CN219262607U - 一种直线压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了气体压缩机领域的一种直线压缩机，包括壳体、气缸组件以及压缩组件，所述壳体限定有一内腔；所述气缸组件连接于所述内腔中并将所述内腔分割为中间的背腔与两侧的排气腔，所述背腔与排气腔之间相互密闭，所述背腔中具有形成压缩空气的压缩腔的缸筒；在缸筒内配置有往复运动的活塞组件，活塞组件具有对称配置的第一活塞体与第二活塞体，所述第一活塞体与所述第二活塞体内的轴向分别配置有吸气通道，在所述第一活塞体与所述第二活塞体之间配置有吸气腔室，所述吸气腔室与所述背腔连通；通过两个背向的压缩腔和共用的背腔，将两个活塞和气缸分别连为一体，从而抵消活塞的轴向压力不平衡，达到抑制活塞漂移的效果。

Description

一种直线压缩机

技术领域

本实用新型涉及气体压缩机技术领域，尤其涉及一种直线压缩机。

背景技术

现有技术中，直线电机是一种动子做直线往复运动的电机结构，一般包括定子、动子、气缸和板簧，其中动子包括有活塞，其在交流电的驱动下，动子磁体与活塞往复运动，在压缩腔内产生压力波，从而将电能转化为机械能。利用板簧支撑技术或者气浮支撑技术，活塞可以始终和气缸之间保持一定的微小间隙，不产生任何机械摩擦，因此这种电机不会有任何磨损，寿命非常长。因为没有机械磨损，电机的效率非常高，同时电机也可以不需要任何润滑油，因此对于某些对油污染特别敏感的系统，直线电机有着非常突出的优点。

基于此，直线电机不但可以产生压力波，用于交变流动的制冷机或者发电机系统，在该结构基础上增加一定的流动控制结构，直线电机也可以作为一种可以产生稳定流动的压缩机，将低压气体压缩为高压气体。现有技术中，直线压缩机通常是通过在活塞上设置吸气通道，通过吸气通道吸入低压气体到压缩腔内进行压缩。

在直线压缩机工作过程中，由于压缩腔的平均压力高于背腔，使得活塞两侧的平均压差较大，活塞漂移非常严重，即活塞在运动过程中平衡位置向背腔大幅度移动，而通常板簧刚度小，容易发生形变，很难有效降低活塞漂移。漂移造成活塞有效行程减小，严重偏离设计工况，恶化压缩机性能。因此，如何有效抑制活塞漂移是实现直线压缩机高效运行的前提条件。

实用新型内容

本实用新型提供了一种直线压缩机，用以解决现有技术中因为活塞两侧之间存在很大的压差而导致活塞漂移严重的缺陷。

本实用新型提供一种直线压缩机，包括壳体、气缸组件以及压缩组件，所述壳体限定有一内腔；所述气缸组件连接于所述内腔中并将所述内腔分割为中间的背腔与两侧的排气腔，所述背腔与排气腔之间相互密闭，所述背腔中具有形成压缩空气的压缩腔的缸筒；所述压缩组件，具有以能够往复的方式配置在所述缸筒内的活塞组件以及使所述活塞组件往复运动的驱动部；其中，所述活塞组件具有对称配置的第一活塞体与第二活塞体，所述第一活塞体与所述第二活塞体内的轴向分别配置有吸气通道，在所述第一活塞体与所述第二活塞体之间配置有吸气腔室，所述吸气腔室与所述背腔连通。

根据上述的直线压缩机，其一有利特征是，活塞组件为对称配置的第一活塞体和第二活塞体，两个活塞体共用一个吸气腔室，吸气腔室与背腔连通，也就是两个活塞体共用一个背腔，这使得虽然在缸筒内两端的压缩腔内的平均压力都高于背腔中的气体压力，但是两端的压缩腔分别作用在第一活塞体、第二活塞体上的力是大小相等，方向相反的，因此轴向压力相互抵消，从而不会引起活塞的漂移。

根据本实用新型提供的一种直线压缩机，所述气缸组件的一端与所述壳体固定连接，所述气缸组件的另一端与所述壳体柔性连接。

根据本实用新型提供的一种直线压缩机，所述活塞组件与所述驱动部之间通过连接支架连接；对应的在所述缸筒上具有能够使所述连接支架伸出到所述缸筒外部的通过间隙。

根据本实用新型提供的一种直线压缩机，所述缸筒具有第一缸筒与第二缸筒，所述第一缸筒和/或所述第二缸筒的一端具有能够形成所述通过间隙的连接臂，所述第一缸筒与所述第二缸筒通过所述连接臂连接。

根据本实用新型提供的一种直线压缩机，所述驱动部包括外定子、以预定气隙连接在所述缸筒外壁的内定子以及配置在气隙空间中的永磁体，所述永磁体与所述连接支架相连接。

根据本实用新型提供的一种直线压缩机，所述驱动部设置在所述第一缸筒侧。

根据本实用新型提供的一种直线压缩机，所述壳体上具有吸入空气的进气口，所述进气口能够与所述背腔连通，以使得在连通后气体通过所述进气口进入到所述背腔中。

根据本实用新型提供的一种直线压缩机，所述缸筒的两端分别具有排气通道，两端的所述排气通道能够分别与各自一端的所述排气腔连通，以使得在分别连通后气体能够通过各自一端的所述排气通道进入到相应端的所述排气腔中。

根据本实用新型提供的一种直线压缩机，两侧的所述排气腔室对应的壳体上分别配置有排气口，以使得在分别连通后气体能够通过各自一侧的排气口排出。

根据本实用新型提供的一种直线压缩机，所述缸筒两端的所述排气通道位置处分别配置有排气冷却器。

本实用新型提供的一种直线压缩机的有益效果是：通过对称配置的第一活塞体、第二活塞体共用背腔，使得在往复运动时分别作用于两活塞体两端的压力大小相等，方向相反，因此轴向压力相互抵消，从而不会引起活塞的漂移；且在气缸组件于壳体连接时，一端为固定连接用于支撑整个结构，另一端为柔性连接，使得在壳体压力作用下发生形变时，不会影响缸筒结构，提升了装置的可靠性和使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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他的附图。

图1是本实用新型提供的一种直线压缩机的结构示意图；

图2是本实用新型中连接支架与第一缸筒和第二缸筒连接的具体结构示意图。

附图标记：

100：壳体；101：进气口；102：排气口；200：气缸组件；201：排气腔；202：背腔；203：第一缸筒；204：第二缸筒；205：压缩腔；206：排气通道；300：压缩组件；310：驱动部；311：外定子；312：内定子；313：永磁体；320：活塞组件；321：第一活塞体；322：第二活塞体；323：吸气腔室；324：吸气通道；400：连接支架；401：穿孔；500：排气冷却器；600：连接臂。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”“、轴向”等指示的方位或位置关系基于附图所的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，除非另有明确具体的限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或或暗示相对重要性或隐含之妙所指示的技术特征的数量。

本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“安装”“装设”、“连通”、“相连”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连接或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型的具体含义。

下面结合图1与图2描述本实用新型的一种直线压缩机，包括壳体100、气缸组件200以及压缩组件300，所述壳体100限定有一内腔；所述气缸组件200连接于所述内腔中并将所述内腔分割为中间的背腔202与两侧的排气腔201，所述背腔202与排气腔201之间相互密闭，所述背腔202中具有形成压缩空气的压缩腔205的缸筒；所述压缩组件300，具有以能够往复的方式配置在所述缸筒内的活塞组件320以及使所述活塞组件320往复运动的驱动部310；其中，所述活塞组件320具有对称配置的第一活塞体321与第二活塞体322，对称配置使得第一活塞体321与第二活塞体322同步运动，所述第一活塞体321与所述第二活塞体322内的轴向分别配置有吸气通道324，在所述第一活塞体321与所述第二活塞体322之间配置有吸气腔室323，所述吸气腔室323与所述背腔202连通。

在本实施例中，壳体100以使其长度方向呈水平的方式配置，这使得在具体的实际应用中更好进行装配，节约竖直方向上的空间，且壳体100的中间为直筒状结构，两端为弧形碗状结构，这能够使得在实际进行压缩气体排出时更加快速顺畅。

两侧的所述排气腔室对应的壳体100上分别配置有排气口102，以使得在分别连通后气体能够通过各自一侧的排气口102排出，也就是排气口102仅仅是作为排气使用，而不能通过其吸入空气。

在本实施例中，排气口102内配置有气体单向阀，以此来实现气体仅能由排气口102排出。

所述壳体100上具有吸入空气的进气口101，所述进气口101能够与所述背腔202连通，以使得在连通后气体通过所述进气口101进入到所述背腔202中，以实现低压气体或大气通过该进气口101进入到背腔202中。

在本实施例中为了使得进气口101仅能够实现气体的吸入，在进气口101内配置有气体单向阀。

所述缸筒的两端分别具有排气通道206，两端的所述排气通道206能够分别与各自一端的所述排气腔201连通，以使得在分别连通后气体能够通过各自一端的所述排气通道206进入到相应端的所述排气腔201中。

在本实施例中，排气通道206的设置中仅用于压缩气体的排出，故在排气通道206内配置有气体单向阀。

所述气缸组件200的一端固定连接在壳体100内壁上，气缸组件200的另一端柔性连接在壳体100内壁上。

可以理解的是，在本实施例中，气缸组件200柔性连接的一端，需要满足连接位置的密封性以及能够允许具有一定的位移量发生，以保证排气腔201与背腔202之间的密封性，以及在壳体100受到一定压力发生形变时不会影响到缸筒，此处的连接可选用现有满足上述要求的连接方式，例如，可以是采用波纹管结构连接，在连接的具体位置之间填充O圈等柔性材料进行连接和密封。

根据本实用新型提供的一种直线压缩机，所述活塞组件320与所述驱动部310之间通过连接支架400连接；对应的在所述缸筒上具有能够使所述连接支架400伸出到所述缸筒外部的通过间隙。

可以理解的是，活塞组件320需要在驱动部310的驱动下在缸筒内轴向进行往复运动，那么在驱动部310与活塞组件320之间需要进行关联；在本实施例中，通过连接支架400连接进行关联，而连接支架400为具有一定形状结构的连接实体构件，这使得连接时需要由缸筒内部伸出到缸筒的外部以实现活塞组件320与驱动部310的关联，因此，在缸筒上具有用于连接支架400伸出的通过间隙。

具体地，所述缸筒具有第一缸筒203与第二缸筒204，所述第一缸筒203和/或所述第二缸筒204的一端具有能够形成所述通过间隙的连接臂600，所述第一缸筒203与所述第二缸筒204通过所述连接臂600连接。

如图2所示，本实施例中连接臂600与连接支架400的一具体连接方式为：连接臂600为若干独立伸出于第一缸筒203的伸出块，连接支架400包括套在第一缸筒203外的支架本体，在所述支架本体上加工有与所述连接臂600一一对应的穿孔401，连接时，连接臂600与第二缸筒204同轴连接形成一体结构，而由于独立伸出的若干伸出块之间有通过间隙与穿孔401的设计，使得连接臂600穿过穿孔401，而支架本体穿过所述通过间隙到达第一缸筒203内与活塞组件320连接起来，实现动能通过连接支架400传递给活塞组件320。当然，在连接支架400的内径大于第一缸筒203的外径，以实现连接支架400与第一缸筒203无任何接触。

如图1所示，一具体的实施例中，所述驱动部310包括外定子311、以预定气隙连接在所述缸筒外壁的内定子312以及配置在气隙空间中的永磁体313，所述永磁体313与所述连接支架400相连接。

在本实施例中，永磁体313与外定子311和内定子312之间具有微小间隙，且通过气浮支撑技术能够使得动子整体(永磁体313、连接支架400、活塞组件320)与缸筒之间保持一定的间隙，不会产生任何摩擦，因此其使用寿命长，电机效率高。一具体实施方式中，所述外定子由导磁硅钢片和线圈组成。

如图1所示，一具体的实施例中，所述驱动部310设置在所述第一缸筒203侧，靠近所述驱动部310一侧的第一缸筒203为固定连接在壳体100上的一端，远离所述驱动部310一侧的第二缸筒204为柔性连接在壳体100上的一端；所述第一缸筒203与第二缸筒204对称配置并密封连接在壳体100内壁上，实现将整个壳体100内腔分割为三大相互独立的腔室，即中间的背腔202与两侧的排气腔201，在中间背腔202的顶部配置由进气口101，两侧的排气腔201的两端配置由排气口102，背腔202中通过第一缸筒203、第二缸筒204的限定有用于压缩空气的压缩腔205，压缩腔中配置活塞组件320，所述第一缸筒203与所述第二缸筒204中的吸气通道324仅用于将气体分别吸入到各自的压缩腔205中进行压缩，故分别在吸气通道324上配置有气体单向阀。

以上实施例在实际运行时，低压气体从进气口101进入到压缩机背腔202中。当第一缸筒203侧的第一活塞体321朝向吸气腔室323运动时，第一缸筒203内的气体压力降低，当其低于背腔202压力时，第一缸筒203内的吸气通道324中的单向阀开启(因为此时背腔202压力低于第二缸筒204侧的压缩腔205中的压力，第二缸筒204中的吸气单向阀关闭)，气体从背腔202进入吸气腔室323并进入到第一缸筒203侧的压缩腔205中；当第一缸筒203侧的第一活塞体321朝向其压缩腔205运动时，第二缸筒204侧压缩腔205内气体压力降低，当其低于背腔202压力时，第二缸筒204内的吸气通道324中的吸气单向阀开启(因为此时背腔202压力低于第一缸筒203侧的压缩腔205中的压力，第一缸筒203侧中的吸气单向阀关闭)，气体从背腔202进入吸气腔室323并进入到第二缸筒204侧的压缩腔205中。当第一缸筒203侧的压缩腔205中的气体压力高于其所在一侧排气腔201时，所在一侧排气通道206中的单向阀开启，气体经过排气冷却器500进行冷却，降低温度，高压气体从排气口102流出。同理，当第二缸筒204侧的压缩腔205中的气体压力高于其所在一侧排气腔201时，所在一侧排气通道206中的单向阀开启，气体经过排气冷却器500进行冷却，降低温度，高压气体由排气口102流出。以此循环，在第一活塞体321与第二活塞体322的往复运动过程中实现气体压缩工作。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种直线压缩机，其特征在于，包括：

壳体，限定有一内腔；

气缸组件，连接于所述内腔中并将所述内腔分割为中间的背腔与两侧的排气腔，所述背腔与排气腔之间相互密闭，所述背腔中具有形成压缩空气的压缩腔的缸筒；以及

压缩组件，具有以能够往复的方式配置在所述缸筒内的活塞组件以及使所述活塞组件往复运动的驱动部；

其中，所述活塞组件具有对称配置的第一活塞体与第二活塞体，所述第一活塞体与所述第二活塞体内的轴向分别配置有吸气通道，在所述第一活塞体与所述第二活塞体之间配置有吸气腔室，所述吸气腔室与所述背腔连通。

2.根据权利要求1所述的直线压缩机，其特征在于，所述气缸组件的一端与所述壳体固定连接，所述气缸组件的另一端与所述壳体柔性连接。

3.根据权利要求2所述的直线压缩机，其特征在于，所述活塞组件与所述驱动部之间通过连接支架连接；对应的在所述缸筒上具有能够使所述连接支架伸出到所述缸筒外部的通过间隙。

4.根据权利要求3所述的直线压缩机，其特征在于，所述缸筒由第一缸筒与第二缸筒组成，所述第一缸筒和/或所述第二缸筒的一端具有能够形成所述通过间隙的连接臂，所述第一缸筒与所述第二缸筒通过所述连接臂连接。

5.根据权利要求4所述的直线压缩机，其特征在于，所述驱动部包括外定子、以预定气隙连接在所述缸筒外壁的内定子以及配置在气隙空间中的永磁体，所述永磁体与所述连接支架相连接。

6.根据权利要求4所述的直线压缩机，其特征在于，所述驱动部设置在所述第一缸筒侧。

7.根据权利要求1所述的直线压缩机，其特征在于，所述壳体上具有吸入空气的进气口，所述进气口能够与所述背腔连通，以使得在连通后气体通过所述进气口进入到所述背腔中。

8.根据权利要求1所述的直线压缩机，其特征在于，所述缸筒的两端分别具有排气通道，两端的所述排气通道能够分别与各自一端的所述排气腔连通，以使得在分别连通后气体能够通过各自一端的所述排气通道进入到相应端的所述排气腔中。

9.根据权利要求1所述的直线压缩机，其特征在于，两侧的所述排气腔室对应的壳体上分别配置有排气口，以使得在分别连通后气体能够通过各自一侧的排气口排出。

10.根据权利要求8所述的直线压缩机，其特征在于，所述缸筒两端的所述排气通道位置处分别配置有排气冷却器。

Images