CN105626692B - 线性压缩机及其气体轴承结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种线性压缩机及其气体轴承结构，线性压缩机的气体轴承结构包括：与气缸的排气腔连通的入气口，轴承面供气孔，设置于气缸外侧的毛细节流结构；毛细节流结构的一端与轴承面供气孔连通，毛细节流结构的另一端与入气口连通。上述线性压缩机的气体轴承结构，由毛细节流结构的特点可知毛细节流结构的节流效果优于相同孔径的小孔节流，在线性压缩机尤其是冰箱用线性压缩机中，较易实现节流压缩与轴承间隙压损的匹配，因而增强了悬浮效果，有效提高了该气体轴承结构的承载特性；同时，将毛细节流结构设在气缸的外侧，则较现有技术在气缸内设置0.1mm以下小孔或环面节流结构相比，有效简化了生产工艺，降低了制造难度。

Description

线性压缩机及其气体轴承结构
技术领域
本发明涉及线性压缩机气体润滑技术领域，更具体地说，涉及一种线性压缩机及其气体轴承结构。
背景技术
线性压缩机由其适用无油运转、摩擦功耗小等优点而受到青睐，特别是冰箱领域。
目前，线性压缩机采用气体轴承技术。气体轴承常采用小孔节流，但是，在冰箱用线性压缩机中，采用孔径不小于0.1mm的小孔节流，难以实现节流段与轴承间隙的压降匹配，因而气体轴承的承载特性较差；而采用孔径小于0.1mm的小孔节流，气体轴承的承载特性较好，但在气缸内设置这种小孔节流结构，生产工艺较复杂，制造难度较大。
综上所述，如何提高气体轴承结构的承载特性，同时降低制造难度，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种线性压缩机的气体轴承结构，提高其承载特性，同时降低制造难度。本发明的另一目的是提供一种具有上述气体轴承结构的线性压缩机。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种线性压缩机的气体轴承结构，包括：与气缸的排气腔连通的入气口，轴承面供气孔；
所述线性压缩机的气体轴承结构还包括：设置于所述气缸外侧的毛细节流结构，所述毛细节流结构的一端与所述轴承面供气孔连通，所述毛细节流结构的另一端与所述入气口连通。
优选地，所述毛细节流结构为毛细节流管，所述毛细节流管固定于所述气缸的外侧。
优选地，所述毛细节流管的内径为0.1mm-0.14mm。
优选地，所述毛细节流管的压降值与所述线性压缩机的气体轴承结构的总压降值的比值为0.4-0.6。
优选地，上述线性压缩机的气体轴承结构还包括：供气板和供气通道；
其中，所述毛细节流结构为与所述供气板固定相连的节流板，所述节流板和所述供气通道分别位于所述供气板的两侧；
所述节流板设有：节流前稳压槽、节流槽道和第一节流出流孔，所述供气板设有：第一节流前供气孔和第二节流出流孔；
所述入气口、所述第一节流前供气孔、所述节流前稳压槽、所述节流槽道、所述第一节流出流孔、所述第二节流出流孔、所述供气通道和所述轴承面供气孔依次连通。
优选地，上述线性压缩机的气体轴承结构还包括：与所述供气板相连的供气套，所述供气通道和所述轴承面供气孔均设于所述供气套，所述供气套内套于所述气缸。
优选地，所述供气套与所述供气板为一体式结构。
优选地，所述节流板为模塑板。
优选地，所述节流槽道沿蛇形延伸。
优选地，所述节流板为长方形板，所述节流前稳压槽位于所述长方形板的长度方向的两端。
优选地，所述节流槽道呈螺旋形或者回字型，所述节流前稳压槽为环形槽。
优选地，上述线性压缩机的气体轴承结构还包括气流导向板，所述气流导向板设有：第二节流前供气孔、节流出口供气孔、气流导向槽；
其中，所述节流板通过所述气流导向板与所述供气板相连；所述第一节流前供气孔和所述节流前稳压槽通过所述第二节流前供气孔连通，所述第一节流出流孔和所述第二节流出流孔通过所述节流出口供气孔和所述气流导向槽依次连通。
优选地，上述线性压缩机的气体轴承结构还包括密封板，所述密封板设有第三节流前供气孔、节流后供气孔；
其中，所述气流导向板通过所述密封板与所述供气板密封相连；所述第一节流前供气孔和所述第二节流前供气孔通过所述第三节流前供气孔连通，所述气流导向槽与所述第二节流出流孔通过所述节流后供气孔连通。
优选地，所述节流板、所述气流导向板、所述密封板和所述供气板均安装于所述气缸的尾部。
基于上述提供的线性压缩机的气体轴承结构，本发明还提供了一种线性压缩机，该线性压缩机包括气体轴承结构，所述气体轴承结构为上述任意一项所述的线性压缩机的气体轴承结构。
本发明提供的线性压缩机的气体轴承结构，通过设置两端分别与入气口和轴承面供气孔连通的毛细节流结构，由毛细节流结构的特点可知毛细节流结构的节流效果优于相同孔径的小孔节流，在线性压缩机尤其是冰箱用线性压缩机中，较易实现节流压缩与轴承间隙压损的匹配，因而增强了悬浮效果，有效提高了该气体轴承结构的承载特性；同时，将毛细节流结构设在气缸的外侧，则较现有技术在气缸内设置0.1mm以下小孔或环面节流结构相比，有效简化了生产工艺，降低了制造难度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的线性压缩机的气体轴承结构的结构示意图；
图2为本发明实施例二提供的线性压缩机的气体轴承结构中节流板的结构示意图；
图3为本发明实施例二提供的线性压缩机的气体轴承结构中供气板和供气通道的结构示意图；
图4为本发明实施例三提供的线性压缩机的气体轴承结构的爆炸图；
图5为本发明实施例三提供的线性压缩机的气体轴承结构的另一爆炸图；
图6为本发明实施例三提供的线性压缩机的气体轴承结构中节流板的结构示意图。
上图1-6中：
1为毛细节流管、2为气缸、3为气缸法兰端、4为节流板、5为第一通孔、6为节流前稳压槽、7为节流槽道、8为第一节流出流孔、9为第一节流前供气孔、10为供气板、11为第二节流出流孔、12为第二通孔、13为供气通道、14为轴承面供气孔、15为供气套、16为气流导向板、17为节流出口供气孔、18为密封板、19为节流后供气孔、20为第三节流前供气孔、21为第三通孔、22为第二节流前供气孔、23为第四通孔、24为气流导向槽、25为节流入口槽道。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的线性压缩机的气体轴承结构，包括：与气缸2的排气腔连通的入气口，轴承面供气孔14，和毛细节流结构；其中，毛细节流结构设置于气缸2外侧，毛细节流结构的一端与轴承面供气孔14连通，毛细节流结构的另一端与入气口连通。
本发明提供的线性压缩机的气体轴承结构，通过设置两端分别与入气口和轴承面供气孔14连通的毛细节流结构，由毛细节流结构的特点可知毛细节流结构的节流效果优于相同孔径的小孔节流，在线性压缩机尤其是冰箱用线性压缩机中，较易实现节流压缩与轴承间隙压损的匹配，因而增强了悬浮效果，有效提高了该气体轴承结构的承载特性；同时，将毛细节流结构设在气缸2的外侧，则较现有技术在气缸2内设置0.1mm以下小孔或环面节流结构相比，有效简化了生产工艺，降低了制造难度。
同时，本发明提供的线性压缩机的气体轴承结构，将毛细节流结构设在气缸2的外侧，与设置相同孔径小孔节流或环面节流相比，减少了介质(冷媒或者空气等)的泄漏损失量，提高了线性压缩机的容积效率。
具体地，本发明提供了三个实施例。如图1所示，本发明实施例一提供的线性压缩机的气体轴承结构中，毛细节流结构为毛细节流管1，该毛细节流管1固定于气缸2的外侧。
上述实施例一提供的线性压缩机的气体轴承结构，结构较简单，易于生产制造。
上述毛细节流管1固定于气缸2的外侧，存在多种方式，最为方便的是，将毛细节流管1缠绕在气缸2上。毛细节流管1的缠绕方式为多种，为了有效增加毛细节流管1的长度，优先选择毛细节流管1沿螺旋形或者蛇形固定于气缸2。进一步地，上述毛细节流管1靠近气缸2的气缸法兰端3。
为了便于固定毛细节流管1，上述气缸2的外壁设有容纳毛细节流管1的环形槽。
优选地，上述毛细节流管1的内径为0.1mm-0.14mm。当然，也可根据实际需要选择毛细节流管1的内径为其他值，并不局限于上述数值。
为了获得最佳承载特性，上述毛细节流管1的压降值与该线性压缩机的气体轴承结构的总压降值的比值为0.4-0.6。需要说明的是，该线性压缩机的气体轴承结构的总压降值包括：毛细节流管1的压降值、活塞与气缸2的间隙的压降值(或者活塞与衬套的间隙的压降值)。
上述毛细节流管1为铜管、不锈钢管等金属管。
上述实施例一提供的线性压缩机的气体轴承结构中，毛细节流管1与轴承面供气孔14需要密封连接，毛细节流管1与入气口也需要密封连接，以保证正常使用。为了便于实现密封，毛细节流管1的一端与轴承面供气孔14通过焊接结构或胶接结构密封，毛细节流管1的另一端与入气口通过焊接结构或胶接结构密封。
如图2和图3所示，本发明实施例二提供的线性压缩机的气体轴承结构，包括：与气缸2的排气腔连通的入气口，轴承面供气孔14，毛细节流结构，供气板10和供气通道13；
其中，毛细节流结构设置于气缸2外侧，毛细节流结构的一端与轴承面供气孔14连通，毛细节流结构的另一端与上述入气口连通；
毛细节流结构为与供气板10固定相连的节流板4，节流板4和供气通道13分别位于供气板10的两侧；
节流板4设有：节流前稳压槽6、节流槽道7和第一节流出流孔8，供气板10设有：第一节流前供气孔9和第二节流出流孔11；
入气口、第一节流前供气孔9、节流前稳压槽6、节流槽道7、第一节流出流孔8、第二节流出流孔11、供气通道13和轴承面供气孔14依次连通。
可以理解的是，上述线性压缩机的气体轴承结构中，节流板4和供气板10均位于气缸2的外侧。节流板4与供气板10密封连接，节流前稳压槽6、节流槽道7分别与供气板10形成通道。
上述实施例二提供的线性压缩机的气体轴承结构，制冷剂自入气口进入第一节流前供气孔9，然后进入节流前稳压槽6，经节流槽道7节流，再通过第一节流出流孔8、供气通道13、轴承面供气孔14进入轴承间隙。
上述供气通道13可直接设置在气缸2上，此时，轴承面供气孔14设于气缸2上；还可增设供气套15，将供气通道13设置在供气套15上。为了便于制造，优先选择后者，具体地，上述线性压缩机的气体轴承结构还包括：与供气板10相连的供气套15，供气通道13和轴承面供气孔14均设于供气套15，该供气套15内套于气缸2。
为了便于安装，上述供气套15与供气板10为一体式结构。当然，也可选择二者焊接相连或者通过其他连接件相连。
优选地，供气套15与供气板10之间通过圆角连接，第二节流出流孔11和供气通道13之间的连通通道应避免穿过该圆角，防止周向泄露。
上述供气套15与气缸2的内壁过盈配合，以保证密封，避免泄漏。
为了便于生产，上述节流板4通过精密模塑工艺加工而成，具体地，节流板4为模塑板。
上述节流槽道7的形状可根据实际需要进行设计，例如蛇形、螺旋形、回字型、百叶窗型等。为了便于控制节流槽道7的出口，即第一节流出流孔8，优先选择节流槽道7沿蛇形延伸，如图2所示。
为了保证节流长度，同时降低线性压缩机的高度，上述节流板4为长方形板，节流前稳压槽6位于长方形板的长度方向的两端。
为了减小整个线性压缩机的体积，还可选择节流槽道7呈螺旋形或者回字型，节流前稳压槽6为环形槽。进一步地，节流槽道7通过节流入口槽道25与节流前稳压槽6连通。
上述供气板10为长形板，可以在保证节流段长度的同时，降低供气板10的宽度，从而不至于影响压缩机整机高度。
优选地，上述实施例二提供的线性压缩机的气体轴承结构中，第一节流出流孔8和第二节流出流孔11的孔径均大于或者等于1.0mm，便于对准安装。
优选地，上述节流槽道7的深度为70μm，宽度为200μm，可采用机械加工或者精密模塑制造。
上述节流板4和供气板10可安装在气缸2的头部，也可安装在气缸2的尾部。需要说明的是，气缸2的头部，是指气缸2具有阀组的一端。
需要说明的是，节流板4具有第一通孔5，供气板10具有第二通孔12，以供活塞杆，或者与活塞杆相连的连接杆穿过，或者供气缸2的阀组套穿过。
上述实施例二提供的线性压缩机的气体轴承结构，所包括的部件较少，结构较简单。
如图4-6所示，本发明实施例三提供的线性压缩机的气体轴承结构在上述实施例二提供的线性压缩机的气体轴承结构的基础上还包括：气流导向板16，该气流导向板16设有：第二节流前供气孔22、节流出口供气孔17、气流导向槽24；
其中，节流板4通过气流导向板16与供气板10相连；第一节流前供气孔9和节流前稳压槽6通过第二节流前供气孔22连通，第一节流出流孔8和第二节流出流孔11通过节流出口供气孔17和气流导向槽24依次连通。
可以理解的是，节流板4、气流导向板16、供气板10依次密封连接。此时，节流前稳压槽6和节流槽道7分别与气流导向板16形成通道。
上述线性压缩机的气体轴承结构，通过气流导向槽24扩大了出口，便于将介质引入供气通道13。特别是，当节流槽道7沿螺旋形设置时，通过气流导向槽24，能够增加节流槽道7的长度，以及能够增加第二节流出流孔11具第二通孔12的距离，便于保证节流长度和节流效果。
具体地，气流导向板16的作用是使得孔的位置合适以便打斜槽到供气套15的圆柱表面上。
为了便于实现密封，上述实施例三提供的线性压缩机的气体轴承结构，还包括密封板18，该密封板18设有第三节流前供气孔20、节流后供气孔19；其中，气流导向板16通过密封板18与供气板10密封相连；第一节流前供气孔9和第二节流前供气孔22通过第三节流前供气孔20连通，气流导向槽24与第二节流出流孔11通过节流后供气孔19连通。
具体地，制冷剂自入气口经第一节流前供气孔9、第三节流前供气孔20、第二节流前供气孔22，进入节流前稳压槽6，经节流槽道7节流，再通过第一节流出流孔8、节流出口供气孔17、气流导向槽24、节流后供气孔19、第二节流出流孔11，进入供气通道13，最后经轴承面供气孔14进入轴承间隙。
其中，节流出口供气孔17、节流槽道7的进口、第一节流出流孔8、节流出口供气孔17、节流后供气孔19、第二节流出流孔11，供气通道13的进口和轴承面供气孔14的孔径均不低于1.0mm。
上述密封板18用于密封气流导向槽24以不至于使其与气缸壳体内的吸气连通而泄露。
为了便于安装，上述节流板4、气流导向板16、密封板18和供气板10均安装于气缸2的尾部。当然，也可选择上述节流板4、气流导向板16、密封板18和供气板10均安装于气缸2的头部，并不局限于上述实施例。
需要说明的是，气流导向板16具有第四通孔23，密封板18具有第三通孔21，以供活塞杆，或者与活塞杆相连的连接杆穿过，或者供气缸2的阀组套穿过。
优选地，上述节流槽道7的深度为70μm，宽度为200μm，可采用机械加工或者精密模塑制造。
为了便于安装，上述节流板4和供气套15均设有加强筋，该加强筋与定子部件和气缸壳体连接。
节流板4、气流导向板16、密封板18和供气板10可通过螺纹连接件固定连接，供螺纹连接件使用的安装孔可在周向布置多个，以确保不同部件贴合紧密。
本发明提供的线性压缩机的气体轴承结构中，需要密封的位置为现有技术，或者本领域技术人员所熟知的技术，本文对所需密封的位置不做描述。
基于上述实施例提供的线性压缩机的气体轴承结构，本发明还提供了一种线性压缩机，该线性压缩机包括气体轴承结构，该气体轴承结构为上述实施例提供的线性压缩机的气体轴承结构。
由于上述实施例提供的线性压缩机的气体轴承结构具有上述技术效果，本发明实施例提供的线性压缩机具有上述线性压缩机的气体轴承结构，则本发明实施例提供的线性压缩机也具有相应的技术效果，本文不再赘述。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (15)

1.一种线性压缩机的气体轴承结构，包括：与气缸(2)的排气腔连通的入气口，轴承面供气孔(14)；其特征在于，
所述线性压缩机的气体轴承结构还包括：设置于所述气缸(2)外侧的毛细节流结构，所述毛细节流结构的一端与所述轴承面供气孔(14)连通，所述毛细节流结构的另一端与所述入气口连通。
2.根据权利要求1所述的线性压缩机的气体轴承结构，其特征在于，所述毛细节流结构为毛细节流管(1)，所述毛细节流管(1)固定于所述气缸(2)的外侧。
3.根据权利要求2所述的线性压缩机的气体轴承结构，其特征在于，所述毛细节流管(1)的内径为0.1mm-0.14mm。
4.根据权利要求2所述的线性压缩机的气体轴承结构，其特征在于，所述毛细节流管(1)的压降值与所述线性压缩机的气体轴承结构的总压降值的比值为0.4-0.6。
5.根据权利要求1所述的线性压缩机的气体轴承结构，其特征在于，还包括：供气板(10)和供气通道(13)；
其中，所述毛细节流结构为与所述供气板(10)固定相连的节流板(4)，所述节流板(4)和所述供气通道(13)分别位于所述供气板(10)的两侧；
所述节流板(4)设有：节流前稳压槽(6)、节流槽道(7)和第一节流出流孔(8)，所述供气板(10)设有：第一节流前供气孔(9)和第二节流出流孔(11)；
所述入气口、所述第一节流前供气孔(9)、所述节流前稳压槽(6)、所述节流槽道(7)、所述第一节流出流孔(8)、所述第二节流出流孔(11)、所述供气通道(13)和所述轴承面供气孔(14)依次连通。
6.根据权利要求5所述的线性压缩机的气体轴承结构，其特征在于，还包括：与所述供气板(10)相连的供气套(15)，所述供气通道(13)和所述轴承面供气孔(14)均设于所述供气套(15)，所述供气套(15)内套于所述气缸(2)。
7.根据权利要求6所述的线性压缩机的气体轴承结构，其特征在于，所述供气套(15)与所述供气板(10)为一体式结构。
8.根据权利要求5所述的线性压缩机的气体轴承结构，其特征在于，所述节流板(4)为模塑板。
9.根据权利要求5所述的线性压缩机的气体轴承结构，其特征在于，所述节流槽道(7)沿蛇形延伸。
10.根据权利要求9所述的线性压缩机的气体轴承结构，其特征在于，所述节流板(4)为长方形板，所述节流前稳压槽(6)位于所述长方形板的长度方向的两端。
11.根据权利要求5所述的线性压缩机的气体轴承结构，其特征在于，所述节流槽道(7)呈螺旋形或者回字型，所述节流前稳压槽(6)为环形槽。
12.根据权利要求5或11所述的线性压缩机的气体轴承结构，其特征在于，还包括气流导向板(16)，所述气流导向板(16)设有：第二节流前供气孔(22)、节流出口供气孔(17)、气流导向槽(24)；
其中，所述节流板(4)通过所述气流导向板(16)与所述供气板(10)相连；所述第一节流前供气孔(9)和所述节流前稳压槽(6)通过所述第二节流前供气孔(22)连通，所述第一节流出流孔(8)和所述第二节流出流孔(11)通过所述节流出口供气孔(17)和所述气流导向槽(24)依次连通。
13.根据权利要求12所述的线性压缩机的气体轴承结构，其特征在于，还包括密封板(18)，所述密封板(18)设有第三节流前供气孔(20)、节流后供气孔(19)；
其中，所述气流导向板(16)通过所述密封板(18)与所述供气板(10)密封相连；所述第一节流前供气孔(9)和所述第二节流前供气孔(22)通过所述第三节流前供气孔(20)连通，所述气流导向槽(24)与所述第二节流出流孔(11)通过所述节流后供气孔(19)连通。
14.根据权利要求13所述的线性压缩机的气体轴承结构，其特征在于，所述节流板(4)、所述气流导向板(16)、所述密封板(18)和所述供气板(10)均安装于所述气缸(2)的尾部。
15.一种线性压缩机，包括气体轴承结构，其特征在于，所述气体轴承结构为权利要求1-14中任意一项所述的线性压缩机的气体轴承结构。
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