CN108730157B - 一种线性压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明属于压缩机技术领域，公开了一种线性压缩机，包括动子和内定子，所述动子和所述内定子之间设置有一根或多根压缩弹簧，所述压缩弹簧的一端固定于所述内定子上，所述压缩弹簧的另一端呈自由状态，所述压缩弹簧自然状态下的轴向长度小于所述动子与所述内定子之间的最大距离。本发明的线性压缩机设置的压缩弹簧在压缩机运行行程未达到限定值时呈自由状态，压缩弹簧在压缩机运行行程达到限定值时呈压缩状态，压缩状态下的压缩弹簧具有对外载压力的反抗力量，使动子不能继续向靠近压缩弹簧的方向运动，从而避免动子带动活塞撞击排气阀片，保证了线性压缩机的正常使用。

Description

一种线性压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，特别涉及一种线性压缩机。

背景技术

压缩机是一种将低压气体提升为高压气体的从动的流体机械，是制冷系统的心脏。线性压缩机运动方式为线性运动，与传统往复式压缩机在结构上存在明显区别。由于其线性运动的特点。在动子到达气缸边缘位置时，如果此时功率过大或者控制失误会导致线性压缩机运行行程超过限定值，动子带动活塞撞击排气阀片，造成动子脱落或排气阀片被撞裂，影响线性压缩机的正常使用。

发明内容

本发明实施例提供了一种线性压缩机，以解决现有的线性压缩机运行行程超过限定值的问题。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种线性压缩机，包括动子和内定子，所述动子和所述内定子之间设置有一根或多根压缩弹簧，所述压缩弹簧的一端固定于所述内定子上，所述压缩弹簧的另一端呈自由状态，所述压缩弹簧自然状态下的轴向长度小于所述动子与所述内定子之间的最大距离。所述压缩弹簧在压缩机运行行程未达到限定值时呈自由状态，所述压缩弹簧在压缩机运行行程达到限定值时呈压缩状态，压缩状态下的所述压缩弹簧具有对外载压力的反抗力量，使所述动子不能继续向靠近所述压缩弹簧的方向运动，从而避免所述动子带动活塞撞击排气阀片，保证了线性压缩机的正常使用。

可选的，所述多根压缩弹簧包括第一压缩弹簧和第二压缩弹簧，所述第一压缩弹簧的弹性系数小于所述第二压缩弹簧的弹性系数。在活塞没有到达气缸边缘之前，所述动子仅承受所述第一压缩弹簧的反抗力量，所述第一压缩弹簧的反抗力不影响所述动子的正常往复运动；当所述活塞达到气缸边缘位置时，所述动子进一步承受所述第二压缩弹簧的反抗力，所述第二压缩弹簧的反抗力大于所述第一压缩弹簧的反抗力，能够使动子停止运动。在活塞没有到达气缸边缘之前，所述第一压缩弹簧对所述动子进行初步地缓冲，在活塞达到气缸边缘位置时，所述第二压缩弹簧对所述动子进行进一步地缓冲，使动子停止运动，避免了动子突然停止运动所产生的大幅度抖动，以及动子脱落或压缩弹簧断裂现象的发生。

可选的，所述压缩弹簧采用合金弹簧钢制成。合金弹簧钢能够保证压缩弹簧具有足够的弹性变形能力并能承受较大的载荷。电机达到最大负载时所对应的电机力施加到所述压缩弹簧上时，所述压缩弹簧发生的形变量较小，不易被压缩。

可选的，所述压缩弹簧为变节距压缩弹簧。当活塞没有到达气缸边缘之前，所述动子做的功为有用功，所述变节距压缩弹簧不影响所述动子的正常往复运动；当所述活塞达到气缸边缘位置时，所述变节距压缩弹簧能够使所述动子停止运动，避免动子带动活塞撞击排气阀片。

可选的，所述多根压缩弹簧以所述动子的轴向为中心呈圆形、矩形或等边三角形等间距分布，以使所述多根压缩弹簧对所述动子的反抗力更加均匀，更有效地避免动子带动活塞撞击排气阀片。

可选的，所述压缩弹簧为经过校正后的压缩弹簧，以确保压缩弹簧在工作中的功能正常。

可选的，所述压缩弹簧平行于所述动子的轴向设置，以使所述压缩弹簧与所述动子的运动方向一致。

可选的，所述多根压缩弹簧均匀设置于所述动子和所述内定子之间，以使所述压缩弹簧在压缩机运行行程达到限定值时对所述动子压力的反抗力量更加均匀。

可选的，所述动子的轴部与活塞的一个端部连接，所述动子的边部设置有永磁体，所述内定子设置于所述永磁体的内侧，所述永磁体的外侧设置有外定子，所述内定子内设置有线圈，所述内定子通过共振弹簧与挡板连接，所述内定子、动子和外定子远离所述挡板的端部设置有法兰，所述法兰外设置有气缸，所述气缸内设置有排气阀片，所述气缸外设置有气缸盖。所述线圈通电产生交变磁场驱动所述动子带动所述活塞高频往复运动。

可选的，所述压缩弹簧嵌套于所述共振弹簧外，以提高空间利用率。

可选的，贯穿所述挡板设置有轴承，所述活塞能够沿着所述轴承滑动，所述轴承为所述活塞提供有效的支撑，并且使得所述活塞在往复运动的过程中与所述气缸同轴。

可选的，所述气缸底部与排油管的一端连接，所述排油管的另一端连接有油泵。

本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明的线性压缩机在动子和内定子之间设置有压缩弹簧，压缩弹簧的一端固定于内定子上，压缩弹簧的另一端呈自由状态，压缩弹簧自然状态下的轴向长度小于动子与内定子之间的最大距离。压缩弹簧在压缩机运行行程未达到限定值时呈自由状态，压缩弹簧在压缩机运行行程达到限定值时呈压缩状态，压缩状态下的压缩弹簧具有对外载压力的反抗力量，使动子不能继续向靠近压缩弹簧的方向运动，从而避免动子带动活塞撞击排气阀片，保证了线性压缩机的正常使用。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种线性压缩机的结构示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的沿AA’的剖视结构示意图一；

图3是根据一示例性实施例示出的沿AA’的剖视结构示意图二；

图4是根据一示例性实施例示出的沿AA’的剖视结构示意图三；

附图标记说明：1-动子，2-内定子，3-压缩弹簧，4-活塞，5-永磁体，6-外定子，7-线圈，8-共振弹簧，9-挡板，10-法兰，11-气缸，12-排气阀片，13-气缸盖，14-轴承，15-排油管，16-油泵，17-外壳，18-拉伸弹簧。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者结构与另一个实体或结构区分开来，而不要求或者暗示这些实体或结构之间存在任何实际的关系或者顺序。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在本发明的描述中，变节距压缩弹簧指的是螺旋角会随着位置的变化而变化的压缩弹簧，具有变刚度弹性特性。当受力逐渐增大时，变节距压缩弹簧的节距会发生变化，扭转刚度也会随之改变。

此外，在本文的描述中，除非另有说明，“多个”、“多组”或“多根”的含义是两根或两根以上。

如图1所示，本发明的线性压缩机在动子1和内定子2之间设置有压缩弹簧3，压缩弹簧3的一端固定于内定子2上，压缩弹簧3在压缩机运行行程达到限定值时呈压缩状态，压缩状态下的压缩弹簧3具有对外载压力的反抗力量，使动子1不能继续向靠近压缩弹簧3的方向运动，从而避免动子1带动活塞4撞击排气阀片12，保证了线性压缩机的正常使用。

本发明的线性压缩机，包括动子1和内定子2，动子1和内定子2之间设置有一根或多根压缩弹簧3，压缩弹簧3的一端固定于内定子2上，压缩弹簧3的另一端呈自由状态，压缩弹簧3自然状态下的轴向长度小于动子1与内定子2之间的最大距离。压缩弹簧3在压缩机运行行程未达到限定值时呈自由状态，压缩弹簧3在压缩机运行行程达到限定值时呈压缩状态，压缩状态下的压缩弹簧3具有对外载压力的反抗力量，使动子1不能继续向靠近压缩弹簧3的方向运动，从而避免动子1带动活塞4撞击排气阀片12，保证了线性压缩机的正常使用。

可选的，多根压缩弹簧3包括第一压缩弹簧和第二压缩弹簧，第一压缩弹簧的弹性系数小于第二压缩弹簧的弹性系数。在活塞4没有到达气缸11边缘之前，动子1仅承受第一压缩弹簧的反抗力量，第一压缩弹簧的反抗力不影响动子1的正常往复运动；当活塞4达到气缸11边缘位置时，动子1进一步承受第二压缩弹簧的反抗力，第二压缩弹簧的反抗力大于第一压缩弹簧的反抗力，能够使动子1停止运动。在活塞4没有到达气缸11边缘之前，第一压缩弹簧对动子1进行初步地缓冲，在活塞4达到气缸11边缘位置时，第二压缩弹簧对动子1进行进一步地缓冲，使动子1停止运动，避免了动子1突然停止运动所产生的大幅度抖动，以及动子1脱落或压缩弹簧3断裂现象的发生。

可选的，压缩弹簧3采用合金弹簧钢制成。合金弹簧钢能够保证压缩弹簧3具有足够的弹性变形能力并能承受较大的载荷。电机达到最大负载时所对应的电机力施加到压缩弹簧3上时，压缩弹簧3发生的形变量较小，不易被压缩。

可选的，压缩弹簧3为变节距压缩弹簧。当活塞4没有到达气缸11边缘之前，动子1做的功为有用功，变节距压缩弹簧不影响动子1的正常往复运动；当活塞4达到气缸11边缘位置时，变节距压缩弹簧能够使动子1停止运动，避免动子1带动活塞4撞击排气阀片12。

如图2所示，可选的，多根压缩弹簧3以动子1的轴向为中心呈圆形等间距分布，以使多根压缩弹簧3对动子1的反抗力更加均匀，更有效地避免动子1带动活塞4撞击排气阀片12。

如图3所示，可选的，多根压缩弹簧3以动子1的轴向为中心呈矩形等间距分布，以使多根压缩弹簧3对动子1的反抗力更加均匀，更有效地避免动子1带动活塞4撞击排气阀片12。

如图4所示，可选的，多根压缩弹簧3以动子1的轴向为中心呈等边三角形等间距分布，以使多根压缩弹簧3对动子1的反抗力更加均匀，更有效地避免动子1带动活塞4撞击排气阀片12。

可选的，压缩弹簧3为经过校正后的压缩弹簧3，以确保压缩弹簧3在工作中的功能正常。

可选的，压缩弹簧3平行于动子1的轴向设置，以使压缩弹簧3与动子1的运动方向一致。

可选的，多根压缩弹簧3均匀设置于动子1和内定子2之间，以使压缩弹簧3在压缩机运行行程达到限定值时对动子1压力的反抗力量更加均匀。

可选的，动子1的轴部与活塞4的一个端部连接，动子1的边部设置有永磁体5，内定子2设置于永磁体5的内侧，永磁体5的外侧设置有外定子6，内定子2内设置有线圈7，内定子2通过共振弹簧8与挡板9连接，内定子2、动子1和外定子6远离挡板9的端部设置有法兰10，法兰10外设置有气缸11，气缸11内设置有排气阀片12，气缸11外设置有气缸盖13。线圈7通电产生交变磁场驱动动子1带动活塞4高频往复运动。

可选的，压缩弹簧3嵌套于共振弹簧8外，以提高空间利用率。

可选的，贯穿挡板9设置有轴承14，活塞4能够沿着轴承14滑动，轴承14为活塞4提供有效的支撑，并且使得活塞4在往复运动的过程中与气缸11同轴。

可选的，气缸11底部与排油管15的一端连接，排油管15的另一端连接有油泵16。

可选的，线性压缩机还包括外壳17，外壳17对线性压缩机的内部构件进行保护。

可选的，动子1和挡板9之间设置有一根或多根拉伸弹簧18，拉伸弹簧18的两端分别固定于动子1和挡板9上。拉伸弹簧18在压缩机运行行程未达到限定值时呈自由状态，拉伸弹簧18在压缩机运行行程达到限定值时呈拉伸状态，使动子1不能继续向远离拉伸弹簧18的方向运动，从而避免动子1带动活塞4撞击排气阀片12。

可选的，多根拉伸弹簧18包括第一拉伸弹簧和第二拉伸弹簧，第一拉伸弹簧的弹性系数小于第二拉伸弹簧的弹性系数。在活塞4没有到达气缸11边缘之前，动子1仅承受第一拉伸弹簧的拉力，第一拉伸弹簧的拉力不影响动子1的正常往复运动；当活塞4达到气缸11边缘位置时，动子1进一步承受第二拉伸弹簧的拉力，第二拉伸弹簧的拉力大于第一拉伸弹簧的拉力，能够使动子1停止运动。在活塞4没有到达气缸11边缘之前，第一拉伸弹簧对动子1进行初步地缓冲，在活塞4达到气缸11边缘位置时，第二拉伸弹簧对动子1进行进一步地缓冲，使动子1停止运动，避免了动子1突然停止运动所产生的大幅度抖动，以及动子1脱落或拉伸弹簧18断裂现象的发生。

可选的，拉伸弹簧18采用合金弹簧钢制成，合金弹簧钢能够保证拉伸弹簧18具有足够的弹性变形能力并能承受较大的载荷。电机达到最大负载时所对应的电机力施加到拉伸弹簧18上时，拉伸弹簧18发生的形变量较小，不易被拉伸。

可选的，拉伸弹簧18为变节距拉伸弹簧，当活塞4没有到达气缸11边缘之前，动子1做的功为有用功，变节距拉伸弹簧不影响动子1的正常往复运动；当活塞4达到气缸11边缘位置时，变节距拉伸弹簧能够使动子1停止运动，避免动子1带动活塞4撞击排气阀片12。

可选的，多根拉伸弹簧18以动子1的轴向为中心呈圆形、矩形或等边三角形等间距分布，以使多根拉伸弹簧18对动子1的拉力更加均匀，更有效地避免动子1带动活塞4撞击排气阀片12。

可选的，拉伸弹簧18为经过校正后的拉伸弹簧，以确保拉伸弹簧18在工作中的功能正常。

可选的，拉伸弹簧18平行于动子1的轴向设置，以使拉伸弹簧18与动子1的运动方向一致。

可选的，多根拉伸弹簧18均匀设置于动子1和挡板9之间，以使拉伸弹簧18在压缩机运行行程达到限定值时对动子1的拉力更加均匀。

本发明的工作过程如下所述：

本发明的线性压缩机处于工作状态时，线圈7通电产生交变磁场，交变磁场驱动动子1带动活塞4沿着轴承14高频往复运动。由于压缩弹簧3的作用，在线性压缩机运行行程达到限定值时，压缩弹簧3呈压缩状态，压缩弹簧3的对外载压力的反抗力量使得动子1不能继续向靠近压缩弹簧3的方向运动，从而避免动子1带动活塞4撞击排气阀片12。

另外，由于拉伸弹簧18的作用，在线性压缩机运行行程达到限定值时，拉伸弹簧18呈拉伸状态，拉伸弹簧18的拉力使得动子1不能继续向远离拉伸弹簧18的方向运动，进一步避免动子1带动活塞4撞击排气阀片12。

本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种线性压缩机，包括动子和内定子，其特征在于，所述动子和所述内定子之间设置有多根压缩弹簧，所述压缩弹簧的一端固定于所述内定子上，所述压缩弹簧的另一端呈自由状态，所述压缩弹簧自然状态下的轴向长度小于所述动子与所述内定子之间的最大距离，所述多根压缩弹簧包括第一压缩弹簧和第二压缩弹簧，所述第一压缩弹簧的弹性系数小于所述第二压缩弹簧的弹性系数；多根压缩弹簧以动子的轴向为中心呈圆形/矩形等间距分布。

2.根据权利要求1所述的线性压缩机，其特征在于，所述压缩弹簧采用合金弹簧钢制成。

3.根据权利要求1所述的线性压缩机，其特征在于，所述压缩弹簧为变节距压缩弹簧。

4.根据权利要求1所述的线性压缩机，其特征在于，所述压缩弹簧平行于所述动子的轴向设置。

5.根据权利要求1所述的线性压缩机，其特征在于，所述多根压缩弹簧均匀设置于所述动子和所述内定子之间。

6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的线性压缩机，其特征在于，所述动子的轴部与活塞的一个端部连接，所述动子的边部设置有永磁体，所述内定子设置于所述永磁体的内侧，所述永磁体的外侧设置有外定子，所述内定子内设置有线圈，所述内定子通过共振弹簧与挡板连接，所述内定子、动子和外定子远离所述挡板的端部设置有法兰，所述法兰外设置有气缸，所述气缸内设置有排气阀片，所述气缸外设置有气缸盖。

7.根据权利要求6所述的线性压缩机，其特征在于，所述压缩弹簧嵌套于所述共振弹簧外。

8.根据权利要求6所述的线性压缩机，其特征在于，贯穿所述挡板设置有轴承，所述活塞能够沿着所述轴承滑动。

9.根据权利要求6所述的线性压缩机，其特征在于，所述气缸底部与排油管的一端连接，所述排油管的另一端连接有油泵。

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