CN1278038C - 往复式压缩机的活塞冲程限制装置 - Google Patents

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Abstract

一种往复式压缩机的活塞冲程限制装置，所述压缩机包括一个在缸体(3)里作往复运动的活塞(2)，缸体(3)由缸头(4)来封闭，在缸头(4)和活塞(2)的头部之间限定了一个压缩腔(5)，所述活塞冲程限制装置包括：一个驱动件(40)，该驱动件位于活塞(2)或缸头(4)之一的内部，该驱动件突出于压缩腔(5)之外，以当压缩冲程结束活塞超过预定正常位置时能够接触到缸头或活塞中的另一个；一个减压阀(60)，当活塞冲程结束活塞(2)超过预定位置时，该减压阀可以从位于阀座(51)上的常闭位置通过驱动件(40)的驱动而离开成为打开位置，阀座(51)位于一个减压通道(50)里，该减压通道将压缩腔(5)和压缩机的一个基本上处于低的工作压力的区域连接。

Description

往复式压缩机的活塞冲程限制装置
技术领域
本发明涉及的是一种往复式压缩机的活塞冲程限制装置，特别是涉及由线性电机驱动的且用于小型制冷设备，如冰箱，冰柜，水泉等的往复式压缩机。
背景技术
在由线性电机驱动的往复式压缩机中，当缸体里的活塞在轴向相对缸头有位移时，气体压缩机构开始工作，缸头位于缸体的一端，在缸体中布置有控制气体吸入和排出缸体的吸气阀和排气阀。
活塞由驱动器驱动，驱动器包括一个由线性电机驱动的磁性元件。活塞连接到一个谐振弹簧上，活塞和弹簧以及磁性件共同构成了压缩机的谐振装置。由线性电机驱动的谐振装置有执行线性往复运动以及使活塞在缸体里运动的功能，于是活塞对吸入阀吸进的气体施加一个压缩力，直到气体通过排出阀排到安装着压缩机的制冷系统的高压侧。
压缩机工况的改变以及供给电压的改变都有可能引起谐振装置移位而超过某一预定的限制，由此引起仍然存在于压缩腔的压缩死区的气体开始对活塞作用一个额外的推压力，增加了工作循环的冲程，并引起活塞头和缸体之间的碰撞，从而引起压缩机的损坏。
已经有几种控制活塞冲程幅度的方式，如电控，即控制供给到电机上的电流以控制活塞的位置(US5156005，US5342176，US5496153，US5450521，US5592073)，或机械控制(通常用于有振动的系统)，如包括有气体减压通道、机械或气动弹簧。电子命令能够精确控制活塞的位移，但却很贵，此外机械控制时，系统会有惯性。惯性使得偶然碰撞有可能发生。
发明内容
本发明的一个发明目的是提供一种往复式压缩机、特别是由线性电机驱动的压缩机的活塞冲程限制装置，在压缩冲程结束时，该种装置可以减少压缩冲程结束时压缩腔里没有到达排出腔的的气体作用于活塞上的推力。
这一和其它发明目的是通过一个往复式压缩机的活塞冲程限制装置达到的，所述压缩机包括一个在缸体里作往复运动的活塞，缸体由缸头来封闭，在缸头和活塞头之间限制了一个压缩腔，所述限制装置包括：一个位于活塞或缸头之一内部的驱动件，该驱动件突出于压缩腔之外，以当压缩冲程结束活塞超过预定正常位置时能够接触到缸头或活塞中的另一个；至少一个减压通道，该减压通道包括一个阀座且该阀座布置在活塞或缸头之一上，该通道将压缩腔和压缩机的一个基本上处于低的工作压力的区域连接；一个处于常闭位置的减压阀，该减压阀位于阀座上，当压缩冲程结束活塞超过预定正常位置时，该减压阀通过驱动件的驱动可以选择地处于打开状态。
附图说明
本发明将参照以下附图进行叙述：
附图1是现有技术的线性电机驱动的往复式压缩机的一部分的沿径向剖开的纵向原理图；
图2是本发明第一种实施方式的线性电机驱动的往复式压缩机的一部分的沿径向剖开的纵向原理图；
图3是本发明第二种实施方式的线性电机驱动的往复式压缩机的一部分的沿径向剖开的纵向原理图；
图4是本发明第三种实施方式的线性电机驱动的往复式压缩机的一部分的沿径向剖开的纵向原理图；
具体实施方式
本发明将通过一种用于制冷系统并由线性电机驱动的往复式压缩机来进行描述，这种电机驱动压缩机安装于一个密闭壳体1中，该壳体将压缩机例如可以和一个制冷系统相连。在图示结构中，压缩机包括一个活塞2，活塞2位于缸体3中，缸体由缸头4封闭，于是缸头和活塞头之间限定了一个压缩腔5。
在图示结构中，往复式压缩机是由线性电机驱动的，活塞2连接到一个通常为管形并位于缸体3外侧的驱动装置6，该驱动装置包括一个磁性装置7，线性电机通电时该磁性装置被轴向驱动。活塞2在缸体3里相对于缸头4的隔开和接近运动分别决定了压缩机压缩循环中气体的吸入过程和排出过程。在压缩冲程结束时，压缩腔5里的活塞被限定于一个预定的正常位置，该位置由图2-4的虚线所示，如果活塞超过此位置就会引起先前所述的缺陷。
根据图1所示，在缸头4中提供有一个吸入孔，吸入孔中安装着一个吸入阀8，该阀将压缩腔5的内部和吸入腔10的内部连通，一个排出孔，在该孔中安装着一个排出阀9，该阀选择地将压缩腔5的内部和排出腔20的内部连通，所述吸入阀8和排出阀9控制着缸体3的进气和排气。
活塞2连接到一个谐振弹簧30，活塞、弹簧以及磁性件7共同形成了谐振装置。
根据本发明，为了减少压缩冲程结束时没有被压缩的气体对排出腔20的推力作用，本发明有一个往复式压缩机、特别是由线性电机驱动的往复式压缩机的活塞冲程限制装置，该装置包括一个驱动件40，该驱动件位于由活塞2或缸头4形成的部件之一的内部，且突出于压缩腔5的内部，以当压缩冲程结束活塞2超过预定正常位置时接触到所述部件中的另一个；至少一个减压通道50，该减压通道上提供有一个阀座51，且该减压通道位于由活塞2或缸头4形成的部件之一上，减压通道将压缩腔5和压缩机里的一个低工作压力区域连接，如吸入腔10或压缩机密封壳体1内部；一个通过例如弹簧70处于常闭位置的减压阀60，该弹簧位于活塞2或缸头4的部分上并限定了阀座51，减压阀在所述闭合位置位于阀座51上，当压缩冲程结束活塞2超过预定正常位置时，该减压阀可以通过驱动件40的作用选择地处于打开位置。尽管在此叙述的活塞冲程限制装置仅仅有一个驱动件40作用于减压阀60上，但也可以想到可以有多个驱动装置和对应的多个减压阀。
根据本发明的一种图解结构，驱动件40代表着对应于冲程结束时活塞2的预定正常位置和缸头4之间的距离的延伸。
根据本发明的一种图解结构，活塞2在其顶端有一驱动件40。
在图2所述的结构中，活塞2例如以合并成单一元件的形式固定于驱动件40。在这种结构中，减压通道50位于缸头4中，阀座51限定在缸头4的一个端面上，该端面可以转到面向吸入腔20内部的一侧。在这种结构中，减压阀60通过安装面11安装在吸入腔10内侧，安装面11位于吸入腔10里并和一个弹簧70相连，弹簧70对减压阀60施加压力使其位于减压通道50的常闭位置。在图2所示的结构中，减压阀60是一个平的圆盘结构。
根据图3和图4所示，驱动件40固定于例如安装于减压阀60，其轴线与减压阀60和活塞2的轴线一致。在这两种结构中，减压阀60基本上为一个锥形体。
在图3所示的结构中，减压阀60通过安装支撑件11安装在吸入腔10里，在这种结构中，减压通道50位于缸头4中。
在图4所示的结构中，带有驱动件40的减压阀60通过弹簧70安装在支撑件80上，支撑件80和活塞2连接或是和活塞2成为一体，且都和活塞顶部离开一预定距离，于是在这种结构中，为减压阀50限定了阀座51的减压通道50是位于活塞2的顶部。在这种结构中，减压阀60在其闭合状态下是位于阀座51上，阀座51形成于活塞2头部的上端且开口于密封壳体1内部。
支撑件80还具有另一条减压通道50，当减压阀克服弹簧70的力而位于打开位置时，该减压通道将压缩腔5内部和壳体1内部相通，这是在压缩冲程结束时，活塞2超过了预定正常位置的一种情况。

Claims (16)

1.一种往复式压缩机的活塞冲程限制装置，所述压缩机包括一个在缸体(3)里作往复运动的活塞(2)，缸体(3)由缸头(4)来封闭，在缸头(4)和活塞(2)的头部之间限定了一个压缩腔(5)，其特征在于：还包括：
一个驱动件(40)，该驱动件位于由活塞(2)和缸头(4)形成的部件之一上，该驱动件突出于压缩腔(5)内侧之外，以当压缩冲程结束活塞(2)超过预定正常位置时能够接触到所述部件中的另一个；
至少一个减压通道(50)，该减压通道包括一个阀座(51)且布置在由活塞(2)和缸头(4)形成的部件之一中，该通道将压缩腔(5)和压缩机的一个处于低的工作压力的区域连接；
一个处于常闭位置的减压阀(60)，该减压阀位于相应阀座(51)上，当压缩冲程结束活塞(2)超过预定正常位置时，该减压阀通过驱动件(40)的驱动可以选择地移动到打开状态。
2.根据权利要求1所述的活塞冲程限制装置，其特征在于：至少一个减压通道(50)开口于压缩机密封壳体(1)内部或压缩机吸入腔(10)形成的部件中的一个。
3.根据权利要求1所述的活塞冲程限制装置，其特征在于：减压阀(60)通过弹簧(70)的力而处于常闭位置，弹簧(70)位于活塞(2)或缸头(4)的部分上并限定了阀座(51)。
4.根据权利要求2所述的活塞冲程限制装置，其特征在于：活塞(2)在其上部安装有驱动装置(40)。
5.根据权利要求4所述的活塞冲程限制装置，其特征在于：活塞(2)包括驱动装置(40)。
6.根据权利要求4所述的活塞冲程限制装置，其特征在于：减压阀(60)位于活塞(2)内部。
7.根据权利要求6所述的活塞冲程限制装置，其特征在于：减压通道(50)位于活塞(2)顶部。
8.根据权利要求7所述的活塞冲程限制装置，其特征在于：减压阀(60)位于活塞(2)内部的支撑件(80)上，于是可以安装在阀座(51)上且开口于压缩机密闭壳体(1)内部。
9.根据权利要求2所述的活塞冲程限制装置，其特征在于：缸头(4)安装有驱动装置(40)。
10.根据权利要求5或9所述的活塞冲程限制装置，其特征在于：减压阀(60)位于吸入腔(10)内部且减压通道(50)限定于缸头(4)上。
11.根据权利要求1所述的活塞冲程限制装置，其特征在于：驱动件(40)突出于压缩腔(5)内部一个范围，该范围对应于冲程结束时活塞(2)的预定正常位置和缸头(4)之间的距离。
12.根据权利要求1所述的活塞冲程限制装置，其特征在于：驱动件(40)固定在减压阀(60)上。
13.根据权利要求12所述的活塞冲程限制装置，其特征在于：驱动件(40)的轴线和减压阀(60)的轴线重合。
14.根据权利要求13所述的活塞冲程限制装置，其特征在于：减压阀(60)是一个锥形体的形式。
15.根据权利要求13所述的活塞冲程限制装置，其特征在于：减压阀(60)是一个平板的形式。
16.根据权利要求1所述的活塞冲程限制装置，其特征在于：驱动件(40)的轴线和活塞(2)的轴线重合。
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