CN113279935B - 一种线性压缩机偏置综合抑制结构及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种线性压缩机偏置综合抑制结构及方法，所述的综合抑制结构由压缩机、位移传感器、支撑弹簧机构、直流电源和外置旁通电磁阀构成。支撑弹簧机构增加整体弹簧刚度，有效减少活塞偏置；直流电源将直流分量加入，改变活塞所受电机推力，抵消活塞两侧的压差力，以减小活塞偏置；外置旁通电磁阀将线性压缩机背压腔和压缩腔进气口连通，通过电磁阀控制气路通断对压缩进行补气，使活塞两侧压差缩小，以减小活塞偏置；本发明通过上述方式实现对线性压缩机偏置的综合抑制，减小压缩机活塞偏置大小，提高压缩机整机效率。

Description

一种线性压缩机偏置综合抑制结构及方法
技术领域
本发明属于制冷线性压缩机领域，具体是涉及一种线性压缩机偏置综合抑制结构及方法。
背景技术
与常规往复式压缩机相比，线性压缩机利用直线电机驱动活塞，免去了曲柄连杆机构，减少了机构数和机构带来的额外摩擦损耗；线性压缩机利用板弹簧支撑技术及无油间隙密封技术，能满足空间应用条件；活塞的行程受驱动电压和活塞所受气体力共同影响。
活塞偏置即活塞在运动时，其机械平衡位置偏离“零”位的现象。活塞偏置的产生会使得支撑板弹簧承受额外的变形，造成应力的叠加，从而影响板簧的疲劳极限和寿命；同时，会使得活塞的有效行程急剧减小，最终造成吸气体积减小，直流流量降低，低压增加，压比减小，容积效率降低等一系列不良影响；还会增加运动的不稳定性增加，提高活塞与限位碰撞的风险，从而进一步影响压缩机的使用寿命。因此，成功抑制偏置问题是线性压缩机提高整机效率与使用寿命的重要途径。
发明内容
针对上述问题和需求，本发明的目的是提供一种线性压缩机偏置综合抑制结构及方法。
为实现上述目的，本发明采用的结构如下：
所述一种线性压缩机偏置综合抑制结构，包括压缩机1、位移传感器2、支撑弹簧机构3、直流电源4和外置旁通电磁阀5，其特征在于：
所述压缩机1包括活塞体1-1和电机1-2，所述压缩机1中的活塞体1-1与电机1-2相连；
所述支撑弹簧机构3包括柱弹簧3-1与板弹簧3-2，所述支撑弹簧机构与活塞体1-1相连；
所述线性压缩机偏置综合抑制结构其特征在于位移传感器2套在活塞体1-1的副轴上，支撑弹簧机构3螺接在活塞体1-1末端，直流电源4与压缩机1连接，外置旁通电磁阀5与压缩机1的压缩腔进口和背压腔通过连管连通。
所述位移传感器2为非接触式线性可变差动变压器(LVDT)，测量精度10微米以上。
所述支撑弹簧机构3的柱弹簧3-1采用圆截面或椭圆截面柱弹簧，材料采用不锈钢或弹簧合金钢，板弹簧3-2采用涡旋臂或直线臂板弹簧，材料采用不锈钢或弹簧合金钢。
所述直流电源4量程为100V或200V，最大电流相应为10A或5A，分辨率为0.1V。
所述外置旁通电磁阀5工作压力在0-1000psi，开关反应时间可调，线圈电压可选AC或DC，阀体材质选不锈钢或铝合金。
本发明的线性压缩机偏置综合抑制方法如下：
通过支撑弹簧机构3提高了弹簧刚度，通过直流电源4增加直流分量改变活塞体1-1所受电机推力，抵消两侧的压差力，通过外置旁通电磁阀5控制气路通断对压缩进行补气，使得活塞体1-1两侧压差缩小，通过位移传感器(2)对偏置大小进行实时监控。
与现有技术对比，本发明的优点在于：
(1)通过增加支撑弹簧机构，提高了弹簧刚度，可以有效的减小活塞的偏置问题。
(2)通过驱动电源增加直流分量改变活塞所受电机推力，抵消活塞两侧的压差力，以减小活塞偏置，且不影响内部结构。
(3)通过电磁阀控制气路通断对压缩进行补气，使得活塞两侧压差缩小，减小了活塞偏置，由于采用补气的方式，压缩机自身负载不会提高，使得压缩机整体效率得到提高；
(4)通过上述方式对线性压缩机偏置进行综合抑制，可以有效的减少使用单一方法带来的缺点，提高整体效率。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图
图中标号示意如下：1为压缩机，1-1为活塞体，1-2为电机，2为位移传感器，3为支撑弹簧机构，3-1为柱弹簧，3-2为板弹簧，4为直流电源，5为外置旁通电磁阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述说明。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种线性压缩机偏置综合抑制结构，包括压缩机1、位移传感器2、支撑弹簧机构3、直流电源4和外置旁通电磁阀5，其特征在于：
所述压缩机1为直线电机驱动的活塞往复机构，包括活塞体1-1和电机1-2，所述压缩机1中的活塞体1-1与电机1-2相连；
所述支撑弹簧机构3包括柱弹簧3-1与板弹簧3-2，所述支撑弹簧机构与活塞体1-1相连；
所述线性压缩机偏置综合抑制结构其特征在于位移传感器2套在活塞体1-1的副轴上，支撑弹簧机构3螺接在活塞体1-1末端，直流电源4与压缩机1连接，外置旁通电磁阀5与压缩机1的压缩腔进口和背压腔通过连管连通。
所述位移传感器2为非接触式线性可变差动变压器(LVDT)，测量精度10微米以上。
所述支撑弹簧机构3的柱弹簧3-1采用椭圆截面柱弹簧，材料采用弹簧合金钢，板弹簧3-2采用涡旋臂板弹簧，材料采用弹簧合金钢。
所述直流电源4采用电源量程为100V，最大电流为10A，分辨率为0.1V。
所述外置旁通电磁阀5采用电磁阀工作压力为0-1000psi，开关反应时间为4-16ms，线圈电压为24V DC，阀体材质为不锈钢。
本实例的线性压缩机偏置综合抑制方法如下：
通过支撑弹簧机构3提高了弹簧刚度，通过直流电源4增加直流分量改变活塞体1-1所受电机推力，抵消两侧的压差力，通过外置旁通电磁阀5控制气路通断对压缩进行补气，使得活塞体1-1两侧压差缩小，通过位移传感器2对活塞偏置大小进行实时监控，当活塞偏置消失时，活塞体1-1位于中心位置，可运行最大设计行程。
最后应说明的是：本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施案例的限制，上述实施例和说明书描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都要落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种线性压缩机偏置综合抑制结构，包括压缩机(1)、位移传感器(2)、支撑弹簧机构(3)、直流电源(4)和外置旁通电磁阀(5)，其特征在于：
所述压缩机(1)包括活塞体(1-1)和电机(1-2)，所述压缩机(1)中的活塞体(1-1)与电机(1-2)相连；
所述支撑弹簧机构(3)包括柱弹簧(3-1)与板弹簧(3-2)，所述支撑弹簧机构与活塞体(1-1)相连；
所述综合抑制结构中的位移传感器(2)套在活塞体(1-1)的副轴上，支撑弹簧机构(3)螺接在活塞体(1-1)末端，直流电源(4)与压缩机(1)连接，外置旁通电磁阀(5)与压缩机(1)的压缩腔进口和背压腔通过连管连通；
所述的综合抑制结构中的支撑弹簧机构(3)减小了活塞的偏置；直流电源(4)增加直流分量改变活塞所受电机推力，抵消活塞两侧的压差力，减小活塞偏置；外置旁通电磁阀(5)控制气路通断对压缩过程进行补气，使得活塞两侧压差缩小，减小了活塞偏置。
2.根据权利要求1所述的一种线性压缩机偏置综合抑制结构，其特征在于：所述位移传感器(2)为非接触式线性可变差动变压器，测量精度优于10微米。
3.根据权利要求1所述的一种线性压缩机偏置综合抑制结构，其特征在于：所述支撑弹簧机构(3)的柱弹簧(3-1)采用圆截面或椭圆截面柱弹簧，材料采用不锈钢或弹簧合金钢，板弹簧(3-2)采用涡旋臂或直线臂板弹簧，材料采用不锈钢或弹簧合金钢。
4.根据权利要求1所述的一种线性压缩机偏置综合抑制结构，其特征在于：所述直流电源(4)量程为100V或200V，最大电流相应为10A或5A，分辨率为0.1V。
5.根据权利要求1所述的一种线性压缩机偏置综合抑制结构，其特征在于：所述外置旁通电磁阀(5)工作压力在0-1000psi，开关反应时间可调，线圈电压可选AC或DC，阀体材质为不锈钢或铝合金。
6.一种基于权利要求1所述的线性压缩机偏置综合抑制结构的偏置抑制方法，其特征在于方法如下：
通过支撑弹簧机构(3)提高了弹簧刚度，通过直流电源(4)增加直流分量改变活塞体(1-1)所受电机推力，抵消两侧的压差力，通过外置旁通电磁阀(5)控制气路通断对压缩进行补气，使得活塞体(1-1)两侧压差缩小，通过位移传感器(2)对偏置大小进行实时监控。
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