CN100374719C - 位置传感器和线性压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种特别用于检测压缩机的活塞(2)的位置的传感器，活塞(2)在气缸孔(3)内侧轴向地移动，传感器包括探针(4)和与探针(4)相互连接的密封端子(7)，探针(4)位于气缸孔(3)内侧，密封端子(7)连接于控制电路。本发明也涉及一种线性压缩机，其设置有活塞(2)、气缸孔(3)和头部(5)，活塞能在气缸孔(3)内部轴向移动，该线性压缩机包括位置传感器，位置传感器包括相互连接的探针(4)和密封端子(7)，探针(4)位于气缸孔(3)内侧，密封端子(7)连接于控制电路(8)。

Description

位置传感器和线性压缩机
技术领域
本发明涉及一种适用于线性压缩机的位置传感器，其用来检测压缩机活塞的位置，本发明也涉及一种配备有位置传感器的压缩机。
背景技术
线性压缩机基本上包括活塞，其在汽缸孔内部轴向地移动并在制冷循环期间具有压缩气体的作用。为了将气体吸入并排出，压缩机进一步设置有包括吸气阀和排气阀的头部。该头部位于活塞冲程的末端处。
活塞和磁性元件及共振弹簧一起组成由线性电机驱动的共振组件。该共振组件形成线性运动，活塞的轴向移动提供了对气体的必要压缩。
如果操作发生变化或压缩机的馈送电压发生变化，共振组件脱离正常的运动过程并超出允许极限范围进行运动，从而引起活塞碰撞压缩机头部。这种异常现象会产生噪音且损害压缩机，特别地对阀头部造成损害。
通过控制提供给电机的电压或通过控制活塞在气缸孔体中的位移能解决上述问题，以使后者(活塞)不会损害头部。
将传感器位于头部能控制活塞的移动，从而一检测出活塞开始碰撞头部传感器就会发出信号或中断能量供给。尽管这种解决手段阻止了激励器的碰撞，但是如果传感器出现故障，就并不能避免激励器损害头部。
所预见的另一个用来控制活塞在气缸孔内部的移动过程的解决手段包括使用位置传感器、通常是感应传感器来实现，该感应传感器通过所测定的控制点来检测活塞的路径。这种解决手段的缺点在于所使用的装置价格高且安装和维护困难，这从而导致压缩机的最终成本增加。
PI 0001404-4涉及一种位于靠近压缩机头部的位置传感器，其能通过参考点的最大值来对活塞的路径发出信号，以阻止活塞在工作期间发生移动变化时撞击头部。该传感器由导电材料制成，其一接收到活塞的接触就向控制电路发出信号，从而阻止活塞继续朝阀头部移动。
但是，为了使这种解决方法可行，传感器必须绝缘于压缩机的其它部分，例如，其绝缘于气缸孔和头部，从而电路能保持开路直到活塞靠在传感器上。在PI 0001404-4所涉及到的实施例中，通过由密封材料制成的接头和电惰性组分能产生这种绝缘，该电惰性组分被放置在传感器接触压缩机或整个头部的部分处。在这点上，传感器由叶片制成，叶片构成阀并位于头部上。
使用密封接头要求充分调节阀叶片、头部和气缸孔的定位，其中阀叶片具有传感器。
如PI 0101976-7所述，提出的另一个解决方法包括使用独立于吸气阀的传感器板，但是它们具有相同的外侧面，通过将环氧树脂或漆(varnish)或其它具有阻电特性的喷涂层沉积于板上来使该板电绝缘。这种解决方法的主要缺点是需要使整个传感器板都是电绝缘的，并且可能会由于传感器板的区域而漏电。
发明内容
本发明的目的是提供一种传感器，该传感器能检测并控制邻近于头部和压缩机阀的活塞的位置，从而在不需提高压缩机制造成本的情况下就能在传感器出现故障期间防止活塞碰撞头部。
特别地用于检测压缩机活塞的位置的传感器能达到本发明的目的，其中活塞在气缸孔内部轴向地移动，传感器包括探针和设置于气缸头部的密封端子，探针位于气缸孔内侧，通过活塞接触探针来使探针和密封端子相互连接，密封端子连接于控制电路。
配备有活塞、气缸孔和头部的线性压缩机也能达到本发明的目的，活塞在气缸孔内部轴向地移动，线性压缩机包括位置传感器，位置传感器包括探针和密封端子，密封端子设置于头部，探针定位在气缸孔内侧，通过活塞接触探针来使探针和密封端子相互连接，密封端子连接于控制电路。
附图说明
现在将参照附图中显示的具体实施例来更加详细地描述本发明。附图如下：
图1是本发明的线性压缩机和传感器的示意性横断面视图。
具体实施方式
根据优选实施例并如图1所示，线性压缩机包括活塞2和头部5，活塞2能在气缸孔3内部移动，头部5位于活塞2的移动冲程的末端并包括吸气阀17和排气阀17’。
位置传感器包括位于气缸孔3内侧的探针4和连接于控制电路8的密封端子7。
探针4薄且是柔性的，由金属叶片制成，其可以由圆柱形、粗大或中空叶片代替，或者也可以具有其它合适的形状。探针4包括第一端11、接触突起10、接触区9和第二端12。第一端11固定于头部5和气缸孔3之间，而第二端12没有接合。
在探针4的固定的变化形式中，将探针4固定在活塞2上，第一端11固定在活塞2的端面上，而第二端12保持没有固定或结合。
接触突起10通过弯曲探针4的体部而形成。突起10设置于第一端11和第二端12之间，以保持与密封端子7对准。
接触区9设置于第二端12处并具有基本上弯曲的外形，减小了活塞2与区域9接触期间的摩擦。
接触突起10和接触区9设置在不同平面上。接触区10相对于头部5的间距为零，因为其持久地与头部5保持接触，如详图A所示，而接触区9相具有间距h，如图1的详图B所示。
密封端子7位于绝缘孔15中，绝缘孔15中填充了绝缘材料16并设置在压缩机的头部5上。
根据图1的详图A，密封端子7安装在孔15中，其面向气缸孔3的内部相对于头部5的表面的倒退距离(backset distance)是d。在这种方式下，以密封端子7对准接触突起10的方式将密封端子7定位在头部5，因为通过接触突起10和密封端子7的接触来使探针4和密封端子7相互连接。因此，与接触突起10接触的端子7的末端最好是平面并且平行于头部5的端面，以使接触突起10的曲面能很好地接触端子7的该端部。然而，可以预见端子7的该端部的形状的其它变化。例如，形状是倾斜平面或具有与探针4的表面相一致的倾斜角的斜面。
另外，密封端子7连接于控制电路8，控制电路8由包括电压源21(优选是直流电压源)和电阻器22的电路形成，电压源21和电阻器22与密封端子7和头部5串联连接，如图1的详图C所示。在电路的可能变化形式中，电压源21与电阻器22与端子7和活塞2串联连接是可以预见的。
当活塞2的轴向移动到达至与头部5相隔一个确定距离时，也就是说，活塞2到达第一控制点6处时，活塞2接触探针4的接触区9，使活塞2移动直到到达第二控制点6’处，第二控制点6’与第一控制点6的距离为H。
当接触区9到达第二控制点6’时，接触突起10接触密封端子7，与控制电路8形成电接触。在这种方式下，活塞2与接触区9的接触基本上和接触突起10与密封端子7的接触同时发生。
与控制电路8形成的所述电接触，即活塞2已经到达第一控制点6和第二控制点6’的指示引起了在靠近电阻器22的端子处(未示出)所测的电压电平从逻辑电平“0”变化到逻辑电平“1”。控制电路8读出这种变化，该控制电路8可以还包括能解释这种信号的电路，这种信号纠正活塞2的路径，从而阻止活塞2碰撞头部5，也就是说，使活塞2朝头部5的最大位移返回到低于第一控制点6处。
一旦活塞2的过量位移被纠正，接触区9再次被定位在第一控制点6的相同高度处。为了这个目的，探针4最好由具有弹性变形区的材料制成，该弹性变形区包含在区域9从第一控制点6移动到第二控制点6’期间探针4变形的幅值。这是因为：已经停止这种变形后，区域9必须返回到它的初始位置，也就是说，与第一控制点6相一致。
因此，制造探针4所使用的材料，和该探针的形状和外形无关，应不易发生磁滞现象，也就是说，不易在使用传感器的时间发生残余变形。
本发明具有满足喷涂传感器板以使其绝缘于压缩机残余部分的需要，从而提高了探针4的绝缘可靠性并提供了更精确地控制活塞2的位置。
本发明的另一个优点是密封端子7的成本低，其在市场上具有广泛的使用性。为此，所应用的变化形式没有使最终的压缩机组件昂贵。
已经描述了优选实施例，能够理解，本发明的范围包括其它可能的变化形式，本发明仅受限在附属的权利要求的范围内，其包括其它可能的替换物。

Claims (30)

1.一种用于检测压缩机的活塞(2)的位置的传感器，在该压缩机中，活塞(2)在气缸孔(3)内部轴向地移动，该传感器的特征在于：包括探针(4)和设置在气缸头部(5)的密封端子(7)，探针(4)位于气缸孔(3)内侧，通过活塞(2)接触探针(4)来使探针(4)和密封端子(7)相互连接，密封端子(7)连接于控制电路(8)。
2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：探针(4)包括设置在第一端(11)和第二端(12)之间的接触突起(10)，第一端(11)固定于头部(5)和气缸孔(3)之间。
3.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于：第二端(12)包括接触区(9)。
4.根据权利要求3所述的传感器，其特征在于：接触区(9)具有弯曲的外形。
5.根据权利要求4所述的传感器，其特征在于：接触突起(10)和接触区(9)设置在不同平面上。
6.根据权利要求5所述的传感器，其特征在于：密封端子(7)位于设置于压缩机头部(5)中的绝缘孔(15)内。
7.根据权利要求6所述的传感器，其特征在于：密封端子(7)位于离头部(5)的倒退距离(d)处。
8.根据权利要求7所述的传感器，其特征在于：通过接触突起(10)与密封端子(7)之间的接触来使探针(4)和密封端子(7)相互连接。
9.根据权利要求8所述的传感器，其特征在于：接触突起(10)与密封端子(7)的接触形成与控制电路(8)的电接触。
10.根据权利要求9所述的传感器，其特征在于：接触区(9)能被活塞(2)接触。
11.根据权利要求10所述的传感器，其特征在于：接触突起(10)与密封端子(7)的接触基本上和活塞(2)与接触区(9)的接触同时发生。
12.根据权利要求11所述的传感器，其特征在于：基本上同时发生的接触突起(10)与密封端子(7)的接触和活塞(2)与接触区(9)的接触发生在第一控制点(6)处。
13.根据权利要求11所述的传感器，其特征在于：基本上同时发生的接触突起(10)与密封端子(7)的接触和活塞(2)与接触区(9)的接触发生在第二控制点(6)处。
14.根据权利要求12或13所述的传感器，其特征在于：控制电路(8)包括一个电路，该电路包括串联连接于密封端子和头部(5)的电压源(21)和电阻器(22)，当接触突起(10)接触密封端子(7)时该电路闭合。
15.根据权利要求12或13所述的传感器，其特征在于：控制电路(8)包括一个电路，该电路包括串联连接于密封端子(7)和活塞(2)的电压源(21)和电阻器(22)，当接触突起(10)接触密封端子(7)时，该电路闭合。
16.一种线性压缩机，其设置有活塞(2)、气缸孔(3)和头部(5)，活塞在气缸孔(3)中轴向移动，该线性压缩机的特征在于：包括位置传感器，该位置传感器包括探针(4)和密封端子(7)，密封端子(7)设置于头部(5)中，探针(4)位于气缸孔(3)内侧，通过活塞(2)接触探针(4)来使探针(4)和密封端子(7)相互连接，密封端子(7)连接于控制电路(8)。
17.根据权利要求16所述的压缩机，其特征在于：探针(4)包括设置于第一端(11)和第二端(12)之间的接触突起(10)，第一端(11)固定于头部(5)和气缸孔(3)之间。
18.根据权利要求17所述的压缩机，其特征在于：探针(4)的第二端(12)包括接触区(9)。
19.根据权利要求18所述的压缩机，其特征在于：接触区(9)具有弯曲的外形。
20.根据权利要求19所述的压缩机，其特征在于：接触突起(10)和接触区(9)设置在不同平面上。
21.根据权利要求20所述的压缩机，其特征在于：密封端子(7)位于设置在头部(5)中的绝缘孔(15)内。
22.根据权利要求21所述的压缩机，其特征在于：密封端子(7)位于距头部(5)的倒退距离(d)处。
23.根据权利要求22所述的压缩机，其特征在于：通过接触突起(10)与密封端子(7)的接触来使探针(4)和密封端子(7)相互连接。
24.根据权利要求23所述的压缩机，其特征在于：接触突起(10)与密封端子(7)的接触形成与控制电路(8)的电接触。
25.根据权利要求24所述的压缩机，其特征在于：接触区(9)能被活塞(2)接触。
26.根据权利要求25所述的压缩机，其特征在于：接触突起(10)与密封端子(7)的接触和活塞(2)与接触区(9)的接触基本上同时发生。
27.根据权利要求26所述的压缩机，其特征在于：基本上同时发生的接触突起(10)与密封端子(7)的接触和活塞(2)与接触区(9)的接触发生在第一控制点(6)处。
28.根据权利要求26所述的压缩机，其特征在于：基本上同时发生的接触突起(10)与密封端子(7)的接触和活塞(2)与接触区(9)的接触发生在第二控制点(6)处。
29.根据权利要求27或28所述的压缩机，其特征在于：控制电路(8)包括一个电路，该电路包括串联连接于密封端子(7)和头部(5)的电压源(21)和电阻器(22)，当接触突起(10)接触密封端子(7)时该电路闭合。
30.根据权利要求27或28所述的压缩机，其特征在于：控制电路(8)包括一个电路，该电路包括串联连接于密封端子(7)和活塞(2)的电压源(21)和电阻器(22)，当接触突起(10)接触密封端子(7)时，该电路闭合。
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