CN1727676A - 往复式压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种往复式压缩机，其包括：安装在壳体中并且在其内具有空间的气缸；设置在气缸内的活塞；固定在气缸外圆周处的内定子；固定在内定子外圆周处的磁铁；以及设置得与磁铁的外圆周保持着一定距离的外定子。因此，减小了组件的数量从而降低了生产成本，也就能提高性能。

Description

往复式压缩机
技术领域
本发明涉及往复式压缩机，特别是涉及这样一种复式压缩机，其中定子和磁铁固定于气缸，而且气缸是运动的。
背景技术
通常，往复式压缩机是当活塞在气缸内作直线往复运动时抽吸、压缩和排出气体的装置。
如图1所示，现有技术的往复式压缩机包括：具有吸气管12和排气管14的壳体10；安装在壳体10内、用来产生驱动力的往复电机30；利用往复电机30的驱动力来抽吸、压缩和排出气体的压缩单元40；用来对往复电机30的往复运动提供谐振运动的谐振弹簧单元50；以及用来支撑往复电机30、压缩单元40和谐振弹簧单元50的支架单元20。
如图2所示，往复电机30包括：外定子31，它通过把多个迭片31a沿径向叠放在绕组线圈31b的外侧而制成圆柱形；安装得与外定子31的内圆周保持着一定空气间隔的内定子32，它通过把多个迭片32a沿径向叠放而制成圆柱形；以及动子33，它安装得与内定子32的外圆周保持着一定的距离A，并作直线往复运动。
动子33包括：安装在外定子31与内定子32之间的磁铁33b；以及将磁铁33b固定于其上的磁铁支架33a。
压缩单元40包括：具有内部空间的气缸41；安装在气缸41内的活塞42，它连接至往复电机30的动子33，并作直线往复运动从而改变气缸内的压缩空间(P)的容积；吸入阀43，它安装在活塞42的前侧(下文中，吸入气体的那一侧称为后侧，排出气体的那一侧称为前侧)，根据压缩空间(P)中的压力来对其进行操作，从而打开或关闭气体的吸入通道(F)；排出阀44，它安装在气缸41的前侧，用来打开或关闭压缩气体的排出通道；用来弹性支撑排出阀44的阀弹簧45；以及排出罩46，它容纳着排出阀44和阀弹簧45，并连接至排气管14。
支架单元20包括：安装在往复电机30和气缸41的前侧的第一支架21；连接至第一支架21的第二支架22，它与第一支架21一起支撑着往复电机30的外定子31；以及连接至第二支架22的第三支架23，它与第二支架22一起支撑着谐振弹簧单元50。
谐振弹簧单元50包括：弹簧薄片板51，它安装在第二支架22与第三支架23之间，并连接至动子33和活塞42从而进行直线往复运动；安装在第二支架22与弹簧薄片板51之间的第一弹簧52，它在活塞42向前运动时被压缩，在活塞42向后运动时被拉伸；以及安装在第三支架23与弹簧薄片板51之间的第二弹簧53，它在活塞42向前运动时被拉伸，在活塞42向后运动时被压缩。
如图3所示，在现有技术的压缩机中，当把电力加到外定子31的绕组线圈31b时，在外定子31与内定子32之间形成磁通量，动子33沿着该磁通量的方向作直线往复运动。因此，连接至动子33的活塞42改变压缩空间(P)的容积。利用压缩空间(P)的容积改变，把气体吸入、压缩然后从该压缩空间(P)排出。此时，第一弹簧52和第二弹簧53提供对活塞42的谐振运动，从而使得该活塞42平稳地作往复运动。这一系列过程重复进行。
然而，具有此种结构的现有技术的往复式压缩机有其缺点，即，由于动子33安装在外定子31与内定子32之间，并且动子33连接至活塞42和弹簧薄片板51，因此，这种往复式压缩机的装配过程很复杂。
此外，由于动子33必须配有磁铁支架33a来支撑磁铁33b，这就增加了组件的数量，从而导致成本的增大。
而且，在动子33与内定子32之间必须维持一定的距离A，但是此距离A导致外定子31与内定子32之间的磁力损失，因而降低了往复电机30的效率。并且，由于动子33与内定子32之间的距离A，动子33和压缩机的外直径变大了，因而导致如要增加磁铁33b的用量等问题。
发明内容
因此，本发明的目的是提供这样一种往复式压缩机，它通过把定子和磁铁固定于气缸并且让气缸进行运动，从而能减小组件的数量并提高生产时的工作效率。
为了实现这里所具体和广泛描述的这些和其它优点，并根据本发明的目的，本发明提供一种往复式压缩机，由于它把定子和磁铁固定于气缸并且让气缸进行运动，因而减小了定子之间的空气间隔的尺寸，从而能提高工作效率。
为了实现这里所具体和广泛描述的这些和其它优点，并根据本发明的目的，本发明提供一种往复式压缩机，其包括：安装在壳体中并且在其内具有空间的气缸；安装在气缸内的活塞；固定在气缸外圆周处的内定子；固定在内定子外圆周处的磁铁；以及安装得与磁铁的外圆周保持着一定距离的外定子。
前面所述的以及其它的关于本发明的目的、特征、所涉及的内容和优点将在下面通过与相应的附图相结合来进行清晰和具体地描述。
附图说明
附图显示了本发明的实施例，它们与说明书的文字一起用来解释本发明的原理，提供这些附图为的是进一步理解本发明，它们与本说明书相互结合并组成本说明书的一部分。
附图中：
图1示出的是现有技术的往复式压缩机的剖视图；
图2是沿着图1中II-II线的剖视图；
图3示出的是图1中往复式压缩机的工作状态的剖视图；
图4示出的是根据本发明一实施例的往复式压缩机的剖视图；
图5是沿着图4中V-V线的剖视图；
图6示出的是安装在图4中往复式压缩机内的磁铁的另一实例的剖视图；
图7示出的是安装在图4中往复式压缩机内的往复电机的剖视图；以及
图8和9示出的是图4中往复式压缩机的工作状态的剖视图。
具体实施方式
下面具体说明本发明的优选实施方式，这些实施方式的例子显示在附图中。
如图4所示，根据本发明的往复式压缩机包括：具有吸气管112和排气管114的壳体110；安装在壳体110内、用来产生驱动力的往复电机130；利用往复电机130的驱动力来抽吸、压缩和排出气体的压缩单元140；用来对往复电机130所产生的往复运动提供谐振运动的谐振弹簧单元150；以及用来支撑往复电机130、压缩单元140和谐振弹簧单元150的支架单元120。
吸气管112直接与压缩单元140连通，排气管114与壳体110的内空间连通。因此，壳体110的内空间维持高压。
如图5所示，往复电机130包括：外定子131，它通过把多个迭片131a沿径向叠放在绕组线圈131b的外侧而制成圆柱形；安装得与外定131的内圆周保持着一定空气间隔的圆柱形内定子132；以及安装在内定子132的外圆周处的磁铁133。
外定子131是通过这样的过程制成的：把大致为“L”形状的迭片131a沿着绕组线圈131b的外圆周一个接一个叠放起来，或者把多个迭片131a的整体层压结构形成的圆柱形芯块(core block)固定于绕组线圈131b的外侧。
内定子132通过让涂有绝缘涂层剂的软磁组分(composition)经过粉末冶金(power metallurgy)而构造成圆柱形，并安装在后面进行解释的气缸141的外圆周处。
多个磁铁133沿着内定子132外圆周表面的圆周方向安装。但是并不局限于此，如图6所示，磁铁133也可构造成圆柱形并安装在内定子132的外圆周表面处。
同时，如图7所示，内定子132沿着轴向、亦即沿着往复运动方向的宽度Wi优选比外定子131沿着轴向的宽度Wo更宽。
此外，磁铁133沿着轴向的宽度Wm比外定子131沿着轴向的宽度Wo的一半Wo/2宽，这样有利于有效磁力线的形成。
压缩单元140包括：在其内具有压缩空间(P)的气缸141，它以插入的方式连接至内定子132的内部从而进行直线往复运动；插在气缸141内并固定于支架单元120的活塞142，在其中设有用来抽吸气体的吸入通道F；吸入阀143，它安装在活塞142的前侧(下文中，吸入气体的那一侧称为后侧，排出气体的那一侧称为前侧)，根据压缩空间(P)中的压力来对其进行操作，从而打开或关闭气体的吸入通道F；吸入罩147，它安装在活塞142的后侧并与吸气管112连通，用来罩住吸入通道F；排出阀144，它安装在气缸141的前侧，用来打开或关闭压缩气体的排出通道；用来弹性支撑排出阀144的阀弹簧145；以及排出罩146，它容纳着排出阀144和阀弹簧145并具有排出口146a，压缩气体通过此排出口146a而排出到壳体110内。
采用非磁性体来制成气缸141是防止磁力泄漏的有效途径。
支架单元120包括：将活塞142固定于其上的第一支架121；连接至第一支架121的第二支架122，它与第一支架121一起支撑着往复电机130的外定子131；以及连接至第二支架122的第三支架123，它与第二支架122一起支撑着谐振弹簧单元150。
谐振弹簧单元150包括：弹簧薄片板151，它设置在第二支架122与第三支架123之间，并连接至气缸141从而进行直线往复运动；设置在第二支架122与弹簧薄片板151之间的第一弹簧152，它在气缸141向前运动时被拉伸，在气缸141向后运动时被压缩；以及安装在第三支架123与弹簧薄片板151之间的第二弹簧153，它在气缸141向前运动时被压缩，在气缸141向后运动时被拉伸。
下面解释根据本发明的具有此种结构的往复式压缩机的操作。
如图8和9所示，当把电力加到安装在往复电机130的外定子131内的绕组线圈131b时，在外定子131与内定子132之间形成磁通量。因此，磁铁133和内定子132沿着该磁通量的方向作直线往复运动。因而，连接至内定子132的气缸141也作往复运动，从而改变由气缸141和活塞142形成的压缩空间(P)的容积。
所以，利用压缩空间(P)的容积改变，把气体吸入、压缩然后从该压缩空间(P)排出。此时，由第一弹簧152和第二弹簧153提供气缸141的谐振运动，从而使得该气缸141平稳地作往复运动。
其中，由于吸气管112穿透壳体110并直接与吸入罩147连通，因此气体不经过壳体110的内部而被直接引入到活塞142内的吸入通道F。在气缸141的压缩空间(P)中被压缩的气体通过排出罩146的排出口146a而排出到壳体110中，然后通过排气管114而排出到压缩机的外面。
在根据本发明的如上述构造的往复式压缩机中，磁铁133与连接至气缸141的内定子132相连接，因而可以不安装如现有技术的磁铁支架等组件。因此，减少了组件的数量，从而能理想地降低生产成本。
此外，由于磁铁133连接至内定子132，在该磁铁133与该内定子132之间就不会产生距离，从而减小了外定子131与内定子132之间的空气间隔T。因此就防止了磁力的损耗，从而能提高压缩机的性能。
另外，由于外定子131与内定子132之间空气间隔的减小而导致磁铁133形成的外直径D变小，因此减少了磁铁133的用量，从而能降低生产成本。
而且，采用软磁组分来制造内定子132能使得加工更容易，从而提高生产力。
应该理解，在不背离本发明的实质或本质特征的前提下，本发明可以以多种方式来实施，所以，除非特别指出，上面说明的实施例不受前述说明的任何细节所限制，相反，应该在所附权利要求所限定的精神和范围内作广义的理解，因此，那些落入权利要求范围内的所有改变或修改或者该范围内的等同物都被所附权利要求所涵盖。

Claims (13)

1.一种往复式压缩机，包括：
安装在壳体中并且在其内具有空间的气缸；
设置在气缸内的活塞；
固定在气缸外圆周处的内定子；
固定在内定子外圆周处的磁铁；以及
设置得与磁铁的外圆周保持着一定距离的外定子。
2.如权利要求1所述的压缩机，其中，用来引入气体的吸入通道形成在活塞内，用来打开或关闭该吸入通道的吸入阀安装在活塞的一侧。
3.如权利要求2所述的压缩机，其中，吸入罩安装在与活塞安装着吸入阀的那一侧相对的一侧，其中该吸入罩与以穿透的方式安装在壳体处、用来抽吸气体的吸入管连通，并罩住吸入通道。
4.如权利要求1所述的压缩机，其中，所述内定子由软磁组分通过粉末冶金而制成。
5.如权利要求1所述的压缩机，其中，多个磁铁沿着内定子外圆周的圆周方向安装。
6.如权利要求1所述的压缩机，其中，所述磁铁构造成圆柱形，并安装在内定子的外圆周处。
7.如权利要求1所述的压缩机，其包括：
安装在气缸的一侧、用来打开或关闭压缩气体的排出通道的排出阀；
用来弹性支撑排出阀的阀弹簧；以及
用来容纳排出阀和阀弹簧的排出罩。
8.如权利要求7所述的压缩机，其中，在排出罩上设置有排出口，排出气体通过该排出口而排出到壳体中。
9.如权利要求1所述的压缩机，包括：
谐振弹簧单元，它连接至气缸，用来对气缸的往复运动提供谐振运动。
10.如权利要求9所述的压缩机，其中，所述谐振弹簧单元包括：
固定于气缸的弹簧薄片板；以及
设在弹簧薄片板两侧的多个弹簧。
11.如权利要求1所述的压缩机，其中，内定子沿着轴向的宽度比外定子沿着轴向的宽度宽。
12.如权利要求1所述的压缩机，其中，磁铁沿着轴向的宽度比外定子沿着轴向的宽度的一半宽。
13.如权利要求1所述的压缩机，其中，所述气缸由非磁性体制成。
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