CN213627895U - 一种工作稳定可靠的直线压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种工作稳定可靠的直线压缩机，包括压缩机外壳、气缸组件和直线电机，所述气缸组件包括气缸缸体、活塞和永磁体，所述气缸缸体固定于所述压缩机外壳内，所述活塞具有滑设于所述气缸缸体内的活塞主体以及连接于所述活塞主体上并且位于所述气缸缸体外的驱动臂，所述永磁体通过机械固定结构安装在所述驱动臂上。有别于常规的将永磁体粘接固定在磁钢上的方式，本实用新型通过机械固定的方式实现永磁体的固定安装，可避免胶水等造成压缩机内气体工质污染，保证气体工质的纯净度，因此能有效地提高压缩机的工作稳定性和可靠性。

Description

一种工作稳定可靠的直线压缩机

技术领域

本实用新型涉及一种工作稳定可靠的直线压缩机。

背景技术

线性斯特林制冷机在红外热像仪、红外前视和夜视、导弹制导、空间应用等民用和军事装备上广泛应用，直线压缩机作为线性斯特林制冷机的核心部件，对于线性斯特林制冷机的可靠工作影响较大。

现有的线性斯特林制冷机中，在直线压缩机内，永磁体一般固定在活塞的外设磁钢上，目前常用的固定方式为胶水粘接，该固定方式易于生产操作，但会造成压缩机内气体工质污染，影响压缩机的工作稳定性和可靠性。

实用新型内容

本实用新型涉及一种工作稳定可靠的直线压缩机，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本实用新型涉及一种工作稳定可靠的直线压缩机，包括压缩机外壳、气缸组件和直线电机，所述气缸组件包括气缸缸体、活塞和永磁体，所述气缸缸体固定于所述压缩机外壳内，所述活塞具有滑设于所述气缸缸体内的活塞主体以及连接于所述活塞主体上并且位于所述气缸缸体外的驱动臂，所述永磁体通过机械固定结构安装在所述驱动臂上。

作为实施方式之一，所述机械固定结构包括第一卡槽和第二卡槽，所述第一卡槽与所述第二卡槽均形成于所述驱动臂上并且槽口相对设置，所述永磁体的两端分别卡嵌在所述第一卡槽与所述第二卡槽内。

作为实施方式之一，所述永磁体为环形磁体，所述第一卡槽和所述第二卡槽对应为与所述活塞主体同轴的环形卡槽。

作为实施方式之一，所述第一卡槽与所述第二卡槽中，其中一个卡槽具有相对较浅的槽深。

作为实施方式之一，所述第一卡槽与所述第二卡槽一体成型于所述驱动臂上。

作为实施方式之一，所述驱动臂为磁钢臂体。

作为实施方式之一，所述活塞主体的一端伸出至所述气缸缸体外并且套装有板弹簧，所述板弹簧固定于所述压缩机外壳内。

作为实施方式之一，所述活塞主体的壁体上开设有气浮通道，所述气浮通道分别连通所述活塞主体的中空气库以及所述活塞主体与所述气缸缸体之间的间隙；所述活塞主体的一端位于所述气缸缸体内并且设有单向阀，所述单向阀的介质流通方向为由气缸缸体气腔向所述中空气库流通的方向。

本实用新型至少具有如下有益效果：有别于常规的将永磁体粘接固定在磁钢上的方式，本实用新型通过机械固定的方式实现永磁体的固定安装，可避免胶水等造成压缩机内气体工质污染，保证气体工质的纯净度，因此能有效地提高压缩机的工作稳定性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的直线压缩机的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的永磁体的安装结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的活塞主体的气浮支撑结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的单向阀的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的单向阀的分解结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的弹性阀片的结构示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2，本实用新型实施例提供一种工作稳定可靠的直线压缩机，包括压缩机外壳1、气缸组件和直线电机，所述气缸组件包括气缸缸体3、活塞和永磁体5，所述气缸缸体3固定于所述压缩机外壳1内，所述活塞具有滑设于所述气缸缸体3内的活塞主体41以及连接于所述活塞主体41上并且位于所述气缸缸体3外的驱动臂42，所述永磁体5通过机械固定结构安装在所述驱动臂42上。

如图1，一般地，上述直线电机包括内动子23和外定子21；内动子23收容于由驱动臂42与气缸缸体3所围设形成的环形空间内，可固定在气缸缸体3上；外定子21固定于压缩机外壳1内，例如固定在压缩机外壳1的内壁上或者固定在气缸缸体3上。直线电机、气缸组件与压缩机外壳1之间的固定连接结构为本领域常规技术，此处不作详述。通过外定子21、外定子21内收容的载流线圈22和内动子23的作用可驱动永磁体5作直线运动(直线运动方向平行于活塞主体41的轴向)，从而带动驱动臂42及活塞主体41作直线运动，实现对气体的压缩等工况；该原理为本领域常识，此处不作详述。

如图1，上述压缩机外壳1可采用一端开口的结构，并在该开口端设置压盖11。

可选地，上述驱动臂42为磁钢臂体。有别于常规的将永磁体5粘接固定在磁钢上的方式，本实施例中，通过机械固定的方式实现永磁体5的固定安装，可避免胶水等造成压缩机内气体工质污染，保证气体工质的纯净度，因此能有效地提高压缩机的工作稳定性和可靠性。

在其中一个实施例中，如图2，所述机械固定结构包括第一卡槽421和第二卡槽422，所述第一卡槽421与所述第二卡槽422均形成于所述驱动臂42上并且槽口相对设置，所述永磁体5的两端分别卡嵌在所述第一卡槽421与所述第二卡槽422内。上述永磁体5一般为环形磁体，则上述第一卡槽421和第二卡槽422优选为是环形卡槽；当然也可沿驱动臂42的周向依次布置多组卡槽组，每组卡槽组包括相对设置的一个第一卡槽421与一个第二卡槽422，能实现对永磁体5的可靠固定即可。

如图2，在第一卡槽421与第二卡槽422中，可设置其中一个卡槽具有相对较浅的槽深，以便于永磁体5的拆装。

在上述驱动臂42为磁钢臂体的结构中，第一卡槽421和第二卡槽422也优选为是磁钢卡槽。上述第一卡槽421与第二卡槽422优选为是一体成型于上述驱动臂42上的，结构稳定可靠。

当然，其它的机械固定方式也适用于本实施例中，例如采用卡扣锁紧固定方式、通过螺栓将压板固定在驱动臂42上并由压板压紧永磁体5等，此处不作一一例举。

进一步优化上述的直线压缩机，如图1，所述活塞有两个并且两个活塞主体41在所述气缸缸体3内的滑动方向相反，所述直线电机对应配置为两组；采用两组压缩机构对置的结构，两个活塞主体41可分别作直线往复运动，共同对气体做功、压缩气体工质产生压力波，而且两个活塞主体41往复运动产生的力始终大小相等、方向相反，可相互抵消，达到减轻或消除压缩机振动的目的。

在其中一个实施例中，上述直线压缩机采用板弹簧支撑结构，具体地，如图1，所述活塞主体41的一端伸出至所述气缸缸体3外并且套装有板弹簧6，所述板弹簧6固定于所述压缩机外壳1内。通过板弹簧6对活塞主体41进行支撑限位是本领域常规结构，此处不作详述。

在另外的实施例中，上述直线压缩机采用气体轴承支撑，即通过气浮原理，使活塞悬浮在气缸内，可以消除磨损。具体地，如图3，所述活塞主体41的壁体上开设有气浮通道，所述气浮通道分别连通所述活塞主体41的中空气库以及所述活塞主体41与所述气缸缸体3之间的间隙；所述活塞主体41的一端位于所述气缸缸体3内并且设有单向阀43，所述单向阀43的介质流通方向为由气缸缸体气腔向所述中空气库流通的方向。当上述活塞主体41运行在压缩机的气缸缸体3内时，气缸缸体气腔内的高压气体由单向阀43泵入活塞主体41的中空气库内，气库内的高压气体通过上述气浮通道进入活塞主体41与气缸缸体3之间的间隙内，实现对活塞的径向支撑，使活塞保持与气缸缸体3无接触无摩擦状态地往复运动。

尤其地，同时采用上述板弹簧支撑结构和气浮支撑结构，综合上述板弹簧支撑和气浮支撑的优点，利于压缩机气缸活塞对中，减少磨损，具有可靠性高、结构紧凑的优点。

以下对上述单向阀43的结构进行优化：

如图4和图5，上述单向阀43包括开设有阀孔的阀体431以及适于在气体压力作用下产生弹性变形以启闭上述阀孔的弹性阀片432。采用弹性阀片432控制单向阀阀孔的启闭，具有极高的可靠性，并且结构简单、易加工，能够避免现有采用翼形阀片的单向阀易产生应力疲劳的现象以及采用锥阀阀片的单向阀易磨损且配合零件加工难度大等问题，有效地提高直线压缩机的工作稳定性和可靠性。

可以理解地，上述阀孔与气库连通，通过阀孔可向气库内泵气。在其中一个实施例中，上述弹性阀片432设于阀体431的中部，如图3和图4，该阀体431包括靠近气库设置的第一阀座433和位于第一阀座433外侧的第二阀座434，该第一阀座433和第二阀座434显然都开设有气流通孔，两个气流通孔即组合构成为上述的阀孔，其中，第一阀座433的气流通孔与气库连通，第二阀座434的气流通孔作为阀孔的进气端；该第一阀座433与第二阀座434对接，上述弹性阀片432夹设于第一阀座433与第二阀座434之间(可选地，弹性阀片432的直径与第一阀座433的直径及第二阀座434的直径均相同)。可选地，上述弹性阀片432具有抵靠于第二阀座434的气流通孔出口端的密封部4321以及位于该密封部4321外围的通气部，当压缩气体自第二阀座434的气流通孔进入时，弹性阀片432在气体压力作用下产生弹性变形，密封部4321解除其密封作用，第二阀座434的气流通孔通过弹性阀片432的通气部与第一阀座433的气流通孔导通，实现向气库内泵气的目的。

在优选地方案中，如图5和图6，上述弹性阀片432为板弹簧阀片。上述通气部可以采用开设通气孔的结构，例如，在阀片基板上开设有至少两条呈螺旋状延伸的通气开口(图6中示出的为三条)，该阀片基板的位于相邻两条通气开口之间的部分形成弹性臂4322，上述螺旋状的通气开口即环绕上述的密封部4321。

进一步地，如图4，上述第一阀座433的对接端与上述第二阀座434的对接端分别形成有端面沉槽，以满足弹性阀片432的运动空间需求。尤其地，如图4，上述第二阀座434的端面沉槽槽底设有凸起支撑部(已图示，未标注)，上述弹性阀片432的密封部4321即抵靠于该凸起支撑部上，上述第二阀座434的气流通孔自上述凸起支撑部处延伸至该第二阀座434的外端；基于该结构，上述弹性阀片432的弹性臂4322即分布在凸起支撑部的外围，可以防止弹性阀片432在气体压力下往复运动而导致弹性臂4322频繁地撞击至第二阀座434，从而显著地提高阀片的使用寿命。

在可选的方案中，如图4，上述第二阀座434的气流通孔呈两侧宽中间窄的文丘里结构，其能进一步对压缩气体进行加压，提高单向阀43的工作响应速度和使用效果。

其中，通过控制第一阀座433的横向截面积和光洁度可实现气体流阻设计，同时通过控制该第一阀座433的弹性阀片432定位面的平面度和粗糙度来控制弹性阀片432的安装定位要求，保证弹性阀片432的安装平整度。

当然，并不限于上述密封部4321与通气部组合的弹性阀片432的结构，例如也可设置上述弹性阀片432为椭圆形或不规则形状，即该弹性阀片432的边缘有部分不与上述第一阀座433和第二阀座434接触，可使第一阀座433的端面沉槽与第二阀座434的端面沉槽始终连通，弹性阀片432在气体压力作用下产生弹性变形时，即能使上述阀孔处于导通状态。可以理解地，上述弹性阀片432设于阀孔的出口侧也是可行的方案。

进一步优选地，如图4，上述阀孔的入口侧设有过滤单元435，该过滤单元435可采用过滤网等过滤设备；过滤单元435可实现对压缩机压缩腔固体杂质的过滤及流阻设计，防止固体颗粒物通过压缩气体带入单向阀43和活塞主体41内而导致器件磨损及密封失效。

进一步优选地，如图3和图4，上述阀体431与上述活塞主体41之间通过密封圈密封。

进一步优选地，如图3，上述气浮通道可采用节流孔411与浅腔412组合的结构，具体地，在活塞主体41的外壁上开设有多个浅腔412，浅腔412为与活塞主体41同轴的环形槽腔，各浅腔412沿活塞主体41的轴向依次间隔设置，每个浅腔412通过多个节流孔411与上述气库连通。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种工作稳定可靠的直线压缩机，包括压缩机外壳、气缸组件和直线电机，所述气缸组件包括气缸缸体、活塞和永磁体，所述气缸缸体固定于所述压缩机外壳内，所述活塞具有滑设于所述气缸缸体内的活塞主体以及连接于所述活塞主体上并且位于所述气缸缸体外的驱动臂，其特征在于：所述永磁体通过机械固定结构安装在所述驱动臂上。

2.如权利要求1所述的工作稳定可靠的直线压缩机，其特征在于：所述机械固定结构包括第一卡槽和第二卡槽，所述第一卡槽与所述第二卡槽均形成于所述驱动臂上并且槽口相对设置，所述永磁体的两端分别卡嵌在所述第一卡槽与所述第二卡槽内。

3.如权利要求2所述的工作稳定可靠的直线压缩机，其特征在于：所述永磁体为环形磁体，所述第一卡槽和所述第二卡槽对应为与所述活塞主体同轴的环形卡槽。

4.如权利要求2所述的工作稳定可靠的直线压缩机，其特征在于：所述第一卡槽与所述第二卡槽中，其中一个卡槽具有相对较浅的槽深。

5.如权利要求2所述的工作稳定可靠的直线压缩机，其特征在于：所述第一卡槽与所述第二卡槽一体成型于所述驱动臂上。

6.如权利要求1所述的工作稳定可靠的直线压缩机，其特征在于：所述驱动臂为磁钢臂体。

7.如权利要求1所述的工作稳定可靠的直线压缩机，其特征在于：所述活塞主体的一端伸出至所述气缸缸体外并且套装有板弹簧，所述板弹簧固定于所述压缩机外壳内。

8.如权利要求1或7所述的工作稳定可靠的直线压缩机，其特征在于：所述活塞主体的壁体上开设有气浮通道，所述气浮通道分别连通所述活塞主体的中空气库以及所述活塞主体与所述气缸缸体之间的间隙；所述活塞主体的一端位于所述气缸缸体内并且设有单向阀，所述单向阀的介质流通方向为由气缸缸体气腔向所述中空气库流通的方向。

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