專利名稱：線性壓縮機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種線性壓縮機，尤其是涉及一種通常用于小型制冷系統(tǒng)的線性壓縮機的安裝設(shè)備，該安裝設(shè)備設(shè)置在壓縮機內(nèi)部，用來分配上述壓縮機構(gòu)件所傳遞到密閉殼體的應(yīng)力。
背景技術(shù)：
線性電機是眾所周知的設(shè)備，線圈或磁鐵組件中的一個和一個固定件相連，另一個和一個運動件相連。電流通過上述線圈，就會產(chǎn)生和上述磁鐵相互作用的力的磁力線，上述運動件從而產(chǎn)生線性運動。這樣的線性電機通常用于制冷壓縮機中，運動件由壓縮機的活塞所形成，上述磁鐵安裝到上述活塞上。上述線圈固定到壓縮機結(jié)構(gòu)的外部，該壓縮機結(jié)構(gòu)形成內(nèi)有活塞往復(fù)運動的氣缸。
在一種現(xiàn)有的線性壓縮機中，如

圖1所示，氣體的壓縮使得氣缸2內(nèi)的活塞1軸向運動，上述氣缸2形成有一個帶有垂直壁2b的外缸體2a，上述氣缸由氣缸頭3封閉，上述氣缸頭設(shè)置有一個閥板3d，閥板上形成有一個吸氣閥3a和一個排氣閥3b。上述吸氣閥和排氣閥用來調(diào)節(jié)氣缸2內(nèi)壓縮氣體的出入。所有的這些零件都設(shè)置在一個通常為圓柱形的密閉殼體8內(nèi)。還設(shè)置有一個輸入管31形成一個通路穿過上述密閉殼體8，將低壓氣體導(dǎo)向上述吸氣閥3a，一個輸出6管32形成一個通路穿過密閉殼體8，將排氣閥3b排出的壓縮氣體導(dǎo)向上述密閉殼體8的外部。
活塞1由一個環(huán)形致動器4形成的線性電機驅(qū)動，上述致動器和活塞1的底緣1a相連，致動器4的上端支撐一個環(huán)形磁鐵組件5，通常由多個永磁鐵形成。由線繞成的環(huán)形線圈6固定安裝在線性電機定子的層積結(jié)構(gòu)的內(nèi)疊片6a上。電流通過線圈6時產(chǎn)生和上述磁鐵組件5相互作用的力的磁力線，上述致動器4和活塞1從而產(chǎn)生線性往復(fù)運動，上述磁鐵組件5在線圈6和線性電機定子的層積結(jié)構(gòu)的外疊片6b之間運動。
上述活塞1的底緣具有一個和一組彈簧片7中心相連的軸向突出部1b，上述彈簧片7的邊緣通過一個合適的連接組件10連接到上述氣缸的垂直壁2b上。上述彈簧片7由金屬板材制成，當活塞1由線性電機驅(qū)動作線性往復(fù)運動時，上述彈簧片7上下運動。
活塞1，致動器4，磁鐵組件5和上述彈簧片組7一起組成了一個壓縮機共振的或移動的裝置，也就是上述裝置可以相對上述氣缸2移動。上述氣缸2，缸體2a以及附屬的零件，例如氣缸頭3都是靜止的。
這些零件或者靜止的裝置在此之后都作為一種參考。
上述參考裝置的零件承載著上述共振機構(gòu)的部件，從而使得上述壓縮機可以安裝到上述密閉殼體上。如前所述，壓縮機所有的操作零件都可以通過多個例如螺旋彈簧9形式的懸掛彈性件安裝到密閉殼體8的底壁上。這樣就需要大量的彈簧9，這些彈簧相對于不同壓縮機零件的重量或質(zhì)量，以及這些零件所產(chǎn)生的應(yīng)力要具有足夠的尺寸。上述彈簧9可以是任何合適的形狀，以便于在壓縮機操作活塞往復(fù)運動的時候可以吸收應(yīng)力。如圖1所示的壓縮機，操作中產(chǎn)生的所有的力都傳遞到裝有上述彈簧9的密閉殼體的一端。
圖2是圖1壓縮機零件的簡圖。這些零件由下列表示Ma＝共振機構(gòu)的質(zhì)量(組件1，4，5，7)Mb＝上述參考裝置的質(zhì)量(組件2，2a，2b，3)Kr＝上述共振機構(gòu)彈簧片組(7)的彈簧常量Ks＝懸簧9的彈簧常量在圖1的壓縮機中，將整個壓縮機構(gòu)件安裝到上述密閉殼體8的上述懸簧9具有一個彈簧常量Ks，上述懸簧9的功能就是將壓縮機自身(上述運動的活塞作為壓縮泵)傳遞到上述密閉殼體的震動最小化。上述彈簧片組7的彈簧常量Kr和的壓縮機的壓縮率有關(guān)，懸簧9的彈簧常量Ks比彈簧片7的彈簧常量Kr小很多倍，這樣對壓縮機構(gòu)件質(zhì)量Ma，Mb的機械共振頻率就不會產(chǎn)生影響。
在壓縮機操作過程中，相對于具有質(zhì)量Mb的參考組件的裝置，具有質(zhì)量Ma的共振組件的裝置可以由線性電機來替代，根據(jù)作用原理，上述參考裝置在彈簧組9上具有一個位移，該彈簧組9和共振機構(gòu)、參考裝置的質(zhì)量Ma，Mb對應(yīng)成比例。懸簧9支撐上述參考裝置的位移，當上述共振機構(gòu)往復(fù)運動時，上述位移傳遞到壓縮機密閉殼體8一個力，從而使密閉殼體8振動。對于這種壓縮機來說，上述震動是不希望出現(xiàn)的，尤其是用于家用制冷系統(tǒng)。所以，就有必要提供一種用于線性壓縮機的安裝設(shè)備，用來減少上述振動量并且結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。
發(fā)明目的本發(fā)明的一個目的就是提供一種位于密閉殼體內(nèi)的線性壓縮機，并帶有彈性安裝設(shè)備，從而可以將應(yīng)力分配到密閉殼體的相反一端，這樣當壓縮機操作時，就可以減小整個壓縮機的振動。
本發(fā)明的另一個目的就是提供一種位于密閉殼體內(nèi)的線性壓縮機，在壓縮機的每一端和密閉殼體的對應(yīng)端之間都設(shè)置有彈簧，而且在壓縮機構(gòu)件的參考裝置和壓縮機構(gòu)件的共振機構(gòu)之間也還設(shè)置有彈簧。
本發(fā)明的另一個目的就是提供一種垂直安裝在密閉殼體中的線性壓縮機，并在其和密閉殼體相反端配合的每一個上下端都設(shè)置有彈簧，而且在壓縮機的固定和運動構(gòu)件之間都還設(shè)置有彈簧作用，以便于減小傳遞給密閉殼體的振動。
發(fā)明簡述根據(jù)本發(fā)明，一種線性壓縮機具有一個內(nèi)部裝有壓縮機構(gòu)件的密閉殼體。上述壓縮機有一個參考(基準)或靜止的、包括一個形成氣缸的缸體元件的裝置。還有一個共振的或可移動的、包括一個由線性電機驅(qū)動的致動器元件的裝置，上述線性電機驅(qū)動活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運動。上述致動器承載線性電機的磁鐵。在壓縮機一端的共振機構(gòu)的構(gòu)件，例如上述致動器和上述密閉殼體一端之間安裝有一個例如螺旋彈簧的第一彈性件。在壓縮機另一端的參考裝置的構(gòu)件，例如上述氣缸體和上述密閉殼體另一端之間安裝有一個同樣可以是螺旋彈簧的第二彈性件。在上述共振機構(gòu)和上述參考裝置之間設(shè)置有一個優(yōu)選為螺旋彈簧的第三彈性件。在一個優(yōu)選實施例中，通過將第三彈性件的一端和氣缸的一端連接在一起，另一端連接在上述致動器上來完成上述第三彈性件的安裝。
當上述活塞由線性電機驅(qū)動在氣缸內(nèi)往復(fù)運動時，第一和第二彈性件產(chǎn)生相反方向的力。換句話說，當一個彈性件在密閉殼體的一端被壓縮的時候，在另一端的那個彈性件也同樣被壓縮。這樣在操作過程中產(chǎn)生的力以相反的方向就同時傳遞到殼體的兩端。
上述參考裝置具有一個質(zhì)量Mb，上述共振機構(gòu)具有一個質(zhì)量Ma。上述第一和第二彈性件分別具有彈簧常量Ka，Kb，以使得Ma/Mb＝Kb/Ka。上述第三彈性件的彈簧常量Kc可以選擇為能夠抵消或至少減少系統(tǒng)中的震動。
附圖簡述本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點通過參考下列說明以及結(jié)合附圖都將變得顯而易見，其中圖1是現(xiàn)有技術(shù)中線性壓縮機的截面正視圖；圖2是圖1中壓縮機的示意框圖，說明壓縮機構(gòu)件的質(zhì)量和彈簧常量以及它們的相互作用關(guān)系；圖3是根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的線性壓縮機的截面正視圖；圖4是圖3中壓縮機的示意框圖，說明壓縮機構(gòu)件的質(zhì)量和彈簧常量以及它們的相互作用關(guān)系；發(fā)明詳述圖3，4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，和圖1，2所示的一樣，相同的元件使用相同的參考標記。區(qū)別于圖1的壓縮過程，圖3的壓縮過程在于內(nèi)部有活塞1滑動的氣缸，在其下端具有一個環(huán)狀插入部2c，在這個實施例中，上述環(huán)槽2c在氣缸2的下端分別由減徑形成的部分構(gòu)成。
圖3中，在壓縮機的密閉殼體8和上述共振機構(gòu)的致動器4之間安裝有一個第一彈性元件20。上述第一彈性元件20可以是螺旋彈簧的形式，其尺寸是根據(jù)上述共振機構(gòu)質(zhì)量所需的彈簧常量Ka所確定。當上述活塞1往復(fù)運動時，上述第一彈性元件20上下運動。而且還進一步設(shè)置有一個第二彈性元件21，也可以是螺旋彈簧，安裝在密閉殼體8和參考裝置的氣缸頭3之間，該第二彈性元件具有的彈簧常量Kb是上述參考裝置質(zhì)量的函數(shù)。上述第二彈性元件21當汽缸內(nèi)的活塞往復(fù)運動時，同樣上下運動。通常，活塞的往復(fù)運動壓縮或拉伸在壓縮機兩端的彈簧。
根據(jù)本發(fā)明，還可以設(shè)置一個第三彈性元件22，同樣可以是螺旋彈簧，其上端設(shè)置在參考裝置氣缸2下端的上述環(huán)槽2c內(nèi)。上述第二、三彈性元件22的下端壓在活塞1下端上面并靠在共振機構(gòu)的上述致動器4內(nèi)部。上述第三彈性元件22的彈簧常量Kc可以限定壓縮機的參考和共振機構(gòu)之間的過渡區(qū)域，當活塞1向氣缸2外部移動時，上述第三彈性元件被壓縮，當活塞1在氣缸內(nèi)壓縮氣體的時候被拉伸。
圖4以簡圖的形式示出了圖3中的壓縮機，說明一個由兩個質(zhì)量Ma和Mb形成的機械共振系統(tǒng)。上述質(zhì)量Ma包括上述共振機構(gòu)的活塞1，致動器4和磁鐵元件5，上述質(zhì)量Mb包括上述參考裝置的氣缸2，氣缸體2a，氣缸頭3。上述三個彈性元件20，21，22以及各自的彈簧常量Ka，Kb和Kc都有關(guān)于上述機械共振系統(tǒng)的共振頻率，也就是所有的三個彈性件20，21，22當活塞往復(fù)運動時都同時移動。
在圖3和4中的壓縮機中，當由線性電機驅(qū)動的活塞1向下運動時，上述第一彈性元件20就向下傳遞一個力到密閉殼體8上，第二彈性元件21向上傳遞一個力到密閉殼體8上。在活塞向反方向移動的過程中，上述由第一和第二彈性元件同時產(chǎn)生的力方向相反。
在圖4中Ma＝上述共振機構(gòu)的質(zhì)量(組件1，4，5)Mb＝上述參考裝置的質(zhì)量(組件2，2a，2b，3)Ka＝在共振機構(gòu)和密閉殼體8下端之間作用的上述第一彈性元件20的彈簧常量
Kb＝在共振機構(gòu)和密閉殼體8上端之間作用的上述第二彈性元件21的彈簧常量Kc＝在共振機構(gòu)和參考裝置之間作用的上述第三彈性元件22的彈簧常量帶有上述圖3，4的安裝系統(tǒng)的壓縮機具有固有的機械頻率，上述第一和第二彈性件20，21抵消作用在密閉殼體8上的力，這是因為它們由于各自的質(zhì)量Ma，Mb，對應(yīng)于活塞的位移，同時被壓縮和拉伸。
圖3和4結(jié)構(gòu)說明的目的就是為了平衡傳遞到密閉殼體8相反兩端的力，從而減少和最小化振動。為了達到這個目的，需要確定質(zhì)量和彈簧常量之間的關(guān)系Ma/Mb＝Kb/Ka。上述第三彈性件22的值Kc需要根據(jù)壓縮機構(gòu)件的特殊設(shè)計來選擇，從而便于作為一種線性壓縮機的共振彈簧來使用。
對于某個操作，壓縮機處于垂直方向，上述彈性件20，21，22應(yīng)該具有足夠的強度和剛度來保持壓縮機懸掛于上述密閉殼體之內(nèi)，需要考慮不同壓縮機構(gòu)件的重量(質(zhì)量)。
本發(fā)明有利的是以一種更加平衡的方式分配傳遞到密閉殼體上的力。不利的是也有可能由于大型的彈性元件，在系統(tǒng)中造成從壓縮機到殼體的噪音傳輸增加，但是可以通過在上述殼體8和每個第一和第二彈性件20，21之間設(shè)置的噪音吸收裝置來得以解決。
只是出于方便的目的，本發(fā)明的特征如一個或多個附圖所示，根據(jù)本發(fā)明，每個特征都可以和其他的特征相結(jié)合。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解其他的替換實施例也都包括在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。所以上述的說明應(yīng)該是一種解釋而并不是限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍由隨后的權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1.一種線性壓縮機安裝在一個密閉殼體(8)內(nèi)部，包括一個參考裝置，并由包括一個限定氣缸(2)的缸體的元件形成；一個共振機構(gòu)，其由包括一個承載活塞(1)的致動器(4)的元件形成；線性電機包括一個磁鐵元件(5)和一個線圈(6)，用來驅(qū)動使活塞(1)在汽缸(2)內(nèi)往復(fù)運動的致動器，其特征在于，包括在密閉殼體(8)的一端和上述共振機構(gòu)(1，4，5)之間安裝有一個第一彈性件(20)；在參考裝置(2)和密閉殼體(8)的另一端安裝有一個第二彈性件(21)；在參考裝置(2)和共振機構(gòu)(4)之間安裝有一個第三彈性件(22)，上述彈性件可以減小傳遞到密閉殼體(8)的振動。
2.一種如權(quán)利要求1所述的線性壓縮機，其特征在于上述共振機構(gòu)具有一個質(zhì)量Ma，上述參考裝置具有一個質(zhì)量Mb，上述第一和第二彈性件(21，22)分別具有彈簧常量(Ka和Kb)，尺寸設(shè)計的使得滿足關(guān)系Ma/Mb＝Kb/Ka。
3.一種如權(quán)利要求1和2中的任一個所述的線性壓縮機，其特征在于上述第一、第二、第三彈性件(20，21，22)每個都是螺旋彈簧形式。
4.一種如權(quán)利要求3所述的線性壓縮機，其特征在于氣缸(2)在其下端具有一個環(huán)槽(2c)，上述第三彈性件(22)具有一個和上述環(huán)槽(2c)相配合的端部，而該彈性件的另一端連接到上述致動器(4)的內(nèi)部。
5.一種如權(quán)利要求4所述的線性壓縮機，其特征在于上述環(huán)槽(2c)由在上述氣缸(2)下端減徑形成的部分構(gòu)成。
6.一種如權(quán)利要求2所述的線性壓縮機，其特征在于上述第三彈性件(22)至少由一個在活塞(1)運動的方向彎曲的彈簧片所限定。
全文摘要
一種線性壓縮機垂直安裝在一個密閉殼體(8)內(nèi)部，包括一個參考裝置，并帶有包括一個限定氣缸(2)的缸體的元件；一個共振機構(gòu)，并帶有包括一個承載活塞(1)的致動器(4)的元件；線性電機包括一個磁鐵元件(5)和一個線圈(6)，用來驅(qū)動使活塞(1)在汽缸(2)內(nèi)往復(fù)運動的致動器，還包括在密閉殼體(8)的一端和上述共振機構(gòu)(1，4，5)之間安裝有一個第一彈性件(20)；在參考裝置(2)和密閉殼體(8)的另一端安裝有一個第二彈性件(21)；在參考裝置(2)和共振機構(gòu)(4)之間安裝有一個第三彈性件(22)，由于活塞(1)的往復(fù)運動，上述第一和第二彈性件(20，21)作用密閉殼體(8)相反的力。
文檔編號F04B39/12GK1531627SQ02808666
公開日2004年9月22日 申請日期2002年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月23日
發(fā)明者迪特馬爾·E·B·利列, 里納爾多·普夫, 多 普夫, 迪特馬爾 E B 利列 申請人:巴西船用壓縮機有限公司