CN214330839U - 一种用于直线压缩机的活塞及直线压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于直线压缩机的活塞及直线压缩机，该活塞包括塞体和单向阀，塞体上设有气浮通道，单向阀包括开设有阀孔的阀体以及适于在气体压力作用下产生弹性变形以启闭阀孔的弹性阀片，阀体设于塞体的进气端以使塞体的内腔形成与气浮通道连通的气库。本实用新型采用弹性阀片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。

Description

一种用于直线压缩机的活塞及直线压缩机

技术领域

本实用新型涉及一种用于直线压缩机的活塞及直线压缩机。

背景技术

传统的线性斯特林制冷机中，直线压缩机一般采用板弹簧支撑结构或采用气体轴承支撑：板弹簧支撑结构受限于零件加工精度和装配水平，活塞与气缸缸体之间不可能完全对中，也就不可能消除磨损，制约着可靠性的提升；采用气体轴承支撑的直线压缩机，通过气浮原理，将活塞悬浮在气缸之间，可以消除磨损。气体轴承中的单向阀阀片一般采用翼形阀阀片或锥阀阀片，翼形阀阀片固定方式为单边支撑，容易产生应力疲劳和变形；锥阀阀片由于其接触面大，易磨损且配合零件加工难度大。上述现有的两种单向阀在一定程度上制约了气体轴承技术在压缩机中的使用。

实用新型内容

本实用新型涉及一种用于直线压缩机的活塞及直线压缩机，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本实用新型涉及一种用于直线压缩机的活塞，包括塞体和单向阀，所述塞体上设有气浮通道，所述单向阀包括开设有阀孔的阀体以及适于在气体压力作用下产生弹性变形以启闭所述阀孔的弹性阀片，所述阀体设于所述塞体的进气端以使所述塞体的内腔形成与所述气浮通道连通的气库。

作为实施方式之一，所述弹性阀片为板弹簧阀片。

作为实施方式之一，所述阀体包括靠近所述气库设置的第一阀座和位于所述第一阀座外侧的第二阀座，所述第一阀座与所述第二阀座对接并于二者之间夹设所述弹性阀片，所述第一阀座的对接端与所述第二阀座的对接端分别形成有端面沉槽。

作为实施方式之一，所述第二阀座的端面沉槽槽底设有凸起支撑部，所述弹性阀片具有抵靠于所述凸起支撑部上的密封部以及位于所述密封部外围的通气部，所述第二阀座的气流通孔自所述凸起支撑部处延伸至该第二阀座的外端。

作为实施方式之一，所述第二阀座的气流通孔呈两侧宽中间窄的文丘里结构。

作为实施方式之一，所述阀孔的入口侧设有过滤单元。

作为实施方式之一，所述阀体与所述塞体之间通过密封圈密封。

本实用新型还涉及一种直线压缩机，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，所述活塞采用如上所述的用于直线压缩机的活塞，所述塞体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，所述永磁体固定于所述驱动臂上，所述气浮通道开设于所述活塞主体上。

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支撑板弹簧，所述支撑板弹簧固定于所述压缩机外壳内。

作为实施方式之一，所述活塞有两个并且两个活塞主体在所述气缸缸体内的滑动方向相反，所述直线电机对应配置为两组。

本实用新型至少具有如下有益效果：

本实用新型采用弹性阀片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。

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活塞的局部结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的单向阀的剖面结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的单向阀的分解结构示意图；

图5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。

实施例一

如图2-图5，本实用新型实施例提供一种用于直线压缩机的活塞，包括塞体 11和单向阀12，所述塞体11上设有气浮通道，所述单向阀12包括开设有阀孔的阀体121以及适于在气体压力作用下产生弹性变形以启闭所述阀孔的弹性阀片122，所述阀体121设于所述塞体11的进气端以使所述塞体11的内腔形成与所述气浮通道连通的气库。

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122设于阀体121的中部，如图2-图4，该阀体121 包括靠近气库设置的第一阀座123和位于第一阀座123外侧的第二阀座124，该第一阀座123和第二阀座124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123的气流通孔与气库连通，第二阀座124 的气流通孔作为阀孔的进气端；该第一阀座123与第二阀座124对接，上述弹性阀片122夹设于第一阀座123与第二阀座124之间(可选地，弹性阀片122 的直径与第一阀座123的直径及第二阀座124的直径均相同)。可选地，上述弹性阀片122具有抵靠于第二阀座124的气流通孔出口端的密封部1221以及位于该密封部1221外围的通气部，当压缩气体自第二阀座124的气流通孔进入时，弹性阀片122在气体压力作用下产生弹性变形，密封部1221解除其密封作用，第二阀座124的气流通孔通过弹性阀片122的通气部与第一阀座123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4和图5，所述弹性阀片122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5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1222，上述螺旋状的通气开口即环绕上述的密封部 1221。

进一步地，如图3，所述第一阀座123的对接端与所述第二阀座124的对接端分别形成有端面沉槽，以满足弹性阀片122的运动空间需求。尤其地，如图3，所述第二阀座124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122的密封部1221即抵靠于该凸起支撑部上，所述第二阀座124的气流通孔自所述凸起支撑部处延伸至该第二阀座124的外端；基于该结构，上述弹性阀片122的弹性臂1222即分布在凸起支撑部的外围，可以防止弹性阀片122 在气体压力下往复运动而导致弹性臂1222频繁地撞击至第二阀座124，从而显著地提高阀片的使用寿命。

在可选的方案中，如图3，所述第二阀座124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12的工作响应速度和使用效果。

其中，通过控制第一阀座123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123的弹性阀片122定位面的平面度和粗糙度来控制弹性阀片122的安装定位要求，保证弹性阀片122的安装平整度。

当然，并不限于上述密封部1221与通气部组合的弹性阀片122的结构，例如也可设置上述弹性阀片122为椭圆形或不规则形状，即该弹性阀片122的边缘有部分不与上述第一阀座123和第二阀座124接触，可使第一阀座123的端面沉槽与第二阀座124的端面沉槽始终连通，弹性阀片122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 122设于阀孔的出口侧也是可行的方案。

进一步优选地，如图3，所述阀孔的入口侧设有过滤单元125，该过滤单元 125可采用过滤网等过滤设备；过滤单元125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12和塞体11内而导致器件磨损及密封失效。

进一步优选地，如图2和图3，所述阀体121与所述塞体11之间通过密封圈126密封。

进一步优选地，如图2，上述气浮通道可采用节流孔1122与浅腔1121组合的结构，具体地，在塞体11的外壁上开设有多个浅腔1121，浅腔1121为与塞体11同轴的环形槽腔，各浅腔1121沿塞体11的轴向依次间隔设置，每个浅腔1121通过多个节流孔1122与上述气库连通。当上述活塞运行在压缩机的气缸缸体2内时，气库内的高压气体通过上述气浮通道进入塞体11与气缸缸体2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2无接触无摩擦状态地往复运动。

本实施例提供的活塞，采用弹性阀片122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。

实施例二

如图1，本实用新型实施例提供一种直线压缩机，包括压缩机外壳4、气缸组件和直线电机，所述气缸组件包括气缸缸体2、活塞和永磁体(已图示，未标注)，所述气缸缸体2固定于所述压缩机外壳4内，所述活塞采用上述实施例一所提供的用于直线压缩机的活塞，所述塞体11具有滑设于所述气缸缸体2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2外的驱动臂 111，所述永磁体固定于所述驱动臂111上，所述气浮通道开设于所述活塞主体上。

一般地，上述直线电机包括内定子32和外定子31，内定子32收容于由驱动臂111与气缸缸体2所围设形成的环形空间内，外定子31固定于压缩机外壳 4内，例如固定在压缩机外壳4的内壁上。直线电机、气缸组件与压缩机外壳4 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31、外定子31内收容的载流线圈和内定子32的作用可驱动永磁体作直线运动(直线运动方向平行于活塞主体的轴向)，从而带动驱动臂111及活塞主体作直线运动，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。

可选地，上述驱动臂111为磁钢臂体。有别于常规的将永磁体粘接固定在磁钢上的方式，本实施例中，永磁体通过机械固定结构安装在驱动臂111上。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。在其中一个实施例中，机械固定结构包括第一卡槽和第二卡槽，第一卡槽与第二卡槽均形成于驱动臂111上并且槽口相对设置，永磁体的两端分别卡嵌在第一卡槽与第二卡槽内。上述永磁体一般为环形磁体，则上述第一卡槽和第二卡槽优选为是环形卡槽；当然也可沿驱动臂111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与一个第二卡槽，能实现对永磁体的可靠固定即可。

进一步优化上述的直线压缩机，如图1，所述活塞主体的一端伸出至所述缸体2外并且套装有支撑板弹簧5，所述支撑板弹簧5固定于所述压缩机外壳4内。通过支撑板弹簧5对活塞主体进行支撑限位是本领域常规结构，此处不作详述。本实施例综合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。

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在所述缸体2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。

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 (10)

1.一种用于直线压缩机的活塞，包括塞体和单向阀，所述塞体上设有气浮通道，其特征在于：所述单向阀包括开设有阀孔的阀体以及适于在气体压力作用下产生弹性变形以启闭所述阀孔的弹性阀片，所述阀体设于所述塞体的进气端以使所述塞体的内腔形成与所述气浮通道连通的气库。

2.如权利要求1所述的用于直线压缩机的活塞，其特征在于：所述弹性阀片为板弹簧阀片。

3.如权利要求1所述的用于直线压缩机的活塞，其特征在于：所述阀体包括靠近所述气库设置的第一阀座和位于所述第一阀座外侧的第二阀座，所述第一阀座与所述第二阀座对接并于二者之间夹设所述弹性阀片，所述第一阀座的对接端与所述第二阀座的对接端分别形成有端面沉槽。

4.如权利要求3所述的用于直线压缩机的活塞，其特征在于：所述第二阀座的端面沉槽槽底设有凸起支撑部，所述弹性阀片具有抵靠于所述凸起支撑部上的密封部以及位于所述密封部外围的通气部，所述第二阀座的气流通孔自所述凸起支撑部处延伸至该第二阀座的外端。

5.如权利要求3所述的用于直线压缩机的活塞，其特征在于：所述第二阀座的气流通孔呈两侧宽中间窄的文丘里结构。

6.如权利要求1至5中任一项所述的用于直线压缩机的活塞，其特征在于：所述阀孔的入口侧设有过滤单元。

7.如权利要求1所述的用于直线压缩机的活塞，其特征在于：所述阀体与所述塞体之间通过密封圈密封。

8.一种直线压缩机，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，其特征在于：所述活塞采用如权利要求1至7中任一项所述的用于直线压缩机的活塞，所述塞体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，所述永磁体固定于所述驱动臂上，所述气浮通道开设于所述活塞主体上。

9.如权利要求8所述的直线压缩机，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支撑板弹簧，所述支撑板弹簧固定于所述压缩机外壳内。

10.如权利要求8所述的直线压缩机，其特征在于：所述活塞有两个并且两个活塞主体在所述气缸缸体内的滑动方向相反，所述直线电机对应配置为两组。

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