CN1862018A - 线性压缩机及其润滑油泵 - Google Patents

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Abstract

在此公开一种线性压缩机及其润滑油泵。该润滑油泵包括整体地形成在支撑压缩单元的机架中的润滑油汽缸,被安装以在润滑油汽缸之内往复运动以与压缩单元共振的润滑油活塞,以及防止在润滑油汽缸和润滑油活塞之间产生摩擦的润滑油汽缸保护器。借助于这种结构,能够改善润滑油汽缸的耐用性,并且简化或者省去对润滑油活塞的额外的处理。

Description

线性压缩机及其润滑油泵
技术领域
本发明涉及一种线性压缩机及其润滑油泵,且更为具体的说涉及一种包括润滑油汽缸保护器以防止在润滑油汽缸和润滑油活塞之间产生摩擦的线性压缩机及其润滑油泵。
背景技术
通常,线性压缩机是一种压缩工作流体,同时使用线性电动机的线性驱动力来使活塞在汽缸内线性地往复运动的设备。
图1是根据现有技术的具有润滑油泵的线性压缩机的纵向剖面图。在图1示出的线性压缩机包括密封外壳2和布置在密封外壳2中以压缩工作流体的压缩单元。
该压缩单元包括:汽缸10,其从提供在密封外壳2上的流体吸入管4接收工作流体;活塞12,其被安装以使得其在汽缸10内线性地往复运动,从而压缩工作流体;以及使活塞12往复运动的线性电动机14。
汽缸10被提供有包括排出阀16′的排出单元16。排出阀16′用来将在汽缸10中压缩的工作流体排出到提供在密封外壳2上的流体排出管6中。
活塞12在内部形成有工作流体通道12′,以将工作流体从流体吸入管4引导进汽缸10中。吸入阀18被提供在位于汽缸10内的活塞12的一端上,以打开或者关闭工作流体通道12′。
压缩单元是由金属机架20支撑的,金属机架20也被布置在密封外壳2中。在这种情况下,线性电动机14能够由机架20和线性电动机机盖22两者来支撑。
现在将详细说明如上所述配置的线性压缩机的操作。
如果将电源施加于线性电动机14,那么使用来自线性电动机14的线性往复运动驱动力使活塞12在汽缸10中往复运动。根据活塞12的往复运动,排出阀16′和吸入阀18被重复地打开或者关闭。
然后,工作流体经由流体吸入管4,且接着经过在活塞12中限定的工作流体通道12′而被引入汽缸10中,从而在汽缸10中被通过活塞12压缩。最后,产生的高压的工作流体被通过排出单元16和流体排出管6的方式从汽缸10排出。
只要驱动该线性电动机14,如上所述的工作流体的吸入、压缩和排出被以此顺序连续地重复。
同时,密封外壳2包含储存在其底部区中的润滑油2′,该润滑油2′润滑和冷却汽缸10和活塞12。为了将润滑油2′提供给汽缸10和活塞12,在密封外壳2中提供供油设备30。
该供油设备30包括润滑油泵30′和润滑油通道32,根据润滑油泵30′的泵送操作,利用润滑油泵30′使得储存在密封外壳2的底部区中的润滑油2′循环进在汽缸10和活塞12之间的缝隙中。
该润滑油泵30′包括整体地形成在机架20中的润滑油汽缸34,被安装以在润滑油汽缸34中往复运动的润滑油活塞35,和被设置在活塞35周围的润滑油活塞35的相对的侧面上的第一和第二共振弹簧36和37。
在润滑油泵30′的操作中,重要的是将在活塞35的往复运动期间在润滑油活塞35和润滑油汽缸34之间产生的摩擦减到最小。为此,必须首先处理轴承钢,然后在其上进行额外的热处理和抛光处理,以获得好的表面粗糙度,从而制造润滑油活塞35。必要时,该润滑油活塞35可以镀有非电解镍镀层,以进一步改善耐磨性和润滑性能。
但是,如上所述的现有技术的线性压缩机具有以下的问题。
首先,因为在润滑油汽缸34和润滑油活塞35之间产生金属对金属的摩擦,并且润滑油汽缸34和机架20两者通常由低硬度的铝组成,如上所述,润滑油活塞35必须经受为获得良好的表面粗糙度所需要的除了镀镍处理之外的额外处理。这使得润滑油活塞35的制造变复杂,并且增加其制造成本。
其次,即使制造润滑油活塞35使得润滑油活塞35和润滑油汽缸34之间的摩擦减到最小,但是由于润滑油汽缸34和润滑油活塞35之间的直接的金属对金属摩擦,润滑油汽缸34的寿命降低,导致润滑油泵30′的频繁更换。这是一个严重的问题,因为更换润滑油泵30′需要更换机架20。
发明内容
因此,鉴于上述问题提出了本发明,并且本发明的目的是提供一种线性压缩机及其润滑油泵,其可以防止在润滑油汽缸和润滑油活塞之间产生的摩擦,从而改善润滑油汽缸的耐用性,并且将润滑油活塞的额外处理减到最少。
根据本发明的第一方面,可以通过提供一种供线性压缩机中使用的润滑油泵来实现以上和其他的目的,该润滑油泵包括:吸入润滑油的润滑油汽缸;在润滑油汽缸之内往复运动从而泵送润滑油的润滑油活塞;以及防止在润滑油汽缸和润滑油活塞之间产生摩擦的润滑油汽缸保护器。
优选地,该润滑油汽缸保护器可以是***在润滑油汽缸和润滑油活塞之间的管状的衬垫。
优选地,该衬垫可以由聚四氟乙烯或者聚合材料制成。
优选地,该衬垫可以被匹配地压入润滑油汽缸中。
优选地,该润滑油汽缸可以具有中空的圆柱状结构,该圆柱状结构具有打开的第一和第二端,作为润滑油入口/出口端的润滑油汽缸的第一端具有小于润滑油汽缸的内径的直径,该润滑油汽缸的打开的第二端可以被润滑油气缸帽覆盖,并且该衬垫可以被经由润滑油汽缸的打开的第二端***润滑油汽缸中。
根据本发明的第二方面,可以通过提供一种线性压缩机来实现以上和其他的目的,该压缩机包括:包含储存在其底部区中的润滑油的密封外壳;安排在密封外壳中使用来自线性电动机的驱动力来压缩工作流体的压缩单元;安装在压缩单元上以吸入或者排出储存在密封外壳中的润滑油的润滑油汽缸;安装来在润滑油汽缸内往复运动从而泵送润滑油的润滑油活塞;使润滑油活塞与压缩单元共振从而允许润滑油活塞往复运动的共振单元;以及防止在润滑油汽缸和润滑油活塞之间产生摩擦力的润滑油汽缸保护器。
优选地,可以在密封外壳中安排金属机架以支撑该压缩单位,并且该润滑油汽缸可以被整体地形成在机架中。
优选地,该润滑油汽缸保护器可以是***在润滑油汽缸和润滑油活塞之间的管状的衬垫。
优选地,该衬垫可以由聚四氟乙烯或者聚合材料制成。
优选地,该衬垫可以被匹配地压入润滑油汽缸中。
优选地,该润滑油汽缸可以具有中空的圆柱状结构,该圆柱状结构具有打开的第一和第二端,作为润滑油入口/出口端的润滑油汽缸的第一端具有小于润滑油汽缸的内径的直径,该润滑油汽缸的打开的第二端可以被润滑油气缸帽覆盖,并且该衬垫可以被经由润滑油汽缸的打开的第二端***润滑油汽缸中。
优选地,该衬垫可以具有与润滑油汽缸相同的长度。
优选地,该润滑油气缸帽可以是支撑线性电动机的线性电动机机盖。
根据本发明的第三方面,可以通过提供一种线性压缩机来实现以上和其他的目的,该线性压缩机包括:包含储存在其底部区中的润滑油的密封外壳;压缩单元,其具有布置在密封外壳中以吸入和排出工作流体的汽缸,被安装以在汽缸之内往复运动的活塞,以及使活塞往复运动的线性电动机;支撑压缩单元的机架;与机架一起支撑线性电动机的线性电动机机盖;整体地形成在机架中的润滑油汽缸,其被设置在机架和线性电动机机盖之间,并且适于吸入和排出储存在密封外壳中的润滑油;被安装以在润滑油汽缸之内往复运动从而泵送润滑油的润滑油活塞;使润滑油活塞与压缩单元共振从而允许润滑油活塞往复运动的共振单元;以及防止在润滑油汽缸和润滑油活塞之间产生摩擦的润滑油汽缸保护器。
优选地,润滑油汽缸和润滑油活塞可以由金属制成。
优选地,该润滑油汽缸可以被相对于压缩单元的气缸平行安装。
优选地,该润滑油汽缸可以具有中空的圆柱状结构,该圆柱状结构具有打开的第一和第二端,作为润滑油入口/出口端的润滑油汽缸的第一端具有小于润滑油汽缸的内径的直径,并且该润滑油汽缸的打开的第二端被线性电动机机盖覆盖。
优选地,该润滑油汽缸保护器可以是管状的衬垫,以经由润滑油汽缸的打开的第二端被***润滑油汽缸中。
优选地,该衬垫可以由聚四氟乙烯或者聚合材料制成。
优选地,该衬垫可以被匹配地压入润滑油汽缸中。
根据本发明如上述配置的线性压缩机及其润滑油泵可以通过利用该润滑油汽缸保护器,防止在润滑油汽缸和润滑油活塞之间产生摩擦,使得改善润滑油汽缸的耐用性,并且简化或者省去润滑油活塞的额外的处理。
附图说明
从以下结合附图的详细说明中,将更清楚地理解本发明的上述及其他的目的、特点和其他的优点,在附图中:
图1是举例说明根据现有技术的具有润滑油泵的线性压缩机的纵向剖面图;
图2是举例说明根据本发明实施例的具有润滑油泵的线性压缩机的纵向剖面图;
图3是图2的“A”部分的放大的剖面图;以及
图4是沿着在图3中示出的线条B-B截取的横截面图。
具体实施方式
现将参考附图描述根据本发明优选实施例的线性压缩机及其润滑油泵。
提供若干根据本发明的线性压缩机和润滑油泵的优选实施例供参考,之后,将解释最优选实施例。该线性压缩机的基本结构与上述现有技术是相同的,因此,其详细说明将被省略。
图2是举例说明根据本发明实施例具有润滑油泵的线性压缩机的纵向剖面图。
如图2所示,该线性压缩机包括形成压缩机的外观的密封外壳50,安排在密封外壳50中在其一侧上的机架60,布置在密封外壳50中在另一侧上的线性电动机机盖62,以及在线性电动机机盖62和机架60之间设置以压缩工作流体的压缩单元。
密封外壳50被分成具有打开的上表面的下部外壳52,和覆盖下部外壳52上表面的上盖54。
密封外壳50包括将工作流体从外部源引进密封外壳50的流体吸入管56,以及连接到排出单元80以将压缩的工作流体排出到密封外壳50外部的流体排出管58。
通常,该机架60是由铝铸造的。
线性电动机机盖62具有连接到流体吸入管56的工作流体吸入通道62′。
压缩单元包括安装于机架60的并适于吸入和排出工作流体的汽缸70,以及被安装以在汽缸70之内线性地往复运动从而在汽缸70内压缩工作流体的活塞72。
汽缸70具有中空的圆柱状结构,该结构有两个打开的端,使得活塞72经由一端被***汽缸70中,而压缩的工作流体经由另一端被从汽缸70排出。
排出单元80被提供在汽缸70的另一端上,以将压缩的工作流体从汽缸70排出到流体排出管58中。
排出单元80包括安装在汽缸70的另一端上并且连接到流体排出管58的排出盖组件82,和安装在排出盖组件82中以打开或者关闭汽缸70的另一端的排出阀84。
排出盖组件82包括被设置在排出阀84周围并与内部排出盖孔81′一起形成的内部排出盖81,以及从内部排出盖81向外地相隔配置并且连接到流体排出管58的外部排出盖83。
该排出阀84包括被以水平可动方式安装在汽缸70的另一端上的排出阀主体85,以及设置在排出阀主体85和内部排出盖81之间以弹性地支撑排出阀主体85的排出阀弹簧86。
活塞72在内部形成有具有两个打开端的活塞流体通道72′,以将工作流体引导进汽缸70中。
吸入阀73被安装在活塞流体通道72′的一端上,以打开或者关闭活塞流体通道72′。
该吸入阀73被设计成能根据在活塞流体通道72′和汽缸70之间的压力差来弹性地变形,从而打开或者关闭活塞流体通道72′的末端。
同时,压缩单元进一步包括线性电动机90以使活塞72往复运动。线性电动机90被利用机架60和线性电动机机盖62支撑在汽缸70的外部。
线性电动机90被分成连接到活塞72以与活塞72协作的动子,以及与该动子电子地相互作用以使该动子线性地往复运动的定子。
该动子包括从汽缸70径向地向外相隔地配置、以使其在定子内线性地往复运动的磁体92,和被配置来支撑附加到其上的磁体92、并且连接到活塞72以与活塞72协作的磁体架94,从而将来自线性电动机90的线性往复运动驱动力传送给活塞72。
该定子包括:从汽缸70径向地向外相隔地配置以被安装在机架60和线性电动机机盖62之间的环形的外部铁心95;被设置在该外部铁心95中以产生磁场的线圈96;以及环形的内部铁心98,其被从外部铁心95向内相隔地配置以在二者间限定预定的缝隙,其被匹配地压入汽缸70的外部。
该动子被设置在外部铁心95和内部铁心98之间。
在根据如上述配置的本发明的线性压缩机工作的过程中,使用来自线性电动机90的线性往复运动驱动力使活塞72在汽缸70中往复运动,导致工作流体被吸入气缸、压缩和排出气缸。
再次参阅图2,密封外壳50包含储存在其底部区中的润滑油50′。该润滑油50′被用于润滑和冷却汽缸70和活塞72。
储存在密封外壳50中的润滑油50′被经由润滑油吸入单元100提供给汽缸70和活塞72。
该润滑油吸入单元100包括:被安装以部分地浸于润滑油50′中的润滑油吸入管102,该润滑油50′被储存在密封外壳50的底部区中;被安装在机架60的一侧上,并且连接到润滑油吸入管102,以与机架60一起限定润滑油空间104′的润滑油盖104’;穿过机架60以连接到润滑油盖104的润滑油空间104′的机架润滑油通道106;以及穿过汽缸70以连接到机架润滑油通道106的汽缸润滑油通道108。
第一润滑油吸入阀103被设置在润滑油吸入管102和润滑油盖104的润滑油空间104′之间。当其根据在润滑油吸入管102和润滑油盖104的润滑油空间104′之间的压力差弹性地变形时,第一润滑油吸入阀103被开启或关闭。
同样地,第二润滑油吸入阀105被设置在润滑油盖104的润滑油空间104′和机架润滑油通道106之间。类似地,当其根据在润滑油盖104的润滑油空间104′和机架润滑油通道106之间的压力差弹性地变形时,第二润滑油吸入阀105被开启或关闭。
利用润滑油提供单元100的方式被提供到在汽缸70和活塞72之间的缝隙中的润滑油50′,被经由润滑油排出部分110再次排出到密封外壳50中。
该润滑油排出部分110穿过机架60。
同时,基于润滑油泵120的泵送操作,润滑油50′可以流过润滑油吸入单元100和润滑油排出部分110,该润滑油泵120被安装在润滑油吸入单元100上。
图3是图2的“A”部分的放大的剖面图,图4是沿着在图3中示出的线条B-B提取的横截面图。图3和4详细地举例说明根据本发明的线性压缩机的润滑油泵。
如图3和4所示,该润滑油泵120被设计成能利用共振力引起泵送操作,该共振力是由在压缩单元操作期间产生自压缩单元的振动而引起的。
根据本发明的线性压缩机的润滑油泵120包括:被配置来与设置在压缩单元的下部的润滑油盖104的润滑油空间104′互通的润滑油汽缸122;安装以在润滑油汽缸122之内线性地往复运动的润滑油活塞124;以及设置在润滑油汽缸122内以使润滑油活塞124与压缩单元共振的共振单元。
该润滑油汽缸122是用铝制成的,并且被整体地形成在机架60中。
优选地,相对汽缸70平行地布置润滑油汽缸122,使得在由线性电动机90使活塞72线性地往复运动的时候,润滑油活塞124与在压缩单元中产生的振动共振。也就是说,润滑油汽缸122具有适于允许润滑油活塞124在其中纵向地往复运动的纵向伸长形状。
润滑油汽缸122具有中空的圆柱状结构,该结构具有两个打开的端,并且其一端,即润滑油汽缸122的润滑油入口/出口端,具有小于润滑油汽缸122内径的直径。
润滑油汽缸122的另一端可以被润滑油汽缸帽覆盖。
线性电动机机盖62与润滑油汽缸122的一端的表面紧密接触时,可以获得润滑油汽缸帽。也就是说,线性电动机机盖62起润滑油汽缸盖的作用。
润滑油活塞124是用轴承钢制成的,并且具有长度短于润滑油汽缸122的圆形型钢形状。
共振单元包括一对螺旋弹簧型的共振弹簧126和127。该共振簧126和127被设置在润滑油活塞124的相对的侧面上,并且被设计成能在与压缩单元的振动方向相同的方向上弹性地变形。
同时,润滑油泵120进一步包括润滑油汽缸保护器,以防止在润滑油活塞124的往复运动期间在润滑油汽缸122和润滑油活塞124之间产生摩擦。
润滑油汽缸保护器可以由***在润滑油汽缸122和润滑油活塞124之间的管状的衬垫123形成,以允许润滑油活塞124在其中往复运动。
优选地,管状的衬垫123具有与润滑油汽缸122相同的纵向长度,以保护润滑油汽缸122的整个内壁。
为了允许管状的衬垫123被平滑地***润滑油汽缸122中,该管状的衬垫123的外径被确定为相对于润滑油汽缸122的内径具有预定的公差。
在这种情况下,该衬垫123可以被松弛地***润滑油汽缸122中,因为衬垫123能够由机架60和线性电动机机盖62来固定,或者另外地,可以被匹配地压入润滑油汽缸122中。
该衬垫123优选地由聚四氟乙烯或者聚合材料制成,以防止在衬垫123和润滑油活塞124之间产生金属对金属的摩擦。
现将解释如上述配置的线性压缩机的润滑油泵的操作。
当压缩单元由线性电动机90驱动的时候,使用与压缩单元的共振力使润滑油活塞124在润滑油汽缸122中纵向地往复运动,从而导致润滑油50′被泵送。
也就是说,如果润滑油活塞124被向后面移动,润滑油盖104的润滑油空间104′进入低压状态。在这样的低压状态下,润滑油盖104的润滑油空间104′与润滑油吸入管102互通,同时相对于机架润滑油通道106被关闭。从而,润滑油50′经过润滑油吸入管102被引进以填充润滑油盖104的润滑油空间104′。
之后,如果润滑油活塞124被向前移动,润滑油盖104的润滑油空间104′进入高压状态。在这样的高压状态下,润滑油盖104的润滑油空间104′与机架润滑油通道106互通,同时相对于润滑油吸入管102被关闭。从而,填充在润滑油盖104的润滑油空间104′中的润滑油50′连续地流过机架润滑油通道106和汽缸润滑油通道108,从而被提供进在汽缸70和活塞72之间的缝隙中。
在被用于冷却和润滑汽缸70和活塞72之后,在汽缸70和活塞72之间的润滑油50′最后被经由润滑油排出部分110排出到密封外壳50中。
从以上的描述中显而易见,根据本发明的线性压缩机及其润滑油泵具有以下的效果。
首先,根据本发明,通过使用润滑油汽缸保护器,在润滑油活塞的往复运动期间,在润滑油汽缸和润滑油活塞之间不存在摩擦。因此,尽管润滑油汽缸被整体地形成在由具有比润滑油活塞更低硬度的铝制成的机架中,本发明仍可以获得润滑油汽缸高的耐用性。
其次,作为使用润滑油汽缸保护器防止产生摩擦的结果,该润滑油活塞在被铸造之后,不需要额外的处理来改善表面粗糙度、耐磨性和润滑性能。与现有技术相比较,这简化了润滑油活塞的制造过程和降低了制造成本。
再次,根据本发明,该润滑油汽缸保护器是由聚四氟乙烯或者聚合材料制成的衬垫,而不是由金属。这进一步简化或者消除了润滑油活塞的任何额外的处理过程。
虽然出于说明性的目的公开了本发明的优选实施例,但是本领域技术人员将理解,在不脱离如在所附权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下,本发明的各种各样的改进、添加和替换都是可能的。

Claims (10)

1.一种用于用在线性压缩机中的润滑油泵,其包括:
润滑油汽缸,其吸入润滑油;
润滑油活塞,其在润滑油汽缸内往复运动从而泵送润滑油;以及
润滑油汽缸保护器,其防止在润滑油汽缸和润滑油活塞之间产生摩擦。
2.如权利要求1所述的泵,其中,该润滑油汽缸保护器是被***在润滑油汽缸和润滑油活塞之间的管状的衬垫。
3.如权利要求2所述的泵,其中,该衬垫是由聚四氟乙烯或者聚合材料制成的。
4.一种线性压缩机,其包括:
密封外壳,其包含储存在其底部区中的润滑油;
压缩单元,其被布置在密封外壳中,以使用来自线性电动机的驱动力压缩工作流体;
润滑油汽缸,其被安装在压缩单元上以吸入或者排出储存在密封外壳中的润滑油;
润滑油活塞,其被安装以在润滑油汽缸内往复运动从而泵送润滑油;
共振单元,其使润滑油活塞与压缩单元共振从而允许润滑油活塞往复运动;以及
润滑油汽缸保护器。其防止在润滑油汽缸和润滑油活塞之间产生摩擦。
5.如权利要求4所述的压缩机,其中:
金属机架被布置在密封外壳中,以支撑压缩单元;并且
润滑油汽缸被整体地形成在机架中。
6.如权利要求5所述的压缩机,其中,该润滑油汽缸保护器是被***在润滑油汽缸和润滑油活塞之间的管状的衬垫。
7.如权利要求6所述的压缩机,其中,该衬垫是由聚四氟乙烯或者聚合材料制成的。
8.如权利要求6所述的压缩机,其中,该衬垫被匹配地压入润滑油汽缸中。
9.如权利要求6所述的压缩机,其中:
该润滑油汽缸具有中空的圆柱状结构,该圆柱状结构具有打开的第一和第二端,作为润滑油入口/出口端的润滑油汽缸的第一端具有小于润滑油汽缸内径的直径;
该润滑油汽缸的打开的第二端被润滑油气缸帽覆盖;并且
该衬垫被经由润滑油汽缸的打开的第二端***进润滑油汽缸中。
10.如权利要求9所述的压缩机,其中,该润滑油气缸帽是支撑线性电动机的线性电动机机盖。
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