CN1877122A - 线性压缩机 - Google Patents

Abstract

这里公开了一种线性压缩机，其中包括气缸和线性电机的压缩单元通过安装在密封容器中的框架来支持。具有高成型精度的框架使用抗磁的锌来压铸，从而防止线性电机的电磁力由其中泄漏，并能够减少在压铸后机械加工的次数。

Description

线性压缩机

技术领域

本发明涉及一种线性压缩机，具体是涉及一种具有锌压铸件框架的线性压缩机。

背景技术

通常，线性压缩机是一种用于当活塞在气缸中往复运动时使用线性电机的往复驱动力来在气缸中压缩诸如制冷剂等工作流体的装置。

图1示出了传统的线性压缩机的截面图。

如图1所示，传统的线性压缩机包括密封容器2和压缩单元，其中密封容器2用于装入及排出工作流体；压缩单元安装在密封容器2中并用于压缩工作流体。

密封容器2设置有流体吸入管4和流体排出管6，其中流体吸入管4用于将工作流体引入压缩单元的气缸10；流体排出管6用于将在气缸10中压缩的工作流体排出至密封容器2外侧。

压缩单元包括气缸10、活塞20和线性电机30，其中气缸10用于从设置于密封容器2的流体吸入管4接收工作流体；活塞20可在气缸10中线性往复运动地安装，从而压缩在气缸10中的工作流体；线性电机30用于使活塞20往复运动。

包括排出阀12′的排出单元12与气缸10相连。排出单元12用于将压缩的工作流体从气缸10排入流体排出管6。

在活塞20内部形成有使从吸入管4中送入的工作流体流过的流体通道20′。吸入阀22与活塞20相连，用于将流体通道20′的工作流体引入气缸10。

线性电机30通常分为定子32和动子43，其中动子34与活塞20相连并通过与定子32的电磁相互作用来往复运动。

同时，密封容器2内部设有用于支持气缸10和线性电机30的框架40、线性电机盖42和多个用于弹性地支持框架40和线性电机盖42的阻尼器44、45、46及47。

通常，框架40使用顺磁性的铝与气缸10整体压铸。

由于铝的属性，压铸框架40和气缸10具有较低的成型精度。为此，在压铸后，在它们由卡盘固定的状态下，框架40和气缸10在至少如图2所示的多个位置a至i上机械加工，例如可用车床加工。

在这种情况下，由卡盘固定的框架40和气缸10两者的特定部位不能被机械加工。为了对压铸构件40和气缸10的全部部位进行机械加工，因此框架40和气缸10必须进行至少两次机械加工。

或者，认为是可能的一种方法为框架40使用铝来独立地压铸，然后与气缸10整体连接。然而，即使在独立压铸框架40的情况，也必须在至少图3所示的多个位置a至e上进行机械加工。

下面，将详细描述如上述构造的传统的线性压缩机的操作。

如果驱动了线性电机30，活塞20使用线性电机30驱动力在气缸10中往复运动。然后，当排出阀12′和吸入阀22与往复运动的活塞20配合操作时，排出阀12′和吸入阀22反复地开启或关闭。

借此，工作流体通过流体吸入管4和流体通道20′连续地送入气缸10，从而通过活塞20在气缸10中被压缩成高压的流体。最后，在气缸10中压缩的高压工作流体通过排出单元12和流体排出管6连续地从密封容器2中排出。

只要驱动线性电机30，如上所述的工作流体的引入、压缩及排出以这样的顺序连续地重复。

然而，如上所述传统的线性压缩机存在的问题在于，由于通常用于支持线性电机30的框架40由铝制成，线性电机30的电磁力可能通过框架40泄漏。电磁力的这种漏失导致了线性电机30效率的降低。

同样，由于压铸框架40和气缸必须在多个位置上机械加工，对于生产率和生产成本来讲是不利的。

发明内容

因此，本发明已考虑到上述问题而得出，而且本发明的一个目的是提供一种能够防止线性电机的电磁力通过电机框架泄漏的线性压缩机。

本发明的另一个目的是提供一种能够最小化压铸(die cast)框架所需的机械加工位置的数目的线性压缩机。

根据本发明的第一方面，上述及其他目的能够通过提供一种线性压缩机来实现，该线性压缩机包括：框架；通过框架支持的气缸；安装在气缸中的活塞，用于在其中往复运动；以及通过框架支持并适于往复运动活塞的线性电机，并且框架可由抗磁材料制成。

优选的是，框架可由抗磁材料中选择出来的锌制成。

优选的是，框架可通过压铸法来形成。

优选的是，减震件可插入在框架和线性电机之间。

优选的是，减震件可采取形成于框架的细凸起形式。

优选的是，气缸可与框架整体形成。

优选的是，当在框架形成的同时气缸插入框架时，气缸可与框架整体形成。

优选的是，气缸可具有形成在与框架相接触区域的挡块槽，从而框架的挡块突起插入挡块槽。

优选的是，气缸可设置有用于将压缩的工作流体由气缸排出的排出单元和由抗磁材料制成的气缸盖，该气缸盖插入在气缸和排出单元之间。

优选的是，在框架完成成型后，气缸可装入框架。

优选的是，线性压缩机可还包括用于在框架的相对侧支持线性电机的线性电机盖，而且线性电机盖可由抗磁材料制成。

优选的是，线性电机盖使用锌来压铸。

根据本发明的第二方面，上述及其他目的能够通过提供一种线性压缩机来实现，该线性压缩机包括：框架；通过框架支持的气缸；安装在气缸中的活塞，用于在其中往复运动；通过框架支持并适于往复运动活塞的线性电机；以及用于在框架的相对侧支持线性电机的线性电机盖，并且框架和线性电机盖可使用锌来压铸。

优选的是，采取细凸起形式的减震件可插入在框架和线性电机之间。

优选的是，气缸可与框架整体形成。

优选的是，当在框架形成的同时气缸插入框架时，气缸可与框架整体形成。

优选的是，气缸可具有形成在与框架相接触区域的挡块槽，从而框架的挡块凸起插入挡块槽。

优选的是，气缸可设置有用于将压缩的工作流体由气缸排出的排出单元和由抗磁材料制成的气缸盖，该气缸盖插入在气缸和排出单元之间。

优选的是，在框架完成成型后，气缸装入框架。

根据本发明的第三方面，上述及其他目的能够通过提供一种线性压缩机来实现，该线性压缩机包括：工作流体引入其中的气缸；设置于气缸的排出单元；插入在排出单元和气缸之间并由抗磁材料制成的气缸盖；安装在气缸中往复运动的活塞，用于压缩在气缸中的工作流体，从而将压缩的工作流体排入到排出单元中；用于往复运动活塞的线性电机；框架，用于支持气缸和线性电机并具有采取面向线性电机形成于其表面的细凸起形式的减震件；以及用于在框架的相对侧支持线性电机的线性电机盖，而且框架和线性电机盖可使用锌来压铸。

在如上所述构造的本发明的线性压缩机中，框架使用抗磁材料来压铸，从而有效地防止线性电机的电磁力通过框架泄漏。尤其是，当框架使用由抗磁材料中具体选择出来的锌压铸时，其具有提高框架成型精度的效果。

附图说明

本发明上述及其他的目的、特征以及其他优点将通过随后结合附图的详细说明变得更清楚，其中：

图1示出了传统的线性压缩机的截面图；

图2示出了传统的线性压缩机重要部件的机械加工位置的放大截面图；

图3示出了另一个传统的线性压缩机重要部件的机械加工位置的放大截面图；

图4示出了根据本发明第一实施例的线性压缩机的截面图；

图5示出了根据本发明第一实施例的线性压缩机重要部件的机械加工位置的放大截面图；

图6示出了根据本发明第二实施例的线性压缩机的截面图；

图7示出了根据本发明第三实施例的线性压缩机重要部件的放大截面图；以及

图8示出了根据本发明第三实施例的线性压缩机重要部件的机械加工位置的放大截面图。

具体实施方式

下面，将参考附图描述根据本发明的线性压缩机。

仅供参考，可能存在根据本发明的线性压缩机的多个优选实施例，在下文将说明最优选的实施例。线性压缩机的基本结构与上述现有技术中的相同，因此在此省略对其的详细说明。

图4示出了根据本发明第一实施例的线性压缩机的截面图。

如图4所示，根据本发明第一实施例的线性压缩机包括密封容器50和安装在密封容器50中并用于压缩工作流体的压缩单元。

密封容器50分成具有敞开上表面的下壳52和用于覆盖下壳52上表面的上壳54。

密封容器50设有流体吸入管56和流体排出管58，其中流体吸入管56用于将外部工作流体引入压缩单元；流体排出管58用于将在压缩单元中压缩的工作流体排出至密封容器50外侧。

压缩单元包括在其中压缩工作流体的气缸60、在气缸60中可线性往复运动地安装用于在气缸60中压缩工作流体的活塞70和与活塞70相连用于使活塞70往复运动的线性电机80。

气缸60成中空的圆柱形状而且在其相对的端部是敞开的，因此活塞70通过气缸的一个敞开端部(即气缸60的入口)插入气缸60，而在气缸60中压缩的工作流体通过另一端部(即气缸60出口)从气缸60排出。

在气缸60的出口，设置有用于将压缩的工作流体由气缸60排入到流体排出管58的排出单元90。

排出单元90包括排出盖组件92和排出阀94，其中排出盖组件用于覆盖气缸60的出口并与流体排出管58相连，而且排出阀安装在排出盖组件92的内侧上，用于开启或关闭气缸60的出口。

排出盖组件92由内排出盖91和外排出盖93组成。围绕着排出阀94设置的内排出盖91形成有流体孔91′。外排出盖93围绕着内排出盖91设置并与流体排出管58相连。

排出阀94包括排出阀主体95和排出阀弹簧96，其中排出阀主体95安装在气缸60的出口，而且排出阀弹簧96安装在排出阀主体95和内排出盖91之间，用于弹性地支持排出阀主体95。

在活塞70内部形成有流体通道70′，用于使通过流体吸入管56引入的工作流体流过。

流体通道70′在其入口处与消声器72相连。消声器72用于将工作流体由流体吸入管56导引入活塞70的流体通道70′，以及用于降低工作流体的流动噪声。

消声器72包括消声器主体71和消声器管73，其中消声器主体具有用于降低工作流体流动噪声的共振空间，而且消声器管将消声器主体71与活塞70的流体通道70′相连。

消声器主体71通过位于活塞70相对侧的后盖74来支持，而且其通过设置在后盖74中的后盖管74′与流体吸入管56相连。

第一阻尼器100可设置在后盖74和活塞70之间。在活塞70的往复运动方向中，第一阻尼器100可弹性地变形。

在流体通道70′的出口设置有用于开启或关闭流体通道70′的吸入阀76。

吸入阀76是在其一侧紧固于活塞70的弹性件。当吸入阀通过流体通道70′和气缸60内部之间的压差弹性地变形时，吸入阀86用于开启或关闭流体通道70′的出口。

线性电机80通常分为动子M和定子S，其中与活塞70相连的动子M用于与活塞70配合操作，而且定子S与动子M电磁相互作用，用于往复运动动子M。

动子M包括磁体82和磁体框架84，其中磁体82径向及向外地围绕着气缸60定位，从而在定子S中往复运动；磁体框架84与磁体82和活塞70两者相连，从而与活塞70配合操作。

定子S包括内芯85、外芯86以及线圈87，其中内芯85固定在磁体82和气缸60之间；外芯86径向向外地围绕着动子定位；而且线圈87设置于外芯86，用于产生磁场。

第二阻尼器104可设置在线性电机80和与活塞70相连的弹簧座102之间。第二阻尼器104在活塞70的往复运动方向上可弹性地变形。同样，第三阻尼器106可设置在弹簧座102和下壳52之间，从而可在竖直方向上弹性地变形。

同时，在密封容器50内部设有框架110。框架110与气缸60整体形成，并用于支持具有气缸60和线性电机80的压缩单元。

为了支持线性电机80，框架110构造成与线性电机80的外芯86相接触。因此，框架110使用抗磁材料来与气缸60整体形成，从而防止在线性电机80的动子M和定子S之间产生的电磁力通过框架110泄漏。

抗磁材料的实例包括金、银、锌、铜以及铬等。优选的是，框架110使用最便宜的抗磁材料锌与气缸60整体形成，而且该框架具有较高的成型精度。

在这种情况下，由锌形成的框架110和气缸60两者可使用热室压铸法来制造。

在本发明中，由于整体压铸的锌框架110和气缸60具有较高的成型精度，因此在压铸后，框架110和气缸50仅在图5所示有限的位置a至d上进行机械加工。

压铸框架110通过诸如螺栓或铆钉等的紧固件111与线性电机80整体连接，从而其与线性电机80的外芯86部分地接触。第四阻尼器108可设置在框架110和下壳52之间，用于当其在竖直方向上弹性地变形时支持框架110。

同时，在线性电机80的框架110和外芯86之间可插入减震件112。当框架110与线性电机80相连时，减震件112能够防止气缸60由于施加于框架110的力而变形。

减震件112采取与框架110整体形成的细凸起形式，由框架110朝着线性电机80外芯86的方向突出。当框架110与线性电机80相连时，减震件112塌陷或变形来呈凹形，用于吸收施加到框架110的力。

同时，在密封容器50内部设有用于沿着框架110支持线性电机80的线性电机盖120。

与框架110相似，线性电机盖120优选使用锌来压铸。

压铸线性电机盖120固定于线性电机80，因此其与线性电机80的外芯86相接触。

下面，将描述如上所述构造的、根据本发明第一实施例的线性电机80的操作。

如果驱动线性电机80，线性电机80的动子M与定子S电磁相互作用来往复运动，因此使活塞在气缸60中往复运动。然后，当吸入阀76和排出阀94与往复运动的活塞70配合操作时，吸入阀76和排出阀94反复地开启及关闭。

借此，将工作流体引入气缸60中，在其中压缩，然后从气缸60中排出。只要驱动线性电机80，就连续地重复工作流体的引入、压缩及排出。

在这种情况下，由于与线性电机80相接触的气缸60、框架110以及线性电机盖120由抗磁材料制成，它们不会有电磁力由线性电机80渗漏的危险。这样能够最大化线性电机80的效率。换句话说，线性电机能够具有最大的容量。

在以下对本发明第二及第三实施例的描述中，可省略对与本发明第一实施例相同的那些部件进行描述。因此，省略描述的部件可参考第一实施例的上述说明及图4来理解。

图6示出了根据本发明第二实施例的线性压缩机的截面图。

本实施例的线性压缩机包括安装在密封容器150中的框架152、气缸160、活塞170以及线性电机180。气缸160插入框架152中同时与框架152成形，因此气缸160与框架152整体相连。气缸160设置有排出单元162。在通过框架152支持的线性电机180操作下，安装活塞170来在气缸160中往复运动。

框架152成环状，因此气缸160固定在框架中心。在框架152与线性电机180相接触的区域，框架152设置有减震件151。与上述第一实施例相似，减震件151采用当框架152与线性电机180相连时适于吸收传递至框架152的力的细凸起形式。

如上所述构造的框架152使用锌来压铸，并且在压铸后，仅在一个或两个位置上机械加工。

具有高耐用性来承受气缸160和活塞170之间产生的摩擦力的气缸160可使用钢来铸造。

在框架152形成的同时，铸件气缸160插入框架152中。通过该结构，不必机械加工与框架152相接触的气缸160的部件。显然，气缸160的余下部分可在多个位置上机械加工，因此活塞170和线性电机180与气缸160能够光滑地相连。

通过上述结构，由于气缸160与框架152分开形成，然后在框架152形成的同时插入框架152中，因此由气缸160排入到排出单元162的压缩工作流体可能漏入气缸160和框架152之间的间隙，或者气缸160可从框架152意外分离。

当框架152可形成有用于插入挡块槽161中的挡块突起153时，为了防止气缸160和框架152之间的分离，气缸160在其与框架152相接触的区域可形成有挡块槽161。在气缸160被铸造后，挡块槽161通过滚花工艺形成于气缸160。

同样，作为使用铁磁钢来实现高耐用性、形成与线性电机180的一部分相接触的气缸160的结果，导引线性电机180的电磁力仅朝着气缸160的方向流动。

在这种情况下，由抗磁材料制成的气缸盖164可设置在气缸160和排出单元162之间，用于防止线性电机180电磁力的漏失。由于框架152由抗磁的锌制成，因此气缸盖164能够与框架152整体形成。

线性电机180能够通过围绕着线性电机180定位在框架152相对侧的线性电机盖182来支持。

安装线性电机盖182使其与线性电机180的一部分相接触。因此，线性电机盖182优选使用抗磁的锌来压铸。

图7示出了根据本发明第三实施例的线性压缩机重要部分的截面图。

在根据本发明第三实施例的压缩机中，环形框架202安装在密封容器中，而且气缸210装入框架202。同样，活塞220以可线性往复的方式安装在气缸210中，而且线性电机230与框架202相连，用于往复运动活塞220。

在框架202与线性电机230相接触的区域，框架202形成有减震件203。与第一和第二实施例相似，减震件203采取用于吸收当框架202与线性电机230相连时引起的振动的细凸起形式。

框架202使用锌来铸造，并且在压铸后，仅在图8所示有限的位置a和b处机械加工。

气缸210能够使用钢来铸造，从而承受在气缸210和活塞220之间产生的摩擦力。对于铸件气缸210来讲，其必须在至少与框架202、活塞220以及线性电机230相接触的多个位置上机械加工，从而实现高成型精度。

线性电机230能够通过围绕着线性电机230定位在框架202相对侧的线性电机盖232来支持。

线性电机盖232同样优选使用锌来压铸。

由上述明显可知，根据本发明的线性压缩机具有以下优点。

首先，根据本发明，用于支持气缸和线性电机的框架使用抗磁材料来压铸。这样有效地防止了线性电机的电磁力通过框架泄漏，从而导致线性电机效率的改善，并因此改善线性压缩机的效率。

其次，由于锌的高成型精度，框架使用从全部抗磁材料中具体选择出来的锌来压铸。与传统的铝制框架相比，压铸锌框架能够降低在压铸后用于机械加工的位置的数目，从而实现提高生产率及降低生产成本。

第三，根据本发明，减震件插入在框架和线性电机之间。通过使用减震件，有可能防止由于当框架与线性电机相连时传递至框架的力使气缸变形。

第四，由于用于沿着框架支持线性电机的线性电机盖使用抗磁的锌来压铸，能够有效地防止线性电机的电磁力通过线性电机盖漏失，从而更多地改善线性电机的效率。

尽管用于说明目的的本发明的优选实施例已经公开，在不脱离所附权利要求公开的本发明的精神和范围内，本领域技术人员进行各种修改、附加以及置换都是可能的。

Claims (13)

1.一种线性压缩机，其包括：

框架；

通过该框架支持的气缸；

安装在气缸中的活塞，用于在其中往复运动；以及

通过该框架支持并适于使活塞往复运动的线性电机，

其中框架由抗磁材料制成。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其中该框架由从抗磁性材料中选择出来的锌制成。

3.根据权利要求2所述的压缩机，其中框架通过压铸法来形成。

4.根据权利要求1所述的压缩机，其中减震件插入在框架和线性电机之间。

5.根据权利要求4所述的压缩机，其中减震件采取形成于框架的细凸起形式。

6.根据权利要求1所述的压缩机，其中气缸与框架整体形成。

7.根据权利要求1所述的压缩机，其中当在框架形成的同时气缸插入框架时，气缸与框架整体形成。

8.根据权利要求7所述的压缩机，其中气缸具有形成在与框架相接触区域的挡块槽，从而框架的挡块凸起插入该挡块槽中。

9.如权利要求7所述的压缩机，其中：气缸设置有用于将压缩的工作流体从气缸排出的排出单元；和

由抗磁材料制成的气缸盖插入在气缸和排出单元之间。

10.根据权利要求1所述的压缩机，其中在框架完成成型后，气缸装入框架。

11.根据权利要求1所述的压缩机，还包括用于在框架的相对侧支持线性电机的线性电机盖，

其中线性电机盖由抗磁材料制成。

12.根据权利要求11所述的压缩机，其中线性电机盖使用锌来压铸。

13.一种线性压缩机，其包括：

框架；

通过框架支持的气缸；

安装在气缸中的活塞，用于在其中往复运动；

通过框架支持并适于使活塞往复运动的线性电机；以及

用于在框架的相对侧支持线性电机的线性电机盖，

其中框架和线性电机盖使用锌来压铸。

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