CN1963200A - 线性压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线性压缩机，其中，活塞在受到线性电动机的往复式驱动力时，活塞就在气缸中往复运动，以便压缩容置于该气缸中的工作流体，如制冷剂。该线性压缩机包括：活塞，其适于在气缸中进行往复运动，该活塞的内部形成有吸入通道；吸入阀，其用于打开/关闭该活塞的吸入通道，以便允许活塞的吸入通道选择性地连接于气缸的内部；以及吸入阀制动器，其用于限制该吸入阀的打开度，由此不会向该吸入阀上施加过度的压力。本发明具有以下效果，即防止吸入阀发生变形与损坏，使由于吸入阀的打开/关闭操作所致的振动与噪声最小化，以及使压缩机的压缩效率处于恒定值。

Description

线性压缩机

技术领域

本发明涉及一种线性压缩机，尤其涉及一种包括吸入阀制动器的线性压缩机，该吸入阀制动器在吸入阀执行打开操作时限制吸入阀的打开度。

背景技术

通常，线性压缩机为一种按照以下方式构造的设备，当活塞受到线性电动机的往复式驱动力时，活塞在气缸中往复运动，以便压缩容置于该气缸中的工作流体，如制冷剂。线性压缩机主要用于冰箱等中。

图1为示出了传统的线性压缩机的剖视图。图2为传统的线性压缩机的重要部件的视图，其示出了活塞的前进运动。图3为传统的线性压缩机的重要部件的视图，其示出了活塞的后退运动。

如图1至图3中所示，传统的线性压缩机包括形成该压缩机的外形的壳体2、设置于该壳体2中的气缸座4和后盖6以及设置于气缸座4与后盖6之间的压缩单元。该压缩单元用于将工作流体压缩至所需的压缩比。

壳体2设置有流体吸入管8和流体排出管9，以便将待压缩的工作流体从壳体2的外部吸入压缩单元中，随后，在经过压缩单元的压缩后再将所述工作流体排出壳体2。

压缩单元包括气缸10，经过流体吸入管8的工作流体被吸入该气缸10中；活塞20，其在气缸10中进行往复运动时压缩吸入气缸10中的工作流体；以及线性电动机30，其使活塞20往复运动。

气缸10设置有排出阀组件12，以便根据排出阀组件12的操作而将气缸10中所压缩的工作流体排入流体排出管9中。

活塞20在内部形成有吸入通道21，以便允许经过流体吸入管8的工作流体被吸入到气缸10中。另外，活塞20具有吸入阀22用以打开或关闭吸入通道21。

吸入阀22为利用螺栓B紧固于活塞20上的弹性构件。吸入阀22设计成随着吸入阀根据活塞20的吸入通道21与气缸10的内部之间的压差而发生的弹性变形而被打开或关闭。

线性电动机30主要包括：定子32和动子34。动子34适于在与定子32通过电磁相互作用时进行往复运动。动子34连接于活塞20上。

压缩单元还包括主弹簧组件40，该主弹簧组件40用于为活塞20提供沿活塞20的往复运动方向的弹性力。这样，在活塞20进行往复运动时，主弹簧组件40允许活塞20的一定程度的振动。

主弹簧组件40包括位于后盖6与活塞20之间的第一主弹簧42和位于气缸10与由气缸座4和活塞20支撑的线性电动机30之间的第二主弹簧44。

现在，将对具有上述构造的、传统的线性压缩机的操作进行说明。

如果线性电动机30受到驱动，当活塞20受到线性电动机30的驱动力时，活塞20就在气缸10中进行往复运动。于是，第一主弹簧42和第二主弹簧44就根据活塞20的往复运动而反复受到压缩与拉伸，从而用于当引起排出阀组件12与吸入阀22反复打开或关闭的同时，允许活塞20的一定程度的振动。

因此，通过流体吸入管8将工作流体吸入气缸10中，以使工作流体在气缸中通过活塞20而被压缩至高压状态。随后，受压缩的工作流体通过排出阀组件12从气缸10排出，以便通过流体排出管9排出壳体2。

只要线性电动机30受到驱动时，如上所述的工作流体的吸入、压缩以及排出操作依次连续重复。

上述传统的线性压缩机的问题在于由于活塞20的吸入通道21与气缸10内部之间的压差较大，所以吸入阀22可能会过度打开，如图3中所示。这样就使施加于吸入阀22上的压力增加，因此，就存在使吸入阀22发生塑性变形或损坏的风险。

当吸入阀22显示出这种打开度过大的情况时，那么在吸入阀22关闭时，施加于活塞20上的冲击必定增加，从而导致振动与噪声的增加。

吸入阀22的打开度可以根据活塞20的吸入通道21与气缸10内部之间的压差而变化。因此，不均匀量的工作流体被吸入气缸中，从而不能获得改善的恒定压缩效率。

尤其是，近年来，有利于环境的二氧化碳制冷剂已经广泛用作工作流体。然而，当工作流体为二氧化碳制冷剂时，工作流体就显示出较高的工作压力，从而导致施加于吸入阀22上的压力更大。

发明内容

因此，鉴于以上问题提出本发明，本发明的目的在于提供一种包括吸入阀制动器的线性压缩机，该吸入阀制动器在吸入阀84执行打开操作时能够限制所述吸入阀的打开度，由此就不存在由于吸入阀的过度打开而使吸入阀发生变形或损坏的风险，当执行打开/关闭吸入阀的操作时，产生少量的振动与噪声，并且可以使线性压缩机的压缩效率保持恒定值。

根据本发明的一个方案，以上的与其它的目的可以通过提供一种线性压缩机来实现，该线性压缩机包括：活塞，其适于在气缸中进行往复运动；该活塞的内部形成有吸入通道；吸入阀，其用于执行打开/关闭操作，以允许活塞的吸入通道选择性地连接于气缸的内部；以及吸入阀制动器，其限制该吸入阀的打开度。

优选地，该吸入阀制动器可以连接于该活塞。

优选地，该吸入阀制动器的用作限制该吸入阀的打开度的部分可以具有渐细的结构。

优选地，该吸入阀制动器的用作限制该吸入阀的打开度的部分可以具有弯曲的表面，以与该吸入阀形成面接触。

优选地，该吸入阀制动器可以形成有制动器连接孔，以使用于将该吸入阀制动器连接至该活塞的连接构件嵌入该吸入阀制动器中。

优选地，该吸入阀制动器在与该吸入阀相对的一侧可以具有平的外表面。

优选地，该吸入阀制动器可以采用圆盘的形式，该圆盘的周缘被局部切除。

根据本发明的另一方案，以上的与其它的目的可以通过提供一种线性压缩机来实现，该线性压缩机包括：活塞，其适于在气缸中进行往复运动，该活塞的内部形成有吸入通道；吸入阀，其用于执行打开/关闭操作，以允许该活塞的该吸入通道选择性地连接于该气缸的内部；以及吸入阀制动器，其包括：制动器支撑部分，其构造为与该吸入阀持续地接触；以及制动器限制部分，其构造为在该吸入阀打开时与该吸入阀接触，以限制该吸入阀的打开度。

优选地，该制动器限制部分可以具有渐细的结构。

优选地，该制动器限制部分可以背离制动器支撑部分而逐渐变细，以逐渐远离该活塞的前端表面。

在根据本发明的线性压缩机中，吸入阀插入活塞中以便将活塞的吸入通道选择性地连接于气缸的压缩室上，并且设置吸入阀制动器以用于限制吸入阀的打开度，由此不会向吸入阀施加过度的压力。因此，本发明的线性压缩机具有以下效果，即防止吸入阀发生变形与损坏，使由于吸入阀的打开/关闭操作所致的振动与噪声最小化，以及使压缩机的压缩效率处于恒定值。

此外，本发明的吸入阀制动器构造为在与吸入阀相对的一侧具有平的外表面，由此工作流体可以在气缸的压缩室中被均匀压缩而与吸入阀制动器是否存在无关。

此外，本发明的吸入阀制动器构造为具有弯曲的内表面，以使所述弯曲的内表面整个与吸入阀形成面接触以便限制该吸入阀的打开度，由此使在吸入阀打开时施加于该吸入阀上的压力进一步最小化，并且可以使气缸的死容积最小化。

吸入阀制动器连接于活塞上以便通过使用连接构件而与活塞共同工作，该连接构件还用于将吸入阀连接于活塞上。因此，吸入阀制动器可以实现简化的结构。

此外，吸入阀制动器构造为使连接构件嵌入该吸入阀制动器中，从而减少死容积。

附图说明

通过以下结合附图进行的详细描述，将会更清楚地理解本发明的以上及其它目的、特征以及其它优点，其中：

图1为示出了传统的线性压缩机的剖视图；

图2为传统的线性压缩机的重要部件的视图，其示出了活塞的前进运动；

图3为传统的线性压缩机的重要部件的视图，其示出了活塞的后退运动；

图4为示出了根据本发明的线性压缩机的剖视图；

图5为根据本发明的线性压缩机的重要部件的视图，其示出了活塞的前进运动；

图6为沿图5的线A-A剖开的剖视图；

图7为沿图5的线B-B剖开的剖视图；以及

图8为根据本发明的线性压缩机的重要部件的视图，其示出了活塞的后退运动。

具体实施方式

现在，将参考附图对根据本发明的优选实施例进行说明。

图4为示出了根据本发明的线性压缩机的剖视图。图5为根据本发明的线性压缩机的重要部件的视图，其示出了活塞的前进运动。图6为沿图5的线A-A剖开的剖视图。图7为沿图5的线B-B剖开的剖视图。图8为根据本发明的线性压缩机的重要部件的视图，其示出了活塞的后退运动。

如图4至图8所示，根据本发明的线性压缩机包括：构造为允许引入与排出工作流体的壳体50、设置于壳体50中的气缸座60与后盖62以及设置于气缸座60与后盖62之间的压缩单元P。引入该壳体50中的工作流体在经过压缩单元P时被压缩至所需的压缩比，从而在高压状态下被排出。

流体吸入管52连接于壳体50上以将工作流体从外部站点吸入壳体50中。另外，流体排出管54连接于壳体50上以将从压缩单元P排出的压缩的工作流体引导出壳体50。

减震器56安装于壳体50上以便弹性地支撑压缩单元P。

润滑油抽吸装置58设置于壳体50中以便将壳体50的底部中的润滑油G抽吸至压缩单元P中。

与气缸座60相比，后盖62的位置更靠近流体吸入管52。

消声器64安装于后盖62上以便降低在工作流体穿过流体吸入管52时所产生的工作流体的噪声。

压缩单元P包括用于产生往复驱动力的线性电动机90；气缸70，其牢固地安装于所述气缸座60上，该气缸70在内部限定了用于压缩工作流体的压缩室71；活塞80，其利用线性电动机90的往复驱动力而在气缸70中进行往复运动，以便压缩容置于气缸70的压缩室71中的工作流体；以及第一共振弹簧110和第二共振弹簧112，它们在活塞80往复运动时允许活塞80沿其往复运动方向的一定程度的振动。

线性电动机90位于气缸70周围，并且由气缸座60与后盖62支撑。

考虑线性电动机90的构造，线性电动机90基本上包括动子与定子，所述动子连接于活塞80上以便与活塞80共同工作，所述定子适于与该动子通过电磁相互作用以便引起动子的往复运动。

动子包括以可往复运动的方式设置于定子内部的磁体92和用于固定磁体92的磁体架94，该磁体架94连接于活塞80上以便与活塞80一起工作。磁体架94用于将线性电动机90的往复驱动力传递至活塞80。

定子包括位于动子的外周上的外芯95、设置于外芯95上以便产生磁场的线圈96以及位于该动子的内周上的内芯97。

气缸70具有筒形结构，该筒形结构具有敞开的前端与后端。活塞80插入气缸70的敞开的后端中。工作流体在气缸70的压缩室71中受到压缩之后，从气缸70的敞开的前端排出。

气缸70的敞开的前端覆盖有排出阀组件75，以使气缸70的压缩室71中的受压缩的工作流体排入至流体排出管54中。

排出阀组件75包括阀盖76、排出阀本体77和排出阀弹簧78，该阀盖76安装成用于覆盖气缸70的敞开的前端同时连接于流体排出管54上，该排出阀本体77安装成在排出阀盖76内、在气缸70的敞开的前端的前侧往复运动，该排出阀弹簧78弹性地支撑该排出阀本体77。

排出阀盖76可以具有双重结构。具体而言，排出阀盖76包括具有用于排出工作流体的排出孔76a的内盖76b，和位于该内盖76b的外部以便围绕内盖76b的外盖76c，该外盖76c连接于流体排出管54上。

吸入通道81形成于活塞80中以便沿纵向贯穿活塞80的内部延伸，从而使吸入通道81同时连接于流体吸入管52与气缸70的压缩室71。

活塞80的吸入通道81具有收缩的前端部，该收缩的前端部的直径小于该吸入通道81的其余部分的直径，以形成吸入口81’。

活塞80的吸入通道81设计成通过吸入阀84而选择性地连接于气缸70的压缩室71上，该吸入阀84根据活塞80的往复运动来执行打开/关闭操作。

吸入阀84构造为在吸入阀84的一个表面固定于活塞80的前端表面上的情况下，随着吸入阀84根据活塞80的吸入通道81与气缸70的压缩室71之间的压差而发生的弹性变形，打开或关闭活塞80的吸入通道81。

吸入阀84包括固定于活塞80的前端表面上的吸入阀固定部分83和连接于该吸入阀固定部分83上的吸入阀活动部分85，吸入阀活动部分85可弹性变形以便执行打开/关闭操作。吸入阀84采用与活塞80的前端表面的尺寸大致相同尺寸的弹性板的形式。切割线(incised line)84’沿着位于吸入阀固定部分83与吸入阀活动部分85之间的边界的一部分形成，以使吸入阀活动部分85能够发生弹性变形。

吸入阀固定部分83钻有用于插入连接构件86(如螺栓)的吸入阀连接孔83’，以使吸入阀84通过该连接构件86而固定于活塞84的前端表面上。

吸入阀固定部分83的吸入阀连接孔83’偏离吸入阀84的中心。

另外，吸入阀固定部分83的吸入阀连接孔83’的位置相对于吸入阀84的中心而与活塞80的吸入口81’相对。

在本发明中，吸入阀制动器100设置于吸入阀84的前侧。吸入阀制动器100用于在吸入阀84打开活塞80的吸入通道81时限制吸入阀84的打开度。

吸入阀制动器100包括制动器支撑部分101和制动器限制部分103，该制动器支撑部分101构造为与吸入阀84持续地接触；该制动器限制部分103构造为在吸入阀84打开时与该吸入阀84接触，以便限制吸入阀84的打开度。

吸入阀制动器100的制动器支撑部分101连接于活塞80上，以使吸入阀制动器100与该活塞80共同工作。

为了简化整体结构，吸入阀制动器100的制动器支撑部分101可以通过用于将吸入阀84连接于活塞80上的连接构件86连接于活塞80上。

为此，吸入阀制动器100的制动器支撑部分101形成有制动器连接孔100’，并使制动器连接孔100’与吸入阀84的吸入阀连接孔83’相对齐，以便允许连接构件86穿过两个孔100’和83’进行连接。

尤其是，优选地是吸入阀制动器100的制动器连接孔100’构造为允许连接构件86嵌入吸入阀制动器100中，以使气缸70的压缩室71的死容积最小化。

相应地，吸入阀制动器100的制动器连接孔100’具有扩口的前部100a，以使连接构件86的头部86a插入到该扩口的前部100a中。制动器连接孔100’的其余的后部100b的尺寸适于使连接构件86的、直径小于连接构件86的头部86a的柱部86b穿过该后部100b插入。

考虑到在吸入阀84绕着连接构件86弯曲时就会使吸入阀84打开，吸入阀制动器100的制动器限制部分103构造为使其背离吸入阀制动器100的制动器支撑部分101逐渐变细，从而逐渐远离活塞80的前端面。

尤其是，吸入阀制动器100的制动器限制部分103可以具有弯曲的内表面103’，该内表面103’在吸入阀84打开时与吸入阀84的吸入阀活动部分85形成面接触。

吸入阀制动器100可以采用板的形式，其形成有工作流体通过孔102，并且该吸入阀制动器100尺寸适于几乎覆盖整个吸入阀84。

具体而言，吸入阀制动器100可以为圆盘，其直径几乎与活塞80的直径相同，但是该圆盘的周缘被局部切除以便允许工作流体通过。

吸入阀制动器100的工作流体通过孔102优选地相对于该吸入阀84的中心位于与活塞80的吸入口81’相同的一侧。

另外，吸入阀制动器100优选地在与吸入阀84相对的一侧具有平的外表面100”，以使气缸70的压缩室71中的工作流体受到均匀压缩。

下文中，将对根据本发明的具有上述构造的线性压缩机的操作进行说明。

如果线性电动机90受到驱动，则磁体92就将通过定子与动子之间的电磁相互作用而与磁体架94一起运动。线性电动机90所产生的往复驱动力被传递至与磁体架94连接的活塞80。因此，当活塞80受到线性电动机90的驱动力时，活塞80在气缸70中往复运动。同时，第一主弹簧110与第二主弹簧112被反复地压缩与拉伸，从而使工作流体依次重复进行吸入、压缩以及排出。

具体而言，如图5和图7中所示，如果活塞80朝着气缸70的内部前进，吸入阀84就通过活塞80的吸入通道81与气缸70之间的压差来关闭吸入通道81。这样，随着活塞80移入气缸70中，气缸70的压缩室71中的工作流体被压缩至高压状态。

于是，排出阀本体77根据气缸70的压缩室71中的工作流体的压力与排出阀弹簧78之间的力平衡关系来打开气缸70的压缩室71。

因此，气缸70的压缩室71中所压缩的工作流体依次通过阀盖(排出盖)76和流体排出管54排出壳体50。

相反，如图8中所示，如果活塞80从气缸70后退，那么吸入阀84的吸入阀活动部分85就通过活塞80的吸入通道81与气缸70的压缩室71之间的压力差而绕着连接构件86朝向气缸70的压缩室71弯曲，从而打开活塞80的吸入通道81。另外，排出阀组件75根据气缸70的内部压力与排出阀弹簧78之间的力平衡关系来关闭气缸70的压缩室71。

因此，工作流体依次通过流体吸入管52、消声器64以及活塞80的吸入通道81而被吸入气缸70的压缩室71中。

在这种情况下，吸入阀84就根据吸入阀制动器100的操作情况而打开至适当程度，因而就不会有过度的压力施加于吸入阀84上。另外，即使在打开的吸入阀关闭时，也不会向活塞80与吸入阀84上施加冲击，并且可将均匀量的工作流体吸入气缸70的压缩室71中。

作为参考，尽管与现有技术相比由于存在吸入阀制动器100而不可避免地增加了气缸70的死容积，然而本发明的吸入阀制动器100构造为使死容积的增加最小化。当使用具有高操作压力的工作流体，例如二氧化碳制冷剂时，或者工作流体的吸入压力与排出压力之差较大时，所增加的死容积就可忽略。因此，可以说吸入阀制动器100对压缩机的性能几乎没有影响。

从以上描述中可以看出，本发明提供的线性压缩机具有以下优点。

第一，根据本发明的线性压缩机构造为使吸入阀插入活塞中以便将活塞的吸入通道选择性地连接于气缸的压缩室中，并且设置吸入阀制动器以用于限制吸入阀的打开度，由此不会向吸入阀施加过度的压力。因此，本发明的线性压缩机具有以下效果，即防止吸入阀发生变形与损坏，使由于吸入阀的打开/关闭操作所致的振动与噪声最小化，以及使压缩机的压缩效率处于恒定值。

第二，本发明的吸入阀制动器构造为在与吸入阀相对的一侧具有平的外表面，由此工作流体可以在气缸的压缩室中被均匀压缩而与吸入阀制动器是否存在无关。

第三，本发明的吸入阀制动器构造为具有弯曲的内表面，以使所述弯曲的内表面整个与吸入阀形成面接触以便限制该吸入阀的打开度，由此使在吸入阀打开时施加于该吸入阀上的压力进一步最小化，并且可以使气缸的死容积最小化。

第四，根据本发明，吸入阀制动器连接于活塞上以便通过使用连接构件而与活塞共同工作，该连接构件还用于将吸入阀连接于活塞上。因此，吸入阀制动器可以实现简化的结构。

第五，吸入阀制动器构造为使连接构件嵌入该吸入阀制动器中，从而减少死容积。

尽管为示例说明的目的而公开了本发明的优选实施例，但是本领域的普通技术人员将会清楚，在不脱离所附权利要求书公开的本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种改型、添加与替代。

Claims (10)

1.一种线性压缩机，其包括：

活塞，其适于在气缸中进行往复运动，该活塞的内部形成有吸入通道；

吸入阀，其用于执行打开/关闭操作，以允许该活塞的该吸入通道选择性地连接于该气缸的内部；以及

吸入阀制动器，其限制该吸入阀的打开度。

2.如权利要求1所述的压缩机，其中，该吸入阀制动器连接于该活塞。

3.如权利要求1所述的压缩机，其中，该吸入阀制动器的用作限制该吸入阀的打开度的部分具有渐细的结构。

4.如权利要求1所述的压缩机，其中，该吸入阀制动器的用作限制该吸入阀的打开度的部分具有弯曲的表面，以与该吸入阀形成面接触。

5.如权利要求1所述的压缩机，其中，所述吸入阀制动器形成有制动器连接孔，以使用于将该吸入阀制动器连接至该活塞的连接构件嵌入该吸入阀制动器中。

6.如权利要求1所述的压缩机，其中，该吸入阀制动器在与该吸入阀相对的一侧具有平的外表面。

7.如权利要求1所述的压缩机，其中，该吸入阀制动器采用圆盘的形式，该圆盘的周缘被局部切除。

8.一种线性压缩机，其包括：

活塞，其适于在气缸中进行往复运动，该活塞的内部形成有吸入通道；

吸入阀，其用于执行打开/关闭操作，以允许该活塞的该吸入通道选择性地连接于该气缸的内部；以及

吸入阀制动器，其包括：制动器支撑部分，其构造为与该吸入阀持续地接触；以及制动器限制部分，其构造为在该吸入阀打开时与该吸入阀接触，以限制该吸入阀的打开度。

9.如权利要求8所述的压缩机，其中，该制动器限制部分具有渐细的结构。

10.如权利要求9所述的压缩机，其中，该制动器限制部分背离该制动器支撑部分而逐渐变细，以逐渐远离该活塞的前端表面。

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