CN1759261A - 螺旋弹簧以及具有其的往复式压缩机 - Google Patents

Abstract

根据本发明的螺旋弹簧包括：内圈，其是将金属丝缠绕多匝形成的；以及拐点部分，其具有非线性形状，而且形成在端圈的外部圆周表面上，位置向着内圈。在被连接到其他部件，而且发生收缩和释放以吸收从外部传递的冲击或者振动时，该螺旋弹簧将其本身与其他部件之间产生的摩擦降低到最小，因此，提高了具有该螺旋弹簧的往复式压缩机的可靠性。

Description

螺旋弹簧以及具有其的往复式压缩机

技术领域

本发明涉及一种弹簧和具有该弹簧的压缩机，本发明更为具体的说涉及一种螺旋弹簧和具有该螺旋弹簧的往复式压缩机，其可以将对连接到其他部件的弹簧重复施加负载或者冲击时产生的磨损和噪声降低到最小。

背景技术

弹簧利用其弹性吸收外力，并将外力累积成弹性能量。因此，在从外部对弹簧施加冲击时，弹簧吸收冲击，并因此而减轻了冲击。此外，在持续重复的力，即，振动被从外部传递到弹簧时，弹簧吸收振动，并防止振动传递到其他部件。

根据形状和功能，存在各种弹簧，例如，螺旋弹簧、板簧、扭杆等，而且弹簧的使用范围非常广。

弹簧中，螺旋弹簧的工作可靠性高，容易生产，并且成本低，特别是在使用仅用于螺旋弹簧的暗槽(mole)时。因为这些原因，螺旋弹簧广泛用于各种设备。

环形缠绕的盘条(wire rod)被通过矫直装置矫直，然后，由成型工具以预定弯角将矫直的金属丝弯曲预定匝数，从而成型螺旋弹簧。

图1是示出现有螺旋弹簧的一个实施例的主视图，图2是示出该螺旋弹簧的平面图。如图所示，以将金属丝以规则的间隔、同样的直径螺旋形地缠绕几匝的方式，来成型该螺旋弹簧。即，螺旋弹簧包括：内圈，其缠绕多匝；以及端圈20，其分别位于内圈10的两端。

将金属丝以规则的间隔、同样的外径螺旋形地缠绕几匝金属丝时形成内圈，而且对应于内圈的金属丝的直径是相同的。

端圈20的外表面构成接触其他部件的支承面21，在垂直于螺旋弹簧的轴线的平面上形成支承面21，端圈的端部22几乎接触内圈10的非常临近的圈11。即，弯曲形成与内圈10对着的端圈20的表面，而其另一面上是支承面21(其是平面)。该曲面与靠近该曲面的圈11之间的间隔(α1)从端圈的端部22逐渐增大。

下面说明这种螺旋弹簧的操作。

首先，将螺旋弹簧定位在两个部件之间，此时，这些部件分别接触支承端圈的支承面。

在从支承螺旋弹簧的部件对螺旋弹簧施加某个力时，该力被传递到螺旋弹簧，因此，如图3所示，传递到螺旋弹簧的力使构成该螺旋弹簧的端圈20和内圈10变形，因此，各圈之间的间隔变窄。构成螺旋弹簧的端圈20和内圈10以变形来吸收对螺旋弹簧施加的力。

在该过程中，由于以规定的螺距角缠绕端圈20和内圈10，所以由螺旋弹簧的轴线方向施加的力对各圈施加扭矩和弯矩，从而使各圈变形。此时，因为对各圈作用的扭矩和弯矩，斥力对各圈施加转矩，从而使螺旋弹簧的端圈20在圆周方向移动。因为端圈20的支承面21与部件之间的相对运动，在端圈的支承面21与部件之间产生摩擦，因此，因为摩擦而使螺旋弹簧和部件产生磨损，从而缩短了部件的寿命，并导致部件损坏。此外，因为螺旋弹簧与部件之间的摩擦而产生摩擦噪声。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种螺旋弹簧和具有该螺旋弹簧的往复式压缩机，其可以将在螺旋弹簧连接到其他部件并发生收缩和释放以吸收从外部传递的冲击和振动时，在螺旋弹簧与其他部件之间产生的摩擦和摩擦噪声降低到最小的。

为了实现本发明的上述目的，提供了一种螺旋弹簧，包括：内圈，其由将金属丝缠绕多匝而形成；端圈，其分别形成在内圈的两端；以及拐点部分，其是非线性形状的，而且形成在端圈的外部圆周表面上，其对着内圈。

为了实现本发明的上述目的，还提供了一种具有弹簧的往复式压缩机，包括：外壳；机架，其位于外壳内；驱动电机，其被固定地连接到机架，而且用于产生线性往复驱动力；汽缸，其被固定在机架上；活塞，其承受驱动电机的驱动力，而且在汽缸内线性往复运动；抽吸阀，其用于控制进入汽缸的气体；排出阀组件，通过其排出在汽缸内压缩的气体；以及螺旋弹簧，其弹性支承活塞，而且使活塞共振运动，其中该螺旋弹簧包括：内圈，其由金属丝缠绕多匝而形成；端圈，去位于内圈的两端；以及拐点部分，其是非线性形状的，而且形成在端圈的外部圆周表面上，且其位置向着内圈。

附图说明

图1、2分别是示出现有螺旋弹簧的一个实施例的主视图和平面图；

图3是示出螺旋弹簧的操作状态的主视图；

图4、5是示出根据本发明的螺旋弹簧的一个实施例的主视图和平面图；

图6是部分示出根据本发明的螺旋弹簧的不同实施例的主视图；

图7是示出根据本发明的螺旋弹簧的操作状态的主视图；

图8是示出具有根据本发明的螺旋弹簧的往复式压缩机的一个实施例的截面图；

图9是示出部分放大的根据本发明的往复式压缩机的主视图；以及

图10是示出根据本发明构成往复式压缩机的螺旋弹簧的操作状态的主视图。

具体实施方式

现在，将详细说明本发明的优选实施例，附图示出优选实施例的例子。

首先，说明根据本发明的螺旋弹簧的一个实施例。

图4是示出根据本发明的螺旋弹簧的一个实施例的主视图，图5是示出该螺旋弹簧的平面图。

如图所示，螺旋弹簧包括：内圈30，其由金属丝缠绕多匝而形成；端圈40，其分别位于内圈30的两端；以及拐点部分41，其具有非线性形状，而且形成在端圈40的外部圆周表面上，位置向着内圈30。

金属丝由刚性材料构成，而且，由一条金属丝螺旋形地缠绕多匝形成内圈30和端圈40。形成内圈30的金属丝的直径相同，而且内圈的螺距角相同。因此，内圈30之间的间隔规则，而且其外径也相同。

分别位于内圈30的两端的端圈的外表面是支承面42，其接触其他部件，而且支承面42是垂直于端圈40的轴线的平面，端圈40的端部43几乎接触非常临近的内圈31。即，弯曲形成与内圈30对着的端圈40的表面，而端圈40的另一面是平面。曲面与相邻内圈31之间的间隔从端圈40的端部43逐渐增大。

在分别位于内圈30的两侧的两个端圈40的曲面上分别形成拐点部分41。端圈40的厚度从其端部开始逐渐变厚。在离开端部特定距离的部分，厚度相同，或者减小。厚度相同或者减小的部分被称为拐点部分41。此外，厚度从拐点部分41开始逐渐变厚。

拐点部分41和端圈40的端部43相距特定距离，而且从端圈40的每个端部43到每个拐点部分41的距离相同。

内圈30之间的间隔可以不规则，此外，内圈30的每个直径可以不相同。

作为本发明的又一个实施例，如图6所示，在端圈40形成多个拐点部分41。在离开端圈40的端部特定距离的位置分别形成拐点部分41，而且位置向着端圈40的端部的拐点部分41的高度最低。

下面说明根据本发明的螺旋弹簧的操作。

首先，如图7所示，将根据本发明的螺旋弹簧安装在两个部件之间。此时，端圈40的支承面42分别接触地支承部件。在这种情况下，在对螺旋弹簧施加诸如冲击、振动等的力时，螺旋弹簧收缩和释放，以吸收诸如冲击、振动等的力。

为了更详细说明这种过程，在以螺旋弹簧的纵向施加力时，弯矩和扭矩作用在构成螺旋弹簧的内圈30和端圈40上，从而使内圈30之间的间隔和内圈31与端圈40之间的间隔变窄。因为这种弹性变形，螺旋弹簧吸收力。此时，通过螺旋弹簧的支承面42，对施加到螺旋弹簧上的力的斥力被施加到其他部件上，而且因为该斥力，而对其施加转矩。

但是，在对螺旋弹簧施加的力使各圈之间的间隔变窄的过程中，在螺旋弹簧的端圈40上形成的拐点部分41接触支承到与该端圈40相邻的内圈，从而切断转矩到端圈40的支承面42的传递。因此，仅使位于分别接触两个拐点部分41的内圈的接触点之间的各圈之间的间隔变窄。

在从外部施加的力被去除时，因为其弹性而变窄的各圈间隔恢复原始位置，以向外发出吸收的力。

通过重复这些处理过程，螺旋弹簧吸收从外部传递的冲击和振动，以防止其被传递到其他部件。此外，将螺旋弹簧的转动，即，螺旋弹簧的支承面42与另一个部件之间的相对运动降低到最小，从而防止产生摩擦和摩擦噪声。

图8是示出具有根据本发明的螺旋弹簧的往复式压缩机的本发明的一个实施例的截面图。

如图所示，该往复式压缩机包括：外壳100，其内具有规定的内部空间；机架单元110，其位于外壳100内；驱动电机120，其被固定地连接到机架单元110，而且产生线性往复驱动力；汽缸130，其被固定地连接到机架单元110；活塞140，其受到驱动电机120的驱动力，而且在汽缸130的内部空间131内往复运动；抽吸阀150，其用于控制进入汽缸内部空间131内的气体；排出阀组件160，通过其排出在汽缸130内压缩的气体；以及共振弹簧，其弹性支承活塞140，而且使汽缸140共振运动。

外壳100具有规定的内部空间，而吸入管101和排出管102分别连接到外壳100。

机架单元110包括：前机架111，其形成为规定的形状；中间机架112，其距离前机架111特定间隔；以及后机架113，其被连接到中间机架112。

驱动电机120包括：外部定子121，其被固定连接在前机架111与中间机架112之间；内部定子122，其被插入外部定121内，而且被固定连接到前机架111；以及磁铁123，其可动地位于外部定子121与内部定子122之间。在外部定子121内，连接绕组线圈，而磁铁123被固定连接到圆柱形的磁铁座125.

汽缸130被连接到前机架111.

排出阀组件160包括：排出盖161，其用于覆盖汽缸130的一侧；排出阀162，其位于排出盖161内，用于打开/关闭汽缸的内部空间131的一侧；以及排出弹簧163，其位于排出盖161中，而且弹性支承排出阀162。排出管102连接到排出盖161.

活塞140被插入汽缸130内，而磁铁座125连接活塞140的一侧。在活塞141中形成抽吸通路141，而用于打开/关闭抽吸通路141的抽吸阀150被安装在活塞140的端部。

共振弹簧包括：前螺旋弹簧170，其位于前机架111与磁铁座125之间；以及后螺旋弹簧180，其位于后机架113与磁铁座125之间。前螺旋弹簧170和后螺旋弹簧180具有同样的结构，而且螺旋弹簧170、180弹性支承活塞140。

构成共振弹簧的前螺旋弹簧170和后螺旋弹簧180与上述螺旋弹簧具有同样的结构。如图9所示，前螺旋弹簧170和后螺旋弹簧180包括：圈171、181，其由刚性金属丝缠绕多匝而形成；以及拐点部分172、182，其具有非线性形状，而且每个都在位于两端的圈的外部圆周表面上形成。金属丝具有特定直径，而且被螺旋形地缠绕。分别位于两端的各圈的外表面是垂直于该圈的轴线的平面，而且该平面是接触其他部件的支承面173、183。

对其更详细的说明与前文所述相同。

前螺旋弹簧170的两个支承面173分别接触地支承前机架111的一个侧面和磁铁座125的内表面。后螺旋弹簧180的两个支承面183分别接触地支承后机架113的内表面和磁铁座125的外表面。

下面将说明具有根据本发明的螺旋弹簧的往复式压缩机的运行过程。

在对往复式压缩机供电时，利用电磁相互作用，驱动电机120产生线性往复驱动力，并且该线性往复驱动力被通过连接有磁铁123的磁铁座125传递到活塞140。

在汽缸130内，活塞140线性往复运动。随着活塞140线性往复运动，冷却剂被吸入汽缸内部空间131内并在其内压缩，然后压缩的冷却剂被排出到汽缸内部空间131的外部。通过排出盖161和排出管102，将排出的冷却剂排出到压缩机之外。

前螺旋弹簧170和后螺旋弹簧180重复收缩和释放，从而使活塞140的运动共振。

如图10所示，在前螺旋弹簧170和后螺旋弹簧180重复收缩和松弛，从而使活塞140的运动共振的过程中，分别设置在前螺旋弹簧170和后螺旋弹簧180上的拐点部分172、182将前螺旋弹簧和后螺旋弹簧的支承面173、183与接触该支承面173、183的接触面的相对运动降低到最小。即，将前螺旋弹簧的支承面173与分别接触支承面173的前机架111的一个侧面以及磁铁座125的内表面之间的相对运动降低到最小，而且还将后螺旋弹簧的支承面183与分别接触支承面183的后机架113的内表面以及磁铁座125的外表面之间的相对运动降低到最小。

如上所述，通过将前螺旋弹簧170和后螺旋弹簧180与其他部件之间的相对运动降低到最小，可以避免因为摩擦产生的磨损，而且还可以避免产生摩擦噪声。如果前螺旋弹簧170和后螺旋弹簧180与其他部件之间产生摩擦噪声，则通过诸如排出管102等的其他部件，将摩擦噪声传递到外壳100，将噪声发射到外壳100的外部。

如上所述，在根据本发明的螺旋弹簧连接到其他部件，而且发生收缩和释放以吸收从外部传递的冲击或者转动时，该螺旋弹簧将其本身与其他部件的相对运动降低到最小，以防止因与其他部件的摩擦而引起的磨损，因此，延长了螺旋弹簧和其他部件的寿命，防止损坏其他部件包括螺旋弹簧，而且还可以避免摩擦损耗。

在具有该螺旋弹簧的往复式压缩机中，可以防止因引起活塞共振运动的螺旋弹簧与接触支承在螺旋弹簧上的其他部件(前机架、磁铁座、后机架)之间的摩擦而产生的磨损，因此，延长了螺旋弹簧和其他部件的寿命，而且防止其因为摩擦而损坏和产生噪声。因此，可以提高压缩机的可靠性。

在不脱离本发明精神或范围的情况下可以进行各种修改和变更，这对本技术领域内的技术人员是显而易见的。因此，本发明意在涵盖落入所附权利要求及其等效限定范围内的本发明的修改和变更。

Claims (14)

1.一种螺旋弹簧，其包括：

内圈，其由金属丝缠绕多匝而形成；

端圈，其位于内圈的两端；以及

拐点部分，其具有非线性形状，而且形成在端圈的外部圆周表面上，其位置向着内圈。

2.如权利要求1所述的螺旋弹簧，其中，该拐点部分被以具有弯曲形式的凸起形状，在端圈的外部圆周表面上形成。

3.如权利要求1所述的螺旋弹簧，其中，设置一个或者多个拐点部分。

4.如权利要求1所述的螺旋弹簧，其中，在该端圈与临近端圈的内圈之间的夹角从端圈的端部开始增大，而且具有固定增大范围。

5.如权利要求1所述的螺旋弹簧，其中，在内圈之间的间隔是规则的。

6.如权利要求1所述的螺旋弹簧，其中，在内圈之间的螺距角相同。

7.如权利要求1所述的螺旋弹簧，其中，在内圈之间的间隔是不规则的。

8.如权利要求1所述的螺旋弹簧，其中，该端圈的外表面是垂直于端圈的轴线的平面。

9.如权利要求1所述的螺旋弹簧，其中，该内圈的外径相同。

10.如权利要求1所述的螺旋弹簧，其中，从端圈的端部到分别形成在端圈上的拐点部分之间的距离相同。

11.一种由线圈缠绕多匝而形成的螺旋弹簧，该螺旋弹簧包括具有规定高度而且从最外部的线圈的外部圆周表面凸出形成的凸起，该凸起对着相邻线圈。

12.一种往复式压缩机，其包括：

外壳；

机架单元，其位于外壳内；

驱动电机，其被固定地连接到机架单元，而且产生线性地往复驱动电机；

汽缸，其被固定在机架单元上；

活塞，其接收驱动电机的驱动力，而且在汽缸内线性地往复运动；

抽吸阀，其用于控制被引入汽缸的气体；

排泄阀组件，通过其排出在汽缸内压缩的气体；以及

螺旋弹簧，其弹性支承活塞，而且引起活塞的共振运动，

其中该螺旋弹簧包括：内圈，其由金属丝缠绕多匝而形成；端圈，其每一个都形成在内圈的两端；以及拐点部分，其具有非线性形状，而且形成在端圈的外部圆周表面上，且向着内圈。

13.如权利要求12所述的压缩机，其中，该拐点部分被在位于对着相邻圈的线圈的每个端部的线圈侧面形成。

14.如权利要求12所述的压缩机，其中，该拐点部分被以具有弯曲形式的凸起形状形成。

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