一種高精度的斯特林循環(huán)機(jī)的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供了一種高精度的斯特林循環(huán)機(jī)的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)，包括設(shè)于所述外殼的內(nèi)腔中的外定子、內(nèi)定子和永磁體，所述外定子、內(nèi)定子和永磁體的形狀呈環(huán)形，所述環(huán)形的永磁體設(shè)于所述環(huán)形的外定子和內(nèi)定子之間，所述環(huán)形的外定子、內(nèi)定子和永磁體中心軸在同一天直線上，所述外定子和內(nèi)定子由軟磁復(fù)合材料通過(guò)粉末冶金壓制而成。本實(shí)用新型的技術(shù)方案通過(guò)使用具有三維磁路結(jié)構(gòu)的軟磁復(fù)合材料模壓成型電磁機(jī)構(gòu)的定子，可以實(shí)現(xiàn)硅鋼片難以實(shí)現(xiàn)的磁路結(jié)構(gòu)，提高了磁性能和散熱效果，同時(shí)設(shè)計(jì)加工靈活，通過(guò)粉末冶金工藝實(shí)現(xiàn)了精度加工，提高了電磁機(jī)構(gòu)的制作精度和斯特林循環(huán)機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種高精度的斯特林循環(huán)機(jī)的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于機(jī)械設(shè)備制造領(lǐng)域，涉及一種導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種高精度的斯特林循環(huán)機(jī)的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]與傳統(tǒng)循環(huán)理論不同，斯特林循環(huán)理論是一種更為高效的熱力學(xué)理論。隨著新材料、新技術(shù)不斷發(fā)展而石油資源日益短缺，斯特林循環(huán)機(jī)已越來(lái)越受本領(lǐng)域技術(shù)人員的重視。
[0003]但是現(xiàn)有的斯特林循環(huán)機(jī)的電磁機(jī)構(gòu)中的定子大多使用硅鋼片層壓制成。在斯特林電機(jī)的體積較小時(shí)，通過(guò)硅鋼片層壓制作定子一方面增加了制作難度，容易產(chǎn)生殘次品，增加了成本；另一方面也難以保證制作精度，使得斯特林循環(huán)機(jī)的性能穩(wěn)定性大大降低；此外，硅鋼片的二維磁路結(jié)構(gòu)和散熱性能也逐漸成為了斯特林循環(huán)機(jī)性能提升的瓶頸。
[0004]CN 101373109公開(kāi)了一種作為斯特林循環(huán)機(jī)的電磁結(jié)構(gòu)的自由活塞型斯特林制冷循環(huán)機(jī)，其包括汽缸7、在所述汽缸7中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞18以及由動(dòng)子20和定子35組成的電磁機(jī)構(gòu)19，其中所述動(dòng)子20配置成使所述永磁體24設(shè)置在由磁導(dǎo)材料制成的內(nèi)軛23的外側(cè)，所述活塞18與動(dòng)子20以軸向排列設(shè)置，而所述定子35和所述汽缸7也以軸向排列設(shè)置。通過(guò)這樣的配置，可減小所述電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)19的動(dòng)子20的外徑RM，因而可減小在所述動(dòng)子20外側(cè)設(shè)置的所述定子35的內(nèi)徑RS和外徑，以及最終減小整個(gè)斯特林循環(huán)制冷機(jī)的外徑。但該專(zhuān)利的永磁體同樣存在著上述的技術(shù)問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型通過(guò)使用具有三維磁路結(jié)構(gòu)的軟磁復(fù)合材料模壓成型電磁機(jī)構(gòu)的定子，可以實(shí)現(xiàn)硅鋼片難以實(shí)現(xiàn)的磁路結(jié)構(gòu)，提高了磁性能和散熱效果，同時(shí)設(shè)計(jì)加工靈活，通過(guò)粉末冶金工藝實(shí)現(xiàn)了精度加工，提高了電磁機(jī)構(gòu)的制作精度和斯特林循環(huán)機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性。
[0006]為達(dá)到上述目的，具體技術(shù)方案如下:
[0007]一種高精度的斯特林循環(huán)機(jī)的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)，所述斯特林循環(huán)機(jī)包括外殼，所述外殼內(nèi)設(shè)有圓柱形的內(nèi)腔，所述斯特林循環(huán)機(jī)的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)包括設(shè)于所述外殼的內(nèi)腔中的外定子和內(nèi)定子，所述斯特林電機(jī)的永磁體設(shè)于所述外定子和內(nèi)定子之間，所述外定子、內(nèi)定子和永磁體的形狀呈環(huán)形，所述環(huán)形的永磁體設(shè)于所述環(huán)形的外定子和內(nèi)定子之間，所述環(huán)形的外定子、內(nèi)定子和永磁體中心軸在同一天直線上，所述外定子和內(nèi)定子由軟磁復(fù)合材料通過(guò)粉末冶金壓制而成。
[0008]優(yōu)選的，所述軟磁復(fù)合材料中包括鐵粉和有機(jī)材料。
[0009]優(yōu)選的，所述軟磁復(fù)合材料中還包括但不限于鎳粉、鋁粉、鈷粉、硅粉。
[0010]優(yōu)選的，所述軟磁復(fù)合材料中鐵粉和有機(jī)材料的重量比為82?75:6?12。
[0011]優(yōu)選的，所述軟磁復(fù)合材料的粉末冶金壓制工藝包括混合、模壓成型和熱處理。
[0012]優(yōu)選的，所述模壓成型的壓力為620?850MPa，所述熱處理的溫度為480?660。。。
[0013]優(yōu)選的，所述軟磁復(fù)合材料通過(guò)粉末冶金壓制的內(nèi)定子的外徑為2.5?3.5cm，所述內(nèi)定子的內(nèi)徑為1.7?2.5cm，所述內(nèi)定子的高度為2.5?5cm。
[0014]優(yōu)選的，所述軟磁復(fù)合材料通過(guò)粉末冶金壓制的外定子的外徑為5.5?8cm，所述外定子的內(nèi)徑為4.2?6.4cm，所述外定子的高度為1.5?2cm。
[0015]優(yōu)選的，所述軟磁復(fù)合材料通過(guò)粉末冶金壓制的內(nèi)定子的外徑為10.5?13cm，所述內(nèi)定子的內(nèi)徑為9?10.5cm，所述內(nèi)定子的高度為6?8cm。
[0016]優(yōu)選的，所述軟磁復(fù)合材料通過(guò)粉末冶金壓制的外定子的外徑為16?18.5cm，所述外定子的內(nèi)徑為11.0?14.0cm，所述外定子的高度為7.5?9.5cm。
[0017]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的技術(shù)方案通過(guò)使用軟磁復(fù)合材料模壓成型的定子，提高了磁性能和散熱效果，同時(shí)設(shè)計(jì)加工靈活，提高了電磁機(jī)構(gòu)的制作精度和斯特林循環(huán)機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0019]圖1a?圖1b為本實(shí)用新型實(shí)施例的內(nèi)定子的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2a?圖2b為本實(shí)用新型實(shí)施例的粉末冶金形成的外定子的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的斯特林電機(jī)中的外定子的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0023]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本實(shí)用新型中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0024]以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例做具體闡釋。
[0025]如圖1a?圖1b和圖2a?圖2b中所示的本實(shí)用新型的實(shí)施例的一種斯特林循環(huán)機(jī)的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)，斯特林循環(huán)機(jī)包括外殼，外殼內(nèi)設(shè)有圓柱形的內(nèi)腔。斯特林循環(huán)機(jī)的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)包括設(shè)于外殼的內(nèi)腔中的內(nèi)定子I和外定子2。斯特林電機(jī)的永磁體設(shè)于外定子2和內(nèi)定子I之間。外定子2、內(nèi)定子I和永磁體的形狀呈環(huán)形，環(huán)形的永磁體設(shè)于環(huán)形的外定子2和內(nèi)定子I之間，并可在其間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。環(huán)形的外定子2、內(nèi)定子I和永磁體中心軸在同一天直線上，并與外殼內(nèi)圓柱形的內(nèi)腔同軸。外定子2和內(nèi)定子I由軟磁復(fù)合材料通過(guò)粉末冶金壓制而成。
[0026]本實(shí)用新型的實(shí)施例通過(guò)使用具有三維磁路結(jié)構(gòu)的軟磁復(fù)合材料模壓成型電磁機(jī)構(gòu)的定子，可以實(shí)現(xiàn)硅鋼片難以實(shí)現(xiàn)的磁路結(jié)構(gòu)，提高了磁性能和散熱效果，同時(shí)設(shè)計(jì)加工靈活，通過(guò)粉末冶金工藝實(shí)現(xiàn)了精度加工，提高了電磁機(jī)構(gòu)的制作精度和斯特林循環(huán)機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性。
[0027]在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，軟磁復(fù)合材料中包括但不限于鐵粉、鎳粉、鋁粉、鈷粉、硅粉、有機(jī)材料。
[0028]并優(yōu)選軟磁復(fù)合材料中鐵粉和有機(jī)材料的重量比為82?75:6?12，更優(yōu)選其中鐵粉、鎳粉、硅粉、有機(jī)材料的重量比為76:6:8:8。
[0029]在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，粉末冶金壓制軟磁復(fù)合材料通過(guò)混合、模壓成型和熱處理形成。模壓成型的壓力為620?850MPa，時(shí)間為25?26分鐘，熱處理的溫度為480?6600C。優(yōu)選通過(guò)500MPa壓制30分鐘，800°C下熱處理，得到磁導(dǎo)率μ -max為500，磁化強(qiáng)度為270A/m的電磁機(jī)構(gòu)的定子。。
[0030]如圖1a?圖1b和圖2a?圖2b中所示，在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，通過(guò)粉末冶金工藝形成的內(nèi)定子I和外定子2均分為大小兩種型號(hào)，在較小型號(hào)中，內(nèi)定子I的外徑為2.5?3.5cm，內(nèi)徑為1.7?2.5cm，高度為2.5?5cm。并進(jìn)一步優(yōu)選外徑為3.0±0.2cm，內(nèi)徑為2.3±0.2cm，高度為3±0.2cm。
[0031]而通過(guò)粉末冶金工藝形成的外定子2的外徑為5.5?8cm，內(nèi)徑為4.2?6.4cm，高度為1.5?2cm。并進(jìn)一步優(yōu)選外徑為6.2±0.2cm，內(nèi)徑為3.5±0.2cm，高度為1.5 + 0.2cm。
[0032]在較大型號(hào)中，內(nèi)定子I的外徑為10.5?13cm，內(nèi)徑為9?10.5cm，高度為6?8cm。并進(jìn)一步優(yōu)選外徑為12.0±0.2cm，內(nèi)徑為9.5±0.2cm，高度為7±0.2cm。
[0033]而通過(guò)粉末冶金工藝形成的外定子2的外徑為16?18.5cm，內(nèi)徑為11.0?14.0cm,高度為7.5?9.5cm。并進(jìn)一步優(yōu)選外徑為17.5±0.2cm，內(nèi)徑為13±0.2cm，高度為 8±0.2cm
[0034]如圖3中所示，在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，可通過(guò)兩個(gè)粉末冶金工藝形成的外定子2組合形成斯特林電機(jī)中的外定子，并在兩個(gè)外定子2之間套嵌入線圈3，以通過(guò)復(fù)合軟磁材料形成的外定子加強(qiáng)線圈3所形成的磁場(chǎng)。
[0035]本實(shí)用新型的實(shí)施例的軟磁復(fù)合材料制成的與硅鋼片層壓形成的電磁機(jī)構(gòu)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0036]1，軟磁材料具有3維磁路，對(duì)于磁場(chǎng)具有較好的導(dǎo)磁作用；
[0037]2，尚頻下的低鐵損，頻率穩(wěn)定性好；
[0038]3，部件精度高，通過(guò)粉末冶金工藝可以實(shí)現(xiàn)較高的加工精度。
[0039]以上對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只作為范例，本實(shí)用新型并不限制于以上描述的具體實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對(duì)該實(shí)用進(jìn)行的等同修改和替代也都在本實(shí)用新型的范疇之中。因此，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高精度的斯特林循環(huán)機(jī)的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)，所述斯特林循環(huán)機(jī)包括外殼，所述外殼內(nèi)設(shè)有圓柱形的內(nèi)腔，其特征在于，所述斯特林循環(huán)機(jī)的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)包括設(shè)于所述外殼的內(nèi)腔中的外定子和內(nèi)定子，所述斯特林電機(jī)的永磁體設(shè)于所述外定子和內(nèi)定子之間，所述外定子、內(nèi)定子和永磁體的形狀呈環(huán)形，所述環(huán)形的永磁體設(shè)于所述環(huán)形的外定子和內(nèi)定子之間，所述環(huán)形的外定子、內(nèi)定子和永磁體中心軸在同一天直線上，所述外定子和內(nèi)定子由軟磁復(fù)合材料通過(guò)粉末冶金壓制而成。
2.如權(quán)利要求1所述的高精度的斯特林循環(huán)機(jī)的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述軟磁復(fù)合材料中包括鐵粉和有機(jī)材料。
3.如權(quán)利要求2所述的高精度的斯特林循環(huán)機(jī)的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述軟磁復(fù)合材料中還包括但不限于镲粉、銷(xiāo)粉、鈷粉、娃粉。
4.如權(quán)利要求3所述的高精度的斯特林循環(huán)機(jī)的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述軟磁復(fù)合材料中鐵粉和有機(jī)材料的重量比為82?75:6?12。
5.如權(quán)利要求4所述的高精度的斯特林循環(huán)機(jī)的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述軟磁復(fù)合材料的粉末冶金壓制工藝包括混合、模壓成型和熱處理。
6.如權(quán)利要求5所述的高精度的斯特林循環(huán)機(jī)的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述模壓成型的壓力為620?850MPa，所述熱處理的溫度為480?660°C。
7.如權(quán)利要求6所述的高精度的斯特林循環(huán)機(jī)的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述軟磁復(fù)合材料通過(guò)粉末冶金壓制的內(nèi)定子的外徑為2.5?3.5cm，所述內(nèi)定子的內(nèi)徑為1.7?.2.5cm，所述內(nèi)定子的高度為2.5?5cm。
8.如權(quán)利要求7所述的高精度的斯特林循環(huán)機(jī)的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述軟磁復(fù)合材料通過(guò)粉末冶金壓制的外定子的外徑為5.5?8cm，所述外定子的內(nèi)徑為4.2?.6.4cm，所述外定子的高度為1.5?2cm。
9.如權(quán)利要求6所述的高精度的斯特林循環(huán)機(jī)的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述軟磁復(fù)合材料通過(guò)粉末冶金壓制的內(nèi)定子的外徑為10.5?13cm，所述內(nèi)定子的內(nèi)徑為9?.10.5cm，所述內(nèi)定子的高度為6?8cm。
10.如權(quán)利要求9所述的高精度的斯特林循環(huán)機(jī)的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述軟磁復(fù)合材料通過(guò)粉末冶金壓制的外定子的外徑為16?18.5cm，所述外定子的內(nèi)徑為11.0?.14.0cm，所述外定子的高度為7.5?9.5cm。
【文檔編號(hào)】H02K16/00GK204186489SQ201420466143
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】魏東平 申請(qǐng)人:寧波華斯特林電機(jī)制造有限公司