)動(dòng)所述閥座相對(duì)所述閥腔轉(zhuǎn)動(dòng)，以切換第一氣流路和所述第二氣流路；

7、彈性預(yù)緊結(jié)構(gòu)，所述彈性預(yù)緊結(jié)構(gòu)設(shè)于所述閥芯和所述閥缸組件之間，所述彈性預(yù)緊結(jié)構(gòu)作用于所述閥芯，以保持所述閥芯和所述閥座之間處于彈性預(yù)緊貼合的狀態(tài)。

8、根據(jù)本實(shí)用新型提供的一種旋轉(zhuǎn)換氣閥，所述彈性預(yù)緊結(jié)構(gòu)包括彈簧件，所述彈簧件位于所述閥芯上遠(yuǎn)離所述閥座的一端面與所述閥缸組件之間。

9、根據(jù)本實(shí)用新型提供的一種旋轉(zhuǎn)換氣閥，所述閥缸組件上設(shè)有第一凹槽，所述閥芯上遠(yuǎn)離所述閥座的一端面設(shè)有第二凹槽；

10、所述彈性預(yù)緊結(jié)構(gòu)還包括第一板體和第二板體，所述第一板體與所述彈簧件的一端固定連接，所述第二板體與所述彈簧件的另一端固定連接，所述第一板體與所述第一凹槽相適配且插裝配合，所述第二板體與所述第二凹槽相適配且插裝配合。

11、根據(jù)本實(shí)用新型提供的一種旋轉(zhuǎn)換氣閥，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)位于所述閥缸組件的所述閥腔外部。

12、根據(jù)本實(shí)用新型提供的一種旋轉(zhuǎn)換氣閥，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)軸上設(shè)有銷軸，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)軸中心線與所述銷軸中心線二者相互垂直，所述銷軸軸線方向長度大于所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)軸的直徑；

13、所述閥座上設(shè)有傳動(dòng)槽，所述傳動(dòng)槽位于所述閥座朝向所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的一端面上，所述傳動(dòng)槽與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)軸和所述銷軸配合形成結(jié)構(gòu)相適配。

14、根據(jù)本實(shí)用新型提供的一種旋轉(zhuǎn)換氣閥，所述閥缸組件設(shè)有高壓進(jìn)氣孔、低壓回氣孔和通氣孔；

15、所述閥芯上設(shè)有一端開口的通氣道，所述閥座設(shè)有高壓氣流道和低壓氣流道，所述高壓氣流道和所述低壓氣流道間隔設(shè)置，所述閥座相對(duì)于所述閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)，以使得所述閥座具有高壓工作的第一工作角度和低壓工作的第二工作角度；

16、所述閥座位于所述第一工作角度時(shí)，所述高壓進(jìn)氣孔、所述高壓氣流道、所述通氣道和所述通氣孔相連通，以形成所述第一氣流路；所述閥座位于所述第二工作角度時(shí)，所述通氣孔、所述通氣道、所述低壓氣流道和所述低壓回氣孔相連通，以形成所述第二氣流路。

17、根據(jù)本實(shí)用新型提供的一種旋轉(zhuǎn)換氣閥，所述高壓氣流道包括第一高壓氣道和與所述第一高壓氣道連通的第二高壓氣道，所述低壓氣流道包括第一低壓氣道和與所述第一低壓氣道連通的第二低壓氣道；

18、其中，所述第一高壓氣道和所述第一低壓氣道均豎直設(shè)于所述閥座，所述第二高壓氣道和所述第二低壓氣道均水平設(shè)置于所述閥座，所述第二高壓氣道和所述第二低壓氣道二者的中心線夾角為180度。

19、根據(jù)本實(shí)用新型提供的一種旋轉(zhuǎn)換氣閥，所述閥座和所述閥缸組件之間設(shè)有第一密封圈、第二密封圈、第三密封圈和第四密封圈，所述第一密封圈、所述第二密封圈、所述第三密封圈和所述第四密封圈四者外套于所述閥座的外壁；

20、其中，所述第一密封圈和所述第二密封圈分別位于所述第二高壓氣道相對(duì)的兩側(cè)，所述第三密封圈和所述第四密封圈分別位于所述第二低壓氣道相對(duì)的兩側(cè)。

21、根據(jù)本實(shí)用新型提供的一種旋轉(zhuǎn)換氣閥，所述閥缸組件的所述閥腔內(nèi)壁和所述閥芯二者中的一個(gè)設(shè)有方形凸框，所述閥缸組件的所述閥腔內(nèi)壁和所述閥芯二者中的另一個(gè)設(shè)有方形卡槽，所述方形凸框和所述方形卡槽二者卡裝且可上下移動(dòng)配合；

22、其中，所述方形凸框和所述方形卡槽二者配合環(huán)繞所述彈性預(yù)緊結(jié)構(gòu)設(shè)置。

23、本實(shí)用新型還提供一種制冷設(shè)備，包括：

24、上述所述旋轉(zhuǎn)換氣閥；

25、壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)設(shè)置有高壓出氣端和低壓回氣端，所述高壓出氣端與所述第一氣流路連通，所述低壓回氣端與所述第二氣流路連通；

26、制冷機(jī)，所述制冷機(jī)的輸氣端與所述閥缸組件的所述閥腔連通。

27、本實(shí)用新型提供的一種旋轉(zhuǎn)換氣閥，通過閥芯周向固定設(shè)于閥腔內(nèi)，而閥座相對(duì)閥腔轉(zhuǎn)動(dòng)，并與驅(qū)動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)連接，在旋轉(zhuǎn)換氣閥運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)閥座轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)第一氣流路和第二氣流路切換，即高低壓的切換；通過設(shè)有彈性預(yù)緊結(jié)構(gòu)，閥芯無需轉(zhuǎn)動(dòng)且可上下移動(dòng)，彈性預(yù)緊結(jié)構(gòu)使得閥芯和閥座二者為彈性預(yù)緊貼合，因此，閥座和閥芯二者相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在彈性預(yù)緊結(jié)構(gòu)的彈性作用且閥芯無需轉(zhuǎn)動(dòng)下，閥芯和閥座之間的摩擦力較為均勻，因此可根據(jù)需要采用極其耐磨的材料制作閥芯，有效避免長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)過程中閥芯磨粒進(jìn)入制冷機(jī)的弊端，且無需驅(qū)動(dòng)電機(jī)具備更大的扭矩，有利于降低驅(qū)動(dòng)電機(jī)的負(fù)荷，且閥座可以任意方向及角度轉(zhuǎn)動(dòng)。

技術(shù)特征：

1.一種旋轉(zhuǎn)換氣閥，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)換氣閥，其特征在于，所述彈性預(yù)緊結(jié)構(gòu)(500)包括彈簧件(510)，所述彈簧件(510)位于所述閥芯(200)上遠(yuǎn)離所述閥座(300)的一端面與所述閥缸組件(100)之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)換氣閥，其特征在于，所述閥缸組件(100)上設(shè)有第一凹槽(120)，所述閥芯(200)上遠(yuǎn)離所述閥座(300)的一端面設(shè)有第二凹槽(210)；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)換氣閥，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(400)位于所述閥缸組件(100)的所述閥腔(110)外部。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)換氣閥，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(400)的輸出轉(zhuǎn)軸(410)上設(shè)有銷軸(420)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(400)的輸出轉(zhuǎn)軸(410)中心線與所述銷軸(420)中心線二者相互垂直，所述銷軸(420)軸線方向長度大于所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(400)的輸出轉(zhuǎn)軸(410)的直徑；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)換氣閥，其特征在于，所述閥缸組件(100)設(shè)有高壓進(jìn)氣孔(130)、低壓回氣孔(140)和通氣孔(150)；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)換氣閥，其特征在于，所述高壓氣流道(320)包括第一高壓氣道(321)和與所述第一高壓氣道(321)連通的第二高壓氣道(322)，所述低壓氣流道(330)包括第一低壓氣道(331)和與所述第一低壓氣道(331)連通的第二低壓氣道(332)；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的旋轉(zhuǎn)換氣閥，其特征在于，所述閥座(300)和所述閥缸組件(100)之間設(shè)有第一密封圈(610)、第二密封圈(620)、第三密封圈(630)和第四密封圈(640)，所述第一密封圈(610)、所述第二密封圈(620)、所述第三密封圈(630)和所述第四密封圈(640)四者外套于所述閥座(300)的外壁；

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)換氣閥，其特征在于，所述閥缸組件(100)的所述閥腔(110)內(nèi)壁和所述閥芯(200)二者中的一個(gè)設(shè)有方形凸框(160)，所述閥缸組件(100)的所述閥腔(110)內(nèi)壁和所述閥芯(200)二者中的另一個(gè)設(shè)有方形卡槽(230)，所述方形凸框(160)和所述方形卡槽(230)二者卡裝且可上下移動(dòng)配合；

10.一種制冷設(shè)備，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及低溫設(shè)備相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，提供一種旋轉(zhuǎn)換氣閥及制冷設(shè)備，旋轉(zhuǎn)換氣閥包括閥缸組件、閥芯、閥座、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和彈性預(yù)緊結(jié)構(gòu)，閥缸組件內(nèi)設(shè)置有閥腔，閥芯設(shè)于閥腔，閥芯相對(duì)于閥腔上下移動(dòng)，閥芯和閥缸組件二者周向固定；閥座設(shè)于閥腔，閥座相對(duì)于閥腔可轉(zhuǎn)動(dòng)，閥缸組件、閥芯和閥座之間形成有第一氣流路和第二氣流路；驅(qū)動(dòng)電機(jī)與閥座傳動(dòng)連接，以切換第一氣流路和第二氣流路，彈性預(yù)緊結(jié)構(gòu)作用于閥芯，以保持閥芯和閥座之間處于彈性預(yù)緊貼合的狀態(tài)，閥芯和閥座之間的摩擦力較為均勻，根據(jù)需要采用極其耐磨的材料制作閥芯，有效避免長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)過程中閥芯磨粒進(jìn)入制冷機(jī)的弊端，有利于降低驅(qū)動(dòng)電機(jī)的負(fù)荷，閥座可以任意方向及角度轉(zhuǎn)動(dòng)。

技術(shù)研發(fā)人員：馬帥,潘長釗,劉旭明,查奎帆,郭偉杰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳國際量子研究院
技術(shù)研發(fā)日：20240423
技術(shù)公布日：2024/12/17