CN1643253A - 用于共振式压缩机的结构装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于包含外壳(1)的共振式压缩机的结构装置，其中该结构装置布置为：由马达和汽缸(2)形成的一非共振组件，所述马达具有一能够产生穿过外壳(1)的磁通量的线圈(6)；由汽缸(2)内往复式活塞(10)和将活塞(10)可操作地耦合于马达的驱动装置(3)形成的共振组件，其特征在于还包括一固定在一部件上的磁绝缘装置，该部件是由外壳(1)、共振组件和非共振组件限定的，并且该磁绝缘装置沿基本平行于活塞移动的方向，以中断磁通路的形式布置，所述磁通路位于外壳(1)和至少一个由活塞(10)以及汽缸(2)限定的部件之间。

Description

用于共振式压缩机的结构装置
技术领域
本发明总体来说涉及线性马达驱动型共振式压缩机的结构装置，适用于制冷系统和目前汽缸内的往复式活塞。
背景技术
在线性马达驱动的往复式压缩机中，通过汽缸内每一活塞的轴向往复运动进行吸气和气体压缩操作，所述汽缸通过汽缸盖闭合且设置在一密闭的外壳内，在汽缸盖内设置有控制汽缸进气和排气的进气阀和排气阀。所述活塞由支承磁性元件的驱动装置驱动，其中该磁性元件与固定于压缩机外壳的线性马达可操作地相连。
在一些已知的结构中，每一个活塞——驱动装置组件都与一固定于压缩机密闭外壳的共振弹簧相连，以用作引导活塞轴向位移的操作，并且使整个组件产生预定频率的共振，这需要将线性马达的尺寸设定成操作时足以向压缩机提供持续的能源。
在已知用于线性压缩机的结构中，线性马达布置在汽缸和活塞周围，它包括一组其中插入线圈的内部叠片，以及一组外部叠片，磁驱动器被线性地移动穿过这两组叠片形成的空间。
交流电穿过线圈所产生的磁通量穿过线性马达的结构，从而为与线性马达刚性连接的磁铁轴向移动提供必需的能量。
不过，线圈产生的部分磁通量还穿过了线性压缩机的其他元件，如通常由铸铁制成的活塞和汽缸，从而在压缩机外壳上形成闭合磁路。所述磁路导致在压缩机中发生电损耗的这些元件内，产生了涡流。
根据已知的现有技术，为了避免这种损失，至少部分存在有涡流的元件应当由非磁性材料制造，例如铝，以便中断所产生的大量周边流。不过，用这种材料生产的元件非常昂贵，有时使得压缩机的制造在经济上不切合实际。
发明目的
因此，本发明的一个目的是提供一种用于共振式压缩机的结构装置，其中所述共振式压缩机在活塞移动过程中不会导致能量损失，并且使存在于压缩机元件闭合回路中的涡流最小化。
本发明进一步的目的是提供一种上述提到的装置，使存在的涡流最小化而不会增加压缩机的费用，并且使压缩机的制造更切合实际。
发明概述
通过用于包括外壳的共振压缩机的结构装置来实现上述和其他目的，其中所述结构装置这样被布置：由马达和气缸形成一非共振组件，所述马达具有一能够产生穿过外壳的磁通的线圈；由汽缸内的往复式活塞和将活塞与马达可操作耦合的驱动装置形成一共振组件，所述装置包括固定于由外壳限定的一个部件上的磁绝缘构件、共振组件以及非共振组件，并且该装置以如下所述方式布置：即沿着基本平行于活塞移动方向，中断位于外壳和至少一个由活塞和汽缸限定的部件之间的磁通路。
附图的简要说明
下面将结合附图详细描述本发明，其中：
图1是根据现有技术，线性马达驱动型封闭式压缩机纵向剖开的径向截面示意图；
图2是图1所示封闭式压缩机纵向剖开的部分径向截面示意图；示出了穿过压缩机外壳和其中部分元件例如活塞、汽缸的一些磁通线；以及
图3是与图2相同的示意图，示出了根据本发明的装置，穿过压缩机外壳和部分元件的一些磁通线。
优选实施方案的详细说明
本发明的描述涉及由线性马达驱动、应用于制冷系统且包括一密闭外壳1的往复式压缩机，在其内部设有一马达——压缩机组件，该组件包括固定于所述外壳1内侧、由线性马达和汽缸2形成的非共振组件，以及由汽缸2内部的往复式活塞10和汽缸2外部的驱动装置3形成的共振组件，该共振组件沿轴向向上推动地支承一磁铁4，从而使线性马达通电，所述驱动装置3将活塞10可操作地耦合于线性马达。
如附图所示，线性马达设置于汽缸2和活塞10周围，包括一组其中插入线圈6的内部叠片5，和一组外部叠片7。利用交流电穿过其中使线圈6通电，从而产生穿过马达结构的磁通，同时使磁铁4和活塞10移动。
根据图2所示，在现有技术的构造中，线圈6产生的磁通穿过线性马达的结构、外壳1以及压缩机的其他元件，磁通线形成的闭合回路在这些元件中产生涡流，致使压缩机产生电损耗。
在这一构造中，活塞10和汽缸2由磁性材料例如铸铁制造。
在图示的结构中，压缩机还包括弹簧装置8，例如以螺旋形弹簧的形式在恒量压缩的条件下设置在共振组件和非共振组件上，且在活塞10移动方向上具有弹性和轴向变形。
在图1所示的实施方案中，汽缸2具有一通过带进气阀和排气阀(图中未示出)的阀板20封闭的端部，使得在压缩室9和汽缸盖30的各个内部之间存在有选择的流体连通，其中所述压缩室9被限定在活塞10顶部11和阀板20之间，汽缸盖30的各个内部分别与制冷系统的低压侧和高压侧保持流体连通，该制冷系统与压缩机耦合相连。在这种结构中，阀板20通常由钢铁材料例如铸铁或烧结铁制成，汽缸盖30通常由非磁性材料例如铝制成，从而形成穿过所述元件的磁通线通路的阻挡物。
本发明提供了一种用于上述类型的共振式压缩机且包括磁绝缘部件的结构装置，该磁绝缘部件固定于由外壳1、共振组件以及非共振组件限定的其中一个部件上，并且沿着基本平行于活塞移动方向，以中断磁通路的方式布置，所述磁通路位于外壳1和至少一个由活塞10、汽缸2限定的部件之间。
尽管下面只描述了一种用于本发明的详细结构，但应了解的是，本发明也包括其他可选择的构造，例如磁绝缘装置可以中断位于共振组件和至少一个由活塞10、汽缸2限定的部件之间的磁通路，优选中断弹簧装置8和驱动装置3之间的磁通路，其中该弹簧装置8布置在非共振组件和驱动动装置3之间，最优选的是中断非共振组件和至少一个活塞10之间。
本发明的解决方案还预见到一种可选择的结构，其中磁绝缘装置以中断驱动装置3和至少所述活塞10之间的磁通路的方式布置。由于当磁通线穿过机体高能量部分时涡流会产生较多的损耗，因此当在驱动装置3、活塞10以及汽缸2之间应用本发明时，如以下所述，优选在所述驱动装置和活塞10之间设置磁绝缘装置，此外也可以在驱动装置3和汽缸2之间设置该磁绝缘装置。
在这种可选择的装置中，磁绝缘装置可以由活塞10的至少一部分形成，此外它也可以由汽缸2的至少一部分形成。
尽管以磁绝缘材料构造活塞10整体的解决方案中断了穿过压缩机这些元件的磁通，但除了价格昂贵之外，它并不是一个理想的方案，因为所述活塞10没有与汽缸2形成足够的摩擦力偶。另一方面，由具有与活塞10相一致的摩擦的材料制成的汽缸2的构造由于费用较高不但使压缩机的结构不切合实际，而且导致了不尽如人意的摩擦力偶，因为当使用铸铁时，这种力偶并不能满足需要。
在本解决方案的一个可选择的构造中，所述磁绝缘装置包括至少一个由非磁性材料制成、设置在活塞10和驱动装置3之间的元件，并且每一个非磁性材料制成的元件都可以由活塞10的耦合部分12限定，其中所述活塞10将驱动装置3连接于活塞10顶部11。在这一构造中，所述顶部11由磁性材料制成，这种磁性材料具有与例如铸铁制成的汽缸2一致的摩擦性能。在所述构造的一个变型中，活塞10可以是块状的，每一个非磁性材料制成的元件均采用锭剂的形式(未示出)，设置在驱动装置3旁边，且与活塞10限定的各个零件相连，当然它也可以与汽缸2相连。
在另一个可选择的构造中，耦合部分12形成该磁绝缘装置，并通过设置在活塞10顶部11的相应端部安装在活塞10上，例如当顶部11为管状时，耦合部分12可以固定在顶部11内侧。
在例举的结构中，耦合部分12是由非磁性材料例如铝制成的衬垫，10mm厚，设置在活塞10顶部11内侧，所述活塞10由能够产生与汽缸2一致摩擦的材料制成。位于耦合部分12和活塞10顶部11之间的固定可由任一种方法实现，如过盈配合、焊接以及胶粘。
尽管没有明示，但可以通过采用现有技术里提供固定衬垫的形式形成磁绝缘装置，从而实现本发明磁通的中断。

Claims (15)

1.一种用于包含外壳(1)的共振式压缩机的结构装置，在该外壳(1)内安装有：由马达和汽缸(2)形成的一非共振组件，所述马达具有一能够产生穿过外壳(1)的磁通量的线圈(6)；由汽缸(2)内往复式活塞(10)和将活塞(10)可操作地耦合于马达的驱动装置(3)形成的共振组件，其特征在于，该结构装置还包括一固定在一部件上的磁绝缘装置，该部件是由外壳(1)、共振组件和非共振组件限定的，并且该磁绝缘装置沿基本平行于活塞(10)移动的方向，以中断磁通路的形式布置，所述磁通路位于外壳(1)和至少一个由活塞(10)以及汽缸(2)限定的部件之间。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述磁绝缘装置中断了位于非共振组件和至少一个由活塞(10)以及汽缸(2)限定的所述部件之间的磁通路。
3.如权利要求2所述的装置，其中该共振组件支承至少一个安装在驱动装置(3)和非共振组件上的弹簧装置(8)，并且该弹簧装置在活塞(10)移动方向上存在弹性和轴向变形，其特征在于该磁绝缘装置中断了位于弹簧装置(8)和至少一个由活塞(10)以及汽缸(2)限定的所述部件之间的磁通路。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于该磁绝缘装置中断了至少位于驱动装置(3)和活塞(10)之间的磁通路。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于该磁绝缘装置由活塞(10)的至少一部分形成。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于该磁绝缘装置由汽缸(2)的至少一部分形成。
7.如权利要求4所述的装置，其特征在于该磁绝缘装置包括至少一个由非磁性材料制成、设置在活塞(10)和驱动装置(3)之间的元件。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于每一个非磁性材料制成的元件通过活塞(10)的耦合部分(12)将驱动装置(3)连接到活塞(10)顶部(11)的方式来限定。
9.如权利要求4所述的装置，其特征在于每一个非磁性材料制成的元件是设置在驱动装置(3)旁边，且与活塞(10)和汽缸(2)限定的各个部分相连的锭剂(40)。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于该磁绝缘装置是固定于部件上的衬垫。
11.如权利要求5所述的装置，其特征在于所述活塞(10)是块状的。
12.如权利要求8所述的装置，其特征在于耦合部分(12)具有一安置在活塞(10)顶部(11)内侧的端部。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于该顶部(11)是管状，并且耦合部分(12)是一设置在顶部(11)内侧的衬套。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于该衬套可通过任何一种方式安置在顶部(11)，如通过过盈配合、焊接或胶粘。
15.如权利要求7所述的装置，其特征在于所述非磁性材料制成的元件具有至少10mm左右的厚度。
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