CN103603785B - 一种气体压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气体压缩机，包括活塞气缸单元、吸排气阀组件单元、电磁铁单元和位置监测装置控制电路单元，电磁铁单元有两个，每个单元包括有电磁铁；活塞气缸单元包括气缸、活塞和内导气管，活塞为两端带有不同磁极的磁性活塞，它置于气缸内，气缸壁上侧设有吸气孔，内导气管设于活塞内并与吸气孔相导通，两个电磁铁单元分别设于活塞气缸单元的两侧。本发明气体压缩机工作时多组磁力同时互相作用，可持续通电，效率更高，驱动力更强，结构更紧凑，对工况变化具有较强的适应性。

Description

一种气体压缩机

技术领域

本发明涉及到一种气体压缩机，该压缩机能利用磁性体同性相斥异性相吸的原理，通过改变电磁线圈电流方向使电磁铁磁极不断反转，从而推动磁体活塞往复运动。

背景技术

现有的电磁式压缩机，如专利申请号为99103714.6和87101616的中国发明专利申请分别公开的“活塞式压缩机”和“电磁式压缩机”，其原理是依靠通电线圈产生的磁场直接驱动活塞（即铁芯）运动，实现气体压缩功能。两个通电线圈依次间歇通电，利用电流相位控制电磁线圈电流方向，驱动活塞往复运动。这虽然降低了电磁效率，但由于它把铁芯当活塞来用，对工况适应能力不强。专利号为ZL200620081447.7的中国实用新型专利公开了一种“新型电磁力空调、冰箱压缩机”，该压缩机依靠弹簧复位，压缩气体时，同时对弹簧进行压缩，需要双倍的驱动力，且活塞体与电磁线圈间有一定的空隙，降低了电磁效率。申请号为201110352285.1的中国发明专利申请公开的“磁压发动机”利用电磁力辅助机械输出，继续采用了活塞连杆式压缩气体的传动机构，外观尺寸大，不适用于冰箱压缩机。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提出一种工作时多组磁力同时互相作用，驱动力更强、效率更高、结构更紧凑的气体压缩机。

为解决上述技术问题，本发明一种气体压缩机包括活塞气缸单元、吸排气阀组件单元、电磁铁单元和位置监测装置控制电路单元，所述电磁铁单元有两个，每个单元包括有电磁铁；所述活塞气缸单元包括气缸、活塞和内导气管，所述活塞为两端带有不同磁极的磁性活塞，它置于所述气缸内，所述气缸壁上侧设有吸气孔，所述内导气管设于所述活塞内并与所述吸气孔相导通，所述两个电磁铁单元分别设于所述活塞气缸单元的两侧。

上述一种气体压缩机，所述吸排气阀组件单元有两个，每个单元包括排气阀组和吸气阀，所述吸气阀分别安装于所述活塞的两侧，所述排气阀组分别设于所述气缸的两侧端面。

上述一种气体压缩机，所述位置监测装置控制电路单元包括位置监测装置和控制电路，所述位置监测装置设于所述气缸的侧壁上或电磁铁上，所述电磁铁、位置监测装置分别与所述控制电路相连。

上述一种气体压缩机，所述两个电磁铁单元对称设置于所述活塞气缸单元的两侧。

上述一种气体压缩机，它还包括有导气环，所述导气环设于所述活塞的外圆中部，并分别与所述吸气孔和内导气管相导通。

上述一种气体压缩机，所述电磁铁包括电磁铁芯和电磁线圈，所述电磁线圈缠绕在所述电磁铁芯上。

本发明由于采用了上述技术结构，活塞具有磁性，利用磁性体同性相斥异性相吸的原理，通过控制电路不断改变电磁线圈中电流的方向、大小和频率，使电磁铁的磁极不断反转，推动气缸内的活塞作往复运动。活塞不是采用铁芯代替，使本发明对工况变化具有较强的适应性。本发明气体压缩机工作时多组磁力同时互相作用，可持续通电，效率更高，驱动力更强，结构更紧凑。电磁线圈是对称布置于活塞气缸单元的两侧，能够提供稳定及可靠的驱动力。活塞的外圆中部设有导气环，减小了活塞与气缸间的接触面积，有效减少了活塞磨损、拉毛等问题。

附图说明

图1为本发明气体压缩机的分解结构示意图；

图2为活塞的一个运动方向的示意图；

图3为活塞的另一个运动方向的示意图；

图4为图1中活塞部分的放大示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明气体压缩机包括活塞气缸单元、吸排气阀组件单元、电磁铁单元和位置监测装置控制电路单元。电磁铁单元有两个，每个单元包括电磁铁芯1、12和电磁线圈2、11，电磁铁芯1、12由软铁材料制成，电磁线圈2、11缠绕在电磁铁芯1、12上。活塞气缸单元包括气缸4、活塞8、导气环13和内导气管14（请同时参阅图4），活塞8采用永磁材料制成，它置于气缸4内。气缸4的侧壁上设有吸气孔5，内导气管14设于活塞8内，导气环13设于活塞8的外圆中部，吸气孔5、导气环13和内导气管14的上下两端相导通，两个电磁铁单元对称布置于活塞气缸单元的两侧。吸排气阀组件单元也有两个，每个单元包括排气阀组3、10和吸气阀7、9，排气阀组3、10分别设于气缸4的两侧端面，吸气阀7、9分别安装于活塞8的两侧（请同时参阅图4），内导气管14的左、右两端分别与吸气阀7、9相导通。位置监测装置控制电路单元包括位置监测装置6和控制电路，位置监测装置6设于气缸4的侧壁上或电磁铁芯1、12上，电磁线圈2、11和位置监测装置6分别与控制电路相连。

本发明气体压缩机依靠缠绕在电磁铁芯1、12上的电磁线圈2、11中电流方向的改变来控制磁体活塞8的运动方向。电磁线圈2与电磁线圈11可具有相同的线圈绕向，相反的电流方向；或者相反的线圈绕向，相同的电流方向，这样通电后能够产生相反方向的电磁场，作用于两端面具有不同磁极的磁体活塞8上。活塞8有图2和图3所示的两种运动方向，分别完成对活塞8两侧气体的吸气和排气过程。如图2所示，活塞8受到由电磁铁芯1和电磁线圈2组成的电磁铁的排斥力，受到由电磁铁芯12和电磁线圈11组成的电磁铁的吸引力，吸引力和排斥力形成合力，推动活塞向排气阀组10一侧运动，这时活塞8将气缸4分成两部分，靠近排气阀组3一侧气缸4内的气体将会膨胀，压力降低，当达到一定的压力后，低压气体经吸气孔5、导气环13、内导气管14和安装于活塞8上的吸气阀7进入靠近阀板组件3一侧的气缸4中；同时靠近排气阀组10一侧的气缸4内的气体被压缩，气体压力逐渐上升，当达到一定压力后，高压气体通过排气阀组10排出气缸4。活塞8的运动过程受安装于气缸4壁上的位置监测装置6监测，当活塞8运动到靠近排气阀组10的预定位置时，位置监测装置6发出监测信号，外围的控制电路得到信号后控制流经电磁线圈2、11中的电流反向，这时两侧电磁铁磁极如图3所示，形成与图2正好相反的状态，活塞8作反向运动，排气阀组10关闭，吸气阀9和排气阀组3被打开。当活塞8运动到靠近排气阀组3预定位置时，位置监测装置6发出监测信号，外围的控制电路得到信号后控制流经电磁线圈2、11中的电流反向，继续进行如图2所示的过程，如此周而复始不断将低压气体压缩为高压气体，实现工作目的。控制电路可以对电磁线圈2、11电流的方向、大小、频率进行控制（控制电路为本领域常用技术，不再赘述）。

本发明的范围并不受限于上述具体实施方式。如利用本发明原理，将电磁铁、活塞互换，即气缸两端设置永磁材料，活塞采用软铁材料，外围绕电磁线圈，通过改变电磁线圈电流方向驱动活塞运动，也能达到相同目的，同样属于本发明保护范畴。

Claims (1)

1.一种气体压缩机，其特征在于，它包括活塞气缸单元、吸排气阀组件单元、电磁铁单元和位置监测装置控制电路单元，所述电磁铁单元有两个，所述两个电磁铁单元对称设置于所述活塞气缸单元的两侧，每个单元包括有电磁铁，所述电磁铁包括电磁铁芯和电磁线圈，所述电磁线圈缠绕在所述电磁铁芯上；所述活塞气缸单元包括气缸、活塞和内导气管，所述活塞为两端带有不同磁极的磁性活塞，它置于所述气缸内，气缸壁上侧设有吸气孔，所述内导气管设于所述活塞内并与所述吸气孔相导通，所述两个电磁铁单元分别设于所述活塞气缸单元的两侧；所述吸排气阀组件单元有两个，每个单元包括排气阀组和吸气阀，所述吸气阀分别安装于所述活塞的两侧，所述排气阀组分别设于所述气缸的两侧端面；所述位置监测装置控制电路单元包括位置监测装置和控制电路，所述位置监测装置设于所述气缸的侧壁上或电磁铁上，所述电磁铁、位置监测装置分别与所述控制电路相连；气体压缩机还包括有导气环，所述导气环设于所述活塞的外圆中部，并分别与所述吸气孔和内导气管相导通。