一种线性压缩机制造技术

本发明专利技术提供了一种线性压缩机，包括气缸、活塞、直线电机和电机轴承；气缸的两端设有敞口，中间设有气缸套环，电机轴承与直线电机固定连接，设置在气缸的一敞口端；活塞设置于气缸另一敞口端并套设在气缸套环内，活塞的小径端与电机轴承柔性连接；活塞及电机轴承沿气缸的轴向可活动的设置，在气缸内形成两个密封空腔，以在气缸套环和电机轴承之间形成第一气弹簧空腔，并在气缸套环与活塞之间形成第二气弹簧空腔。本发明专利技术采用两个密封空腔作为线性压缩机的气体谐振弹簧，以及使活塞悬浮于气缸内部的气体轴承，通过调节气弹簧充气压力，实现线性压缩机固有频率的大范围调节，有效避免因提高频运行导致的螺旋弹簧材料应力偏大而发生断裂问题。

A linear compressor

【技术实现步骤摘要】
一种线性压缩机
本专利技术涉及压缩机领域，特别涉及一种线性压缩机。
技术介绍
采用直线电机驱动的线性压缩机，减少了运动转换装置，大大提高了压缩机的效率，具有结构紧凑、重量轻、无油或少润滑油、变容量特性优异等优点，正得到越来越广泛的应用，已成为小型制冷装置用高效压缩机的一个主要发展方向。1992年美国的Beale和Redlich等人提出了Redlich型结构的动磁式直线振荡电机，这种结构的动磁直线振荡电机是在励磁线圈的圆周上安装导磁材料，形成与励磁线圈同心的圆筒形气隙的磁路结构，由圆筒形的内、外定子组成气隙，径向充磁的圆筒形永磁体在气隙中做往复运动。Redlich型结构直线电机具有磁路结构设计较优，磁路损失小的优点。现有的技术应用主要以Redlich结构的圆筒形直线振荡电机作为驱动器，并在气缸与活塞之间设置谐振螺旋弹簧，采用油润滑方式，实现活塞在气缸内部的往复运动。该结构受制于接触式滑动摩擦的问题，使得线性压缩机高频率运行时摩擦偏大，同时润滑油的使用会恶化制冷系统换热效率，压缩机报废后，润滑油的后处理也会带来严重的环保问题。为克服以上缺点，现有技术中的线性压缩机，将活塞采用气体轴承或磁悬浮轴承悬浮于气缸内部，实现活塞与气缸的非接触式往复运动，由于气缸与活塞之间仍然设置有螺旋弹簧作为谐振单元。受制于谐振弹簧的材料应力、弹簧扭转等问题，谐振弹簧容易出现断裂，弹簧噪音大，压缩机固有频率不可调节，导致运行频率可调节范围偏窄，进而影响压缩效率、可靠性、冷量调节范围及压缩机小型化。因此，针对以上不足，需要提供一种压缩效率高、容量调节范围大、可靠性高、噪音低的无油环保线性压缩机。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题鉴于上述技术缺陷和应用需求，本申请提出一种线性压缩机，旨在避免因提高频运行，导致的螺旋弹簧材料应力偏大而发生断裂问题。(二)技术方案为解决上述问题，本专利技术提供一种线性压缩机，包括：气缸、活塞、直线电机和电机轴承；所述气缸的两端设有敞口，中间设有气缸套环，所述电机轴承与所述直线电机固定连接，设置在所述气缸的一敞口端；所述活塞设置于所述气缸另一敞口端并套设在所述气缸套环内，所述活塞的小径端与所述电机轴承柔性连接；所述活塞及所述电机轴承沿所述气缸的轴向可活动的设置，在所述气缸内形成两个密封空腔，以在所述气缸套环和所述电机轴承之间形成第一气弹簧空腔，并在所述气缸套环与所述活塞之间形成第二气弹簧空腔。进一步地，所述活塞包括：依次连接的第一圆柱、第二圆柱、第三圆柱和第四圆柱；所述第二圆柱和所述第四圆柱的直径大于所述第一圆柱和所述第三圆柱的直径；所述第二圆柱和所述第四圆柱的直径相等，均套设在所述气缸内，所述第一圆柱与所述电机轴承柔性连接，所述第四圆柱与所述气缸之间形成压缩空腔，所述第二圆柱、所述第三圆柱和所述第四圆柱配合所述气缸形成气体空腔，所述气体空腔与所述压缩空腔连通。进一步地，所述活塞第四圆柱面一端设有吸气装置，所述气缸上设有排气装置，所述压缩空腔通过所述吸气装置与所述压缩空腔连通，所述压缩空腔通过所述排气装置与出口管道连通。进一步地，还包括：吸气消音器和排气消音器；所述吸气消音器和所述排气消音器分别设置在所述气缸的两侧；所述吸气消音器与所述吸气装置连通，所述排气消音器与所述排气装置连通。进一步地，所述电机轴承、所述活塞和所述气缸均设有节流孔，且所述节流孔与所述第一气弹簧空腔和/或第二气弹簧空腔连通。进一步地，所述活塞沿轴向设有将各所述节流孔连通的中心孔，所述中心孔与各所述节流孔连通的孔隙内设有多孔介质材料。进一步地，所述电机轴承和所述气缸对应设置的节流孔中设置有多孔介质材料。进一步地，所述气缸包括多个相互套设的空心圆柱；内径最小的所述空心圆柱套设在其它所述空心圆柱中间位置形成所述气缸套环。进一步地，所述直线电机包括：内定子部件、外定子部件、励磁线圈和动子部件；所述内定子部件和所述外定子部件均为空心圆柱状且同轴设置，所述内定子部件的外侧设置所述励磁线圈，所述外定子部件包覆在所述励磁线圈的圆周上，所述动子部件位于所述内定子部件和所述外定子部件之间的气隙中。进一步地，所述活塞与所述电机轴承的表面设有石墨涂层、聚醚醚铜涂层、聚酰亚胺树脂涂层、类金刚石涂层、特氟龙涂层、类石墨碳涂层、二硫化钼涂层、二硫化钨涂层、氮化铬涂层、氮化钛铝硅涂层、氮化钛铝涂层、氮化钛涂层或氧化铝陶瓷涂层中的一种或多种。(三)有益效果本专利技术提供一种线性压缩机，采用两个密封空腔作为线性压缩机的气体谐振弹簧，以及使活塞悬浮于气缸内部的气体轴承，通过调节气弹簧充气压力，实现线性压缩机固有频率的大范围调节，有效避免因提高频运行导致的螺旋弹簧材料应力偏大而发生断裂问题，同时可有效降低谐振弹簧噪音。通过气体轴承，实现线性压缩机的活塞、电机轴承与气缸的非接触式往复运动，可大幅降低压缩机摩擦功耗，保证压缩机高频运行的可靠性，实现线性压缩机的小型化。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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是本专利技术实施例提供的线性压缩机的剖视面结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的线性压缩机的另一剖视面结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的线性压缩机的左视图；图4是本专利技术另一实施例提供的线性压缩机的剖视面结构示意图；其中，1、第一连接件；2、内定子部件；3、励磁线圈；4、外定子部件；5、动子部件；6、第二连接件；7、垫片；8、电机轴承连接件；9、电机轴承；9-a、轴承节流孔；10、活塞；11、排气消音器；12、气缸；12-a、气缸节流孔；13、吸气装置；13-a、活塞第一节流孔；13-b、活塞第二节流孔；14、排气装置；15、排气弹簧；16、排气阀；17、吸气消音器；18、第二进气孔；19、第一进气孔；20、多孔介质材料；21、柔性连接接头；91、第一气弹簧空腔；92、第二气弹簧空腔。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供一种线性压缩机，如图1、图2和图3所示，该线性压缩机包括：气缸12、活塞10、直线电机和电机轴承9。气缸12的两端设有敞口，中间设有气缸套环，电机轴承9与直线电机固定连接，电机轴承9设置在气缸12的一敞口端。活塞10设置于气缸12另一敞口端并套设在气缸套环内，活塞10的小径端与电机轴承9柔性连接，可采用活塞销连接。活塞10及电机轴承沿气缸12的轴向可活动的设置，进而在气缸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线性压缩机，其特征在于，包括：/n气缸、活塞、直线电机和电机轴承；所述气缸的两端设有敞口，中间设有气缸套环，所述电机轴承与所述直线电机固定连接，设置在所述气缸的一敞口端；所述活塞设置于所述气缸另一敞口端并套设在所述气缸套环内，所述活塞的小径端与所述电机轴承柔性连接；所述活塞及所述电机轴承沿所述气缸的轴向可活动的设置，在所述气缸内形成两个密封空腔，以在所述气缸套环和所述电机轴承之间形成第一气弹簧空腔，并在所述气缸套环与所述活塞之间形成第二气弹簧空腔。/n

【技术特征摘要】
1.一种线性压缩机，其特征在于，包括：
气缸、活塞、直线电机和电机轴承；所述气缸的两端设有敞口，中间设有气缸套环，所述电机轴承与所述直线电机固定连接，设置在所述气缸的一敞口端；所述活塞设置于所述气缸另一敞口端并套设在所述气缸套环内，所述活塞的小径端与所述电机轴承柔性连接；所述活塞及所述电机轴承沿所述气缸的轴向可活动的设置，在所述气缸内形成两个密封空腔，以在所述气缸套环和所述电机轴承之间形成第一气弹簧空腔，并在所述气缸套环与所述活塞之间形成第二气弹簧空腔。


2.根据权利要求1所述的线性压缩机，其特征在于，所述活塞包括：依次连接的第一圆柱、第二圆柱、第三圆柱和第四圆柱；所述第二圆柱和所述第四圆柱的直径大于所述第一圆柱和所述第三圆柱的直径；所述第二圆柱和所述第四圆柱的直径相等，均套设在所述气缸内，所述第一圆柱与所述电机轴承柔性连接，所述第四圆柱与所述气缸之间形成压缩空腔，所述第二圆柱、所述第三圆柱和所述第四圆柱配合所述气缸形成气体空腔，所述气体空腔与所述压缩空腔连通。


3.根据权利要求2所述的线性压缩机，其特征在于，所述第四圆柱的一端设有吸气装置，所述气缸上设有排气装置，所述压缩空腔通过所述吸气装置与所述压缩空腔连通，所述压缩空腔通过所述排气装置与出口管道连通。


4.根据权利要求3所述的线性压缩机，其特征在于，还包括：吸气消音器和排气消音器；所述吸气消音器和所述排气消音器分别设置在所述气缸的两侧；所述吸气消音器与所述吸气装置连通，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐明生，邹慧明，田长青，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11