CN109653987B - 一种带有供油装置的线性压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种带有供油装置的线性压缩机。其包括外壳；存储在外壳底部的润滑油；固定在外壳内的线性电机和气缸，其中线性电机由定子、线圈和永磁铁构成；由线性电机驱动并在气缸内进行直线往复运动的活塞；连接线性电机上永磁铁和活塞的动子骨架；固定在定子上的定子弹簧板；连接在动子骨架和定子弹簧板之间的共振弹簧；其特征在于：所述的带有供油装置的线性压缩机还包括供油装置；所述的供油装置包括固定在定子弹簧板上的油缸；以可移动方式设在油缸内的油动子；套在油缸外部，用于弹性支撑油动子的油弹簧。本发明效果：结构简单，安装方便。工作稳定，提高了直线压缩机运行的可靠性。

Description

一种带有供油装置的线性压缩机
技术领域
本发明属于压缩机械技术领域，特别是涉及一种带有供油装置的线性压缩机。
背景技术
线性压缩机是一种利用线性电机带动活塞进行往复运动，从而将吸入在气缸内部的气体进行压缩而后排出的装置。相对于传统的往复式压缩机，带有供油装置的线性压缩机取消了曲轴连杆的结构，减少了传动结构的数量，同时也减少了各个传动构件之间的摩擦。然而活塞与气缸之间仍然存在着摩擦面，为了保障线性压缩机运行的可靠性，通常也需要通过供油装置将润滑油提供到活塞与气缸之间。
图1为一种已有技术的带有供油装置的线性压缩机纵向结构剖视图。如图1所示，其包括壳体，底部设有润滑油；主泵体，包括线性电机、气缸和活塞，通过减震器以可振动的方式设置于壳体内；以及供油装置，设置在主泵体下部，包括油活塞、油缸。当带有供油装置的线性压缩机工作时，线性电机将带动活塞在气缸内进行直线往复运动，从而实现气体的吸入、压缩及排出过程。同时线性电机和气缸也会伴随活塞一起振动，而主泵体的振动又会传给供油装置，此时，油活塞通过两侧油弹簧的支撑在油缸内进行直线往复运动，使得润滑油伴随着油缸的往复运动而被惯性地吸入和排出。
由以上说明可以看出，已有技术的带有供油装置的线性压缩机中供油装置的动力主要来源于主泵体的振动。然而对于主泵体振动小的带有供油装置的线性压缩机而言，此供油装置将不再适用。
为解决上述问题，中国专利CN108457810A号提出了一种解决方案。即在供油装置的油动子两侧设置两种不同弹性刚度的弹簧——弱弹簧和强弹簧，其中弱弹簧比强弹簧的弹性刚度要小。通过弱弹簧将压缩机动子与油泵动子相连接，从而将压缩机动子的振动传送给油泵动子，从而为油泵提供了动力。然而，这种供油装置存在以下问题，由上述说明可知，弱弹簧的工作行程＝压缩机动子行程-油泵动子行程。众所周知，油泵动子行程相对于压缩机动子的运动行程来说非常的小，因此弱弹簧的工作行程几乎和压缩机动子行程相同，然而弱弹簧的弹性刚度远远小于压缩机共振弹簧的弹性刚度，因此，在压缩机实际运行过程中，弱弹簧存在大量非线性运动，即高谐振动。大量的高谐振动传送给油泵动子会导致油泵供油极不稳定，偶尔会出现供油不足或者供油过量等现象的发生，从而导致压缩机活塞与气缸间磨损以及压缩机性能下降，影响了压缩机运行的可靠性。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种结构简单且工作稳定的带有供油装置的线性压缩机。
为了达到上述目的，本发明提供的带有供油装置的线性压缩机包括外壳；存储在外壳底部的润滑油；固定在外壳内的线性电机和气缸，其中线性电机由定子、线圈和永磁铁构成；由线性电机驱动并在气缸内进行直线往复运动的活塞；连接线性电机上永磁铁和活塞的动子骨架；固定在定子上的定子弹簧板；连接在动子骨架和定子弹簧板之间的共振弹簧；其特征在于：所述的带有供油装置的线性压缩机还包括供油装置；所述的供油装置包括固定在定子弹簧板上的油缸；以可移动方式设在油缸内的油动子；套在油缸外部，用于弹性支撑油动子的油弹簧。
所述的油动子与动子骨架之间形成有间隙。
所述的供油装置还包括设置在油动子上靠近动子骨架一侧的软垫片。
所述的供油装置还包括设置在外壳内部的油动子挡板。
本发明提供的带有供油装置的线性压缩机具有如下有益效果：1、结构简单，安装方便。2、工作稳定，提高了直线压缩机运行的可靠性。
附图说明
图1为一种已有技术的带有供油装置的线性压缩机纵向结构剖视图。
图2为中国专利CN108457810A号提供的带有供油装置的线性压缩机纵向结构剖视图。
图3为本发明提供的带有供油装置的线性压缩机纵向结构剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的带有供油装置的线性压缩机进行详细说明。
如图3所示，本实施例提供的带有供油装置的线性压缩机包括：外壳00，其上左侧设有吸入口，右侧设有排出口；润滑油O，存储于外壳00的底部；线性电机30，设置于外壳00的右侧内部，包括定子31、线圈33、第一永磁铁32a和第二永磁铁32b；其中定子31呈圆环状，内部设有环形空间且左端中部形成一个与环形空间相连通的环形间隙，定子31的外圆周面固定在外壳00的内圆周面上；线圈33安装在定子31的环形空间内；第一永磁铁32a和第二永磁铁32b相互连接后以能够左右移动的方式设置在定子31的环形间隙中；气缸21，外圆周面固定在定子31的内圆周面上；排气阀22，设置在气缸21右端的排气口处，用于打开或关闭排气口；排气弹簧23，连接在排气阀22和外壳00上排出口之间，用于打开或关闭排气阀22；活塞11，以移动的方式设在气缸21内，左端通过动子骨架13与第一永磁铁32a和第二永磁铁32b相互连接，因此在线性电机30的驱动下能够在气缸21内进行直线往复运动，以便吸入、压缩气体；吸气阀12，设置于活塞11右端面上的吸气口处，用于打开和关闭吸气口；定子弹簧板34，为环形结构，固定在定子31的左端面上；共振弹簧14，作为弹性元件，置于定子弹簧板34与动子骨架13之间；供油装置40，用于将外壳00底部的润滑油O送至活塞11与气缸21的间隙中，其包括油泵、吸油阀51、排油阀52、吸油通道5a和排油通道5b；其中油泵包括油缸42、油动子41、软垫片43、油弹簧45和油动子挡板44；所述的油缸42的右端沿径向向外延伸而形成一个边沿，边沿上部固定在定子弹簧板34的下部，并且油缸42上设有用于润滑油O吸入与排出的吸油阀51、排油阀52；油动子41由左端面和一端连接在左端面中部的油动子主体构成，左端面的下部边沿向右而后向下延伸而形成一个挡沿，油动子主体则以可移动的方式设置在油缸42内；软垫片43固定于油动子41左端面外侧面上，用于降低动子骨架13与油动子41接触时的冲击及噪音；油动子挡板44的下端固定于外壳00的下部内圆周面上，上端能够与油动子41上挡沿相接触，用作油动子41向左侧运动时的下死点；由上述说明可知，油动子41的行程Ao＝Ac-h,其中Ac为活塞11的安装位置到其运行至上死点的距离，h为动子骨架13的安装位置到软垫片43安装位置之间的距离。油弹簧45套在油缸42的外部，两端分别抵在油动子41的左端面和油缸42的边沿上，弹性地支撑着油动子41；吸油通道5a是由位于油缸42右端下部和定子弹簧板34之间的缝隙形成，且下部浸没在润滑油0之中，并与油缸42内部相连通，通过吸油阀51的打开和关闭将润滑油O送至油缸42内；排油通道5b形成在定子31上，一端与油缸42内部相连通，另一端则通向气缸21和活塞11的间隙，通过排油阀52的打开和关闭将油缸42内的润滑油O送至气缸21与活塞11的间隙内。
所述的油弹簧45的弹性刚度远小于共振弹簧14的弹性刚度。
现将本实施例提供的带有供油装置的线性压缩机工作过程阐述如下：
当给定子线圈33提供交流电流时，在定子31的环形间隙内将产生磁场。由于提供的电流为交流电流，其磁场的极性呈周期性变化，从而使得第一永磁铁32a、第二永磁铁32b通过动子骨架13带动活塞11以与所提供电流相同的频率在气缸21内表面上进行直线往复运动。此时，待压缩的气体将通过开启着的吸气阀12进入气缸21的内部并由活塞11进行压缩。其中吸气阀12是通过活塞11往复运动产生的内外压力差打开和关闭的。当气缸21内的压力达到一定值时，排气阀22将以压缩排气弹簧23的方式打开，此时，经过压缩的高压气体将通过外壳00上的排出口排出。当动子骨架13向右运动时，经过一定的距离h后将与油动子41上的软垫片43接触，从而带动油动子41一起向右运动，由此压缩油弹簧45。当活塞11运行至上死点，此时油动子41的行程达到最大，于是，动子骨架13与油动子41受到油弹簧45恢复力的作用开始一起向左运动，经过一定距离Ao，油动子41与动子骨架13分离。动子骨架13继续向左运动，而油动子41则被油动子挡板44挡住而停止运动。如此往复，油动子41以与动子骨架13相同的频率在油缸42内进行直线往复运动。
当油动子41向左运动时，油缸42内压力减小，其内外压差使得吸油阀51打开，外壳00底部的润滑油O将通过吸油通道5a进入油缸42内；当油动子41向右运动时，油缸42内压力增大，使得吸油阀51关闭同时排油阀52打开，油缸42内的润滑油将经过排油通道5b进入活塞11与气缸21的间隙中，从而达到对活塞11与气缸21进行润滑的目的。另外，由于共振弹簧14的弹性刚度远大于油弹簧45的弹性刚度，因此其对动子骨架13的运动状态影响极小。

Claims (1)

1.一种带有供油装置的线性压缩机，其包括外壳；存储在外壳底部的润滑油；固定在外壳内的线性电机和气缸，其中线性电机由定子、线圈和永磁铁构成；由线性电机驱动并在气缸内进行直线往复运动的活塞；连接线性电机上永磁铁和活塞的动子骨架；固定在定子上的定子弹簧板；连接在动子骨架和定子弹簧板之间的共振弹簧；其特征在于：所述的带有供油装置的线性压缩机还包括供油装置；所述的供油装置包括固定在定子弹簧板上的油缸；以可移动方式设在油缸内的油动子；套在油缸外部，用于弹性支撑油动子的油弹簧；所述的油动子与动子骨架之间形成有间隙；所述的供油装置还包括设置在油动子上靠近动子骨架一侧的软垫片以及设置在外壳内部的油动子挡板。
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