CN100467867C - 往复式压缩机 - Google Patents

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Abstract

在一种往复式压缩机的防磨损结构中，通过在与前后共振弹簧相接触的机架表面上、或弹簧支撑杆的弹簧安装槽或弹簧固定凸起上、或气缸内置型机架的内圆周上形成由高硬度的Ni-P合金材料制成的涂敷层，尽管当重复地压缩和释放时各共振弹簧轮换动作，也能防止弹簧安装槽或弹簧固定凸起磨损，并且压缩机的可靠性因此提高。

Description

往复式压缩机
技术领域
本发明涉及一种往复式压缩机，尤其涉及一种往复式压缩机的防磨损结构，该结构能防止在结构部件的连接部分的磨损，减少结构部件的数量，并简化结构部件的制造过程和装配测量控制。
背景技术
通常，当活塞在气缸内进行线性往复运动时，往复式压缩机吸入、压缩并排出气体。图1是一个纵剖面图，示出了传统的往复式压缩机。
如图1所示，往复式压缩机包括:圆筒形机壳10；往复式电机20，该电机安装在机壳10中并产生线性往复驱动力；分别支撑往复式电机20两侧的后机架30和中间机架40；前机架50，该机架与中间机架40结合；固定地与机架50结合的气缸60，该气缸与往复式电机20有一定的距离；活塞70，该活塞与往复式电机20相连接，***到气缸60中，并通过接收往复式电机20的往复式驱动力而在气缸60内进行线性往复运动；与气缸60和活塞70结合的压缩单元80，该压缩单元通过往复式运动产生的压力差在气缸60内吸入和排出气体；以及共振弹簧单元90，该弹簧单元能弹性地支撑往复式电机20和活塞70的线性往复运动。
并且，往复式电机20包括:外定子21，该定子呈圆筒形形状，并与后机架30和中间机架40固定地结合；内定子22，该内定子有一定的间隔地***外定子21中；与外定子21相结合的缠绕线圈23；以及运动件(mover)24，该运动件***外定子21和内定子22之间以便进行线性往复运动。
并且，运动件24包括:呈圆筒形的磁性保持件25和多个永磁体26，这些永磁体以规则间距与磁性保持件25相结合，在此，磁性保持件25与活塞70相连接。
并且，压缩单元80包括:覆盖气缸60的压缩空间(P)的排气盖81；设置在排气盖81内的排气阀82，该排气阀开启或关闭气缸60的压缩空间(P)；阀门弹簧83，用于弹性地支撑排气阀82；以及与活塞70的端部相结合的吸气阀84，该吸气阀开启或关闭形成在活塞70内的吸气通路(F)。
而且，共振弹簧单元90包括弹簧支撑杆91，该弹簧支撑杆弯曲成形，以便具有一定的面积并与活塞70或运动件24的一定侧相结合，从而放置在前机架50和中间机架40之间；多个前共振弹簧92，该前共振弹簧92放置在前机架50和弹簧支撑杆91之间；和多个后共振弹簧93，该后共振弹簧93放置在弹簧支撑杆91和中间机架40之间。
并且，如图2所描述，多个弹簧安装槽91a形成在前机架50的内表面和弹簧支撑杆91的前面，该弹簧安装槽91a的数量与前共振弹簧92的数量相同，以便强制***固定所述前共振弹簧92。另外，多个弹簧安装槽92a形成于弹簧支撑杆91的后面和中间机架50的前面，以便固定所述后共振弹簧93。
更详细的，共振弹簧单元90分别与弹簧支撑杆91的两侧相结合，其中为了引起运动件24与活塞70的往复运动，往复式电机20的运动件24而与活塞70相结合，并且共振弹簧单元90包括了安装在活塞侧面的前共振弹簧92和安装在往复式电机侧面的后共振弹簧93，作为压缩线螺旋弹簧。
并且，为了强行***固定前共振弹簧92和后共振弹簧93，多个弹簧固定凸起94分别形成在弹簧支撑杆91的两个侧面(左和右)。
在附图中，附图标记SP是吸气管，DP是排气管。
在下文中，将描述传统往复式压缩机的运行方式。
首先，当给往复式电机20供电，并且电流在缠绕线圈23中流动时，通过磁通(该磁通通过电流流经缠绕线圈23而形成在外定子21和内定子22上)和永磁体26之间的相互作用，包括永磁体26的运动件24进行线性往复运动。
运动件24的线性往复式驱动力传送到活塞70，该活塞70在气缸压缩空间(P)内执行线性往复运动，并且同时压缩单元80动作，由此气体重复地被吸入气缸压缩空间(P)中、被压缩和排放。
并且，共振弹簧单元90存储并释放作为弹性能量的往复电机20的线性往复驱动力，并引起共振运动。
然而，在传统往复式压缩机中，因为气缸60与前机架50相结合，所以两者之间的结合部分必需被精确地处理，精确地装配前机架50和气缸60是很复杂的，并且由此装配效率降低，并且需要较多的结构部件。
当前机架50和气缸60的装配由于活塞70和气缸60之间的装配误差而不精确时，压缩气体可能会泄漏，或在气缸60和活塞70的接触部分上产生磨损，可能会在外定子21、内定子22和***其间的往复式电机的运动件24之中产生干扰或接触，，并且由此部件可能会被损坏。
此外，在传统的往复式压缩机中，借助于由压缩螺旋弹簧的变形产生的弹性力，当使所述前共振弹簧92和后共振弹簧93重复地被压缩和放松时，前共振弹簧92和后共振弹簧93趋于轮换动作(rotate)。在这个过程中，由于弹簧安装槽91a、92a和与共振弹簧92、93接触的弹簧固定凸起92可能会被不断地磨损，所以该前共振弹簧92和后共振弹簧93可能从固定位置偏离，在最坏的情况下，该共振弹簧92、93可能会断开，并且压缩机的可靠性也因此降低。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种往复式压缩机的防磨损结构，该结构能防止在压缩机内接触部分产生磨损，减少了用于压缩气体的结构部件的数量，并简化结构部件的生产和装配。
本发明提供一种往复式压缩机，该往复式压缩机包括:圆筒形机壳；在机壳内弹性支撑的机架；安装在机架内并且进行线性往复运动的往复式电机；与往复式电机的运动件相连并且在线性往复运动中吸入/压缩流体的活塞；可活动地容纳活塞并固定到机架上、以便形成压缩空间的气缸；和设置在运动件或和运动件相结合的弹簧支撑杆与机架之间的多个共振弹簧，以便使往复式电机的运动件和活塞一起共振，所述往复式压缩机的防磨损结构包括:
形成于结构部件的接触部分的表面增强层；
表面增强层形成于与每一个共振弹簧的端部相接触的机架和运动件的表面处，或者形成于与运动件相结合的弹簧支撑杆的表面处。
为了达到上述目的，在往复式压缩机中，该往复式压缩机包括:圆筒形机壳；在机壳内弹性支撑的机架；安装在机架内并且进行线性往复运动的往复式电机；与往复式电机的运动件相连并且在线性往复运动中吸入/压缩流体的活塞；可活动地容纳活塞并固定到机架上、以便形成压缩空间的气缸；和设置在运动件或和运动件相结合的弹簧支撑杆与机架之间的多个共振弹簧，以便使往复式电机的运动件和活塞一起共振，根据本发明的往复式压缩机的防磨损结构包括形成于结构部件的接触部分的表面增强层。
此外，为了达到上述目的，在往复式压缩机中包括:圆筒形机壳；在机壳内弹性支撑的机架；安装于机架内并且进行线性往复运动的往复式电机；与往复式电机的运动件相连并且在线性往复运动中吸入/压缩流体的活塞；活动地容纳活塞并固定到机架上、以便形成压缩空间的气缸；和设置在运动件或和运动件相结合的弹簧支撑杆与机架之间的多个共振弹簧，以便使往复式电机的运动件和活塞一起共振，根据本发明的往复式压缩机的防磨损结构包括:机架，该机架被构造成具有活塞***孔的气缸内置型机架；和表面增强层，该表面增强层由具有润滑能力和防磨损性能的材料制成，该表面增强层被涂敷在气缸内置型机架的活塞***孔的内圆周上。
附图说明
为进一步理解本发明而加入、并且构成说明书的一部分的附图，图解说明了本发明的实施例，该附图与说明文字一起用于解释本发明的原理。
在附图中:
图1是传统往复式压缩机的纵剖图。
图2是传统往复式压缩机的共振弹簧固定部分的纵剖图。
图3是根据本发明的具有防磨损结构的往复式压缩机的剖视图。
图4是根据本发明的往复式压缩机的防磨损结构的剖视图。
图5是在根据本发明的往复式压缩机的防磨损结构中，共振弹簧的固定部分的纵剖图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图对本发明的优选的优选实施例进行描述。
图3是根据本发明具有防磨损结构的往复式压缩机的剖视图；图4是根据本发明的往复式压缩机的防磨损结构的剖视图；图5是在根据本发明的往复式压缩机的防磨损结构中，共振弹簧的固定部分的纵剖图。
参考图3～5，在该往复式压缩机中，首先，用于产生线性往复驱动力的往复式电机20设置在具有一定形状的机壳10内，后机架30和中间机架40分别与往复式电机20的两侧相结合。
该往复式电机20包括:具有圆筒形形状的外定子21，该外定子固定地与后机架30和中间机架40相结合；内定子22，该内定子带有一定间隔地***外定子21；与外定子21结合的缠绕线圈23；和运动件24，该运动件***外定子21和内定子22之间，以便进行线性往复运动。
运动件24包括圆筒形的磁性保持件25和永磁体26，该永磁体26以规则的间距与磁性保持件25相结合。
并且，具有一定形状的气缸内置型机架100与中间机架40相结合。在该气缸内置型机架100中，具有一定内径的活塞***孔102形成在具有一定长度和外径的机架体101的中央，板部分103延伸形成在机架体101外圆周的一定的侧面，以便具有一定的面积，并且间距保持部分104通过从板部分103的边沿延伸出来而形成，以便具有一定的深度，并且该间距保持部分104由中间机架40支撑。
并且，具有润滑能力和抗磨损性能的表面增强层200涂敷于气缸内置型机架100的活塞***孔102的内圆周上。
优选的，该气缸内置型机架100由铝材制成，并且优选地，表面增强层由Ni-P合金材料制成。
此外，优选地，考虑到生产效率和产品成本，通过一种模铸法制造该气缸内置型机架100。
并且，具有一定形状的活塞70***到气缸内置型机架100的活塞***孔102中，并且该活塞70与往复式电机20的运动件24的磁性保持件25相结合。
更详细的，压缩空间(P)通过气缸内置型机架100的活塞***孔102和***其中的活塞70构成。
并且，为了弹性支撑往复式电机20的运动件24和活塞70的运动，共振弹簧单元90设置在气缸内置型机架100和中间机架40之间。
更详细的，该共振弹簧单元90包括:弹簧支撑杆91，该弹簧支撑杆弯曲成形以便具有一定的面积，并与活塞70或运动件24的一定的侧相结合，以便放置在气缸内置型机架100和中间机架40之间；前共振弹簧92，放置在气缸内置型机架100和弹簧支撑杆91之间；和后共振弹簧93，放置在弹簧支撑杆91和中间机架40之间。
并且，该共振弹簧单元90分别与弹簧支撑杆91的两侧相结合，其中往复式电机20的运动件24与活塞60相结合，并引起运动件24和活塞70的往复式运动。
在此，弹簧安装槽91a、92a和弹簧支撑凸起94形成在气缸内置型机架100的内表面、中间机架40的一定侧面、以及与上述两个表面相对的弹簧支撑杆91的两个侧面上(气缸内置型机架100的内表面和中间机架40的一定侧面)面对，以便分别安装或***前共振弹簧92和后共振弹簧93的两端。
并且，由Ni-P合金材料制成的表面增强层200形成在后机架30和内定子22之间的结合面上，以防止在内定子22与后机架30结合时产生毛刺。并且，由Ni-P合金材料制成的表面增强层可以形成在与前机架50的下部相结合的油汽缸(未示出)和油活塞(未示出)的内圆周或外圆周上。
并且，压缩单元80与气缸60和活塞70相结合，并通过压力差在气缸60中吸/排气，该压力差在活塞70在气缸60内的线性往复式运动中产生。
该压缩单元80包括:排气盖81，该排气盖用于覆盖气缸60的压缩空间(P)；排气阀82，该排气阀设置在排气盖81中，并开/闭气缸内置型机架100的压缩空间(P)；阀门弹簧83，该阀门弹簧用于弹性地支撑排气阀82；和吸气阀84，该吸气阀与活塞70的端部相结合，并开/闭形成在活塞70内的吸气通路(F)。
将相同的附图标记赋予与传统技术相同的部件。
图中，SP是吸气管，DP是排气管。
下文中，将描述根据本发明的往复式压缩机的气体压缩机构的运作。
首先，当给往复式电机20供电，并且电流在缠绕线圈23中流动时，在磁通(该磁通由流经缠绕线圈23的电流在外定子21和内定子22上形成)和永磁体26之间的相互作用，包括永磁体26的运动件24执行线性往复运动。
并且，运动件24的线性往复驱动力传递到活塞70，该活塞70在气缸内置型机架100的活塞***孔102中进行线性往复运动，并且同时压缩单元80开始运作，由此，制冷剂气体被被重复地吸入气缸内置型机架100的压缩空间(P)中、被压缩和排放。
并且，共振弹簧单元90存储并释放作为弹性能量的往复电机20的线性往复驱动力，并引起共振运动。
因此，在根据本发明的往复式压缩机的防磨损结构中，用于收纳活塞70的活塞***孔102形成在气缸内置型机架100中，该活塞70***气缸内置型机架100的活塞***孔102中，并且因此能简化结构部件。另外，该表面增强层200涂敷于气缸内置型机架100的活塞***孔102的内圆周上，能最小化在活塞70的线性往复运动中产生在活塞70的外圆周与气缸内置型机架100的活塞***孔102的内圆周之间的摩擦和磨损。
同时，用于收纳活塞70的活塞***孔102形成在气缸内置型机架100处，该活塞70***气缸内置型机架100的活塞***孔102。这有可能简化装配过程和简化装配测量控制，此外，有可能简化运动件24的测量控制，该运动件24与活塞70相结合并设置在外定子21和内定子22之间。
此外，在传统的往复式压缩机中，借助于由压缩螺旋弹簧的变形产生的弹性力，当前共振弹簧92和后共振弹簧93重复地压缩和放松时，前共振弹簧92和后共振弹簧93趋于轮换动作。在这个过程中，由于弹簧安装槽91a，92a和与共振弹簧92，93相接触的弹簧固定凸起92可能被频繁地磨损，该共振弹簧92，93可能从固定位置偏离，在最坏的情况下，该共振弹簧可能会断开，并且压缩机的可靠性也由此降低。然而，在本发明中，通过在弹簧安装槽91a，92a的内表面和弹簧固定凸起94的外表面上形成由Ni-P合金材料制成的具有高硬度的表面增强层，能防止安装槽91a，92a和弹簧固定凸起94的磨损的产生。
如上所述，在压缩机的运转过程中，通过防止与作为压缩螺旋弹簧的前后共振弹簧92、93相接触的气缸内置型机架100、或中间机架40、以及弹簧支撑杆91的摩擦和磨损，能防止该弹簧92和93的偏离和断开，并且压缩机的可靠性相应地提高了。
工业适用性
如上所述，在根据本发明的往复式压缩机的防磨损结构中，通过在与前后共振弹簧相接触的机架、或弹簧支撑杆的弹簧安装槽、或弹簧固定凸起、以及气缸内置型机架的内圆周处形成由Ni-P合金材料制成的具有高硬度的增强层，虽然当重复地压缩/松开时每个共振弹簧轮换动作，也能防止弹簧安装槽或弹簧固定凸起磨损，并且该压缩机的可靠性也相应地增强。
此外，在该根据本发明的往复式压缩机的防磨损结构中，能降低用于压缩气体的结构部件的数量，并简化结构部件的加工和装配。

Claims (9)

1、一种往复式压缩机，该往复式压缩机包括:圆筒形机壳；在机壳内弹性支撑的机架；安装在机架内并且进行线性往复运动的往复式电机；与往复式电机的运动件相连并且在线性往复运动中吸入/压缩流体的活塞；可活动地容纳活塞并固定到机架上、以便形成压缩空间的气缸；和设置在运动件或和运动件相结合的弹簧支撑杆与机架之间的多个共振弹簧，以便使往复式电机的运动件和活塞一起共振，所述往复式压缩机的防磨损结构包括:
形成于结构部件的接触部分的表面增强层；
所述表面增强层形成于与每一个共振弹簧的端部相接触的机架和运动件的表面处，或者形成于与运动件相结合的弹簧支撑杆的表面处。
2、如权利要求1所述的往复式压缩机，其中，表面增强层通过涂敷Ni-P合金材料形成。
3、如权利要求1所述的往复式压缩机，其中，用于安装/***多个共振弹簧的多个弹簧安装槽或多个弹簧固定凸起形成在与所述多个共振弹簧的端部相接触的机架和运动件处，或者与运动件相结合的弹簧支撑杆处，并且表面增强层分别形成于弹簧安装槽的内表面或弹簧固定凸起的外表面上。
4、如权利要求1所述的往复式压缩机，其中，由Ni-P合金材料制成的表面增强层涂敷在油汽缸和油活塞的内圆周或外圆周上，该油汽缸和油活塞设置在与机架的前机架的下部相结合的润滑剂供给单元中。
5、如权利要求1所述的往复式压缩机，其中，表面增强层形成在与内定子相结合的机架的后机架的结合面上。
6、如权利要求1所述的往复式压缩机，其中，该机架被构造成具有活塞***孔的气缸内置型机架；
表面增强层由具有润滑能力和防磨损性能的材料制成，该表面增强层涂敷于气缸内置型机架的活塞***孔的内圆周上。
7、如权利要求6所述的往复式压缩机，其中，气缸内置型机架由铝材料制成。
8、如权利要求6所述的往复式压缩机，其中，表面增强层通过涂敷Ni-P合金材料形成。
9、如权利要求6所述的往复式压缩机，其中，气缸内置型机架是通过模铸法制成。
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