[實(shí)用新型]動(dòng)磁激振器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720087921.1
• 申請(qǐng)日: 2007-11-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201110257Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁國(guó)忠;張曉青;張春萍;鄂青;吳鋒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華中科技大學(xué);武漢工程大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F04B35/04
• 分類(lèi)號(hào): F04B35/04;H02K7/14;H02K35/02;H02K1/34;H02K1/14
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專(zhuān)利中心
• 代理人: 方放

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于通用機(jī)械工程中一種直線(xiàn)壓縮機(jī)，適用于低溫制冷領(lǐng)域，也可用于聲學(xué)領(lǐng)域及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

斯特林熱機(jī)專(zhuān)利的批準(zhǔn)時(shí)間為1818年，它用回?zé)崞髟诿芊庀到y(tǒng)中實(shí)現(xiàn)等溫壓縮和膨脹的過(guò)程，是熱力學(xué)效率最高的熱機(jī)循環(huán)。但因工藝復(fù)雜未曾得到發(fā)展。上世紀(jì)80年代出現(xiàn)的熱聲熱機(jī)，可在聲諧振管中用熱聲疊將熱量直接轉(zhuǎn)換成聲功。經(jīng)過(guò)20余年的發(fā)展，斯特林熱機(jī)的高效率和熱聲熱機(jī)的簡(jiǎn)便結(jié)構(gòu)已有可能借助微加工(MEMS)結(jié)合在一起，成為可工作于高頻率的熱聲斯特林諧振換能器。它最引人矚目的特點(diǎn)是不用可動(dòng)部件可以將品位很低的熱量轉(zhuǎn)換成機(jī)械功，在可再生能源技術(shù)中成為很有希望的新型換能器。能源需求的緊迫，導(dǎo)致可再生能源技術(shù)的發(fā)展，熱聲斯特林借助外激勵(lì)源的激勵(lì)可以降低熱聲自激振蕩的起振閾值，但目前采用的多數(shù)仍然是動(dòng)圈式激振器，其線(xiàn)圈引線(xiàn)隨著動(dòng)圈一起振動(dòng)，易折斷，而且因動(dòng)圈質(zhì)量大，不能在高頻下工作，同時(shí)徑向充磁的永磁造成動(dòng)子的偏心，使壓縮機(jī)活塞無(wú)法與氣缸形成高質(zhì)量的間隙密封。

微型斯特林制冷機(jī)是光電子技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)和空間遠(yuǎn)程通訊技術(shù)中的關(guān)鍵部件，還可應(yīng)用于心臟起搏器、醫(yī)用制氧系統(tǒng)和醫(yī)用冰箱中。它要求采用無(wú)油潤(rùn)滑的間隙密封的動(dòng)圈式激振器，經(jīng)過(guò)多年改進(jìn)后，動(dòng)圈式激振器可以實(shí)現(xiàn)2-3年的壽命，但對(duì)加工精度要求高，加工成本難以下降，而且由于磨損和堵塞使運(yùn)行壽命較短，這個(gè)特點(diǎn)造成了斯特林制冷機(jī)的壽命瓶頸。

動(dòng)磁激振器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、活塞磨損小、壽命長(zhǎng)、控制簡(jiǎn)單，能夠?qū)φ袷幍念l率和位移進(jìn)行控制，而且隨著高磁通量永磁體銣鐵硼的發(fā)展，及結(jié)構(gòu)改進(jìn)，還會(huì)有進(jìn)一步的性能改善。活塞桿長(zhǎng)度的減小，對(duì)于減小誤差傳遞以及避免連接導(dǎo)線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)都有利于斯特林制冷機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行并提高壽命。

中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)1585857A提出一種直線(xiàn)壓縮機(jī)，它是一種動(dòng)磁激振器，由缸體、活塞、缸體端面、構(gòu)成直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)部分的可動(dòng)部分及固定部分、螺旋彈簧、端蓋部分、支承機(jī)構(gòu)部分、密封容器等構(gòu)成。缸體內(nèi)形成有進(jìn)行氣體壓縮的壓縮室。彈簧構(gòu)件由具有一定彈簧剛性的螺旋彈簧構(gòu)成。該發(fā)明采用了動(dòng)磁式直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，但是螺旋彈簧的徑向剛度幾乎為零，側(cè)向力必然會(huì)引起氣缸與活塞的側(cè)向磨損，從而縮短壓縮機(jī)的使用壽命。

中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)CN1773112A提出一種動(dòng)磁式直線(xiàn)壓縮機(jī)，它也是一種動(dòng)磁激振器，包括一直線(xiàn)電機(jī)組件，主要有同心組合結(jié)構(gòu)的內(nèi)外磁軛、動(dòng)磁線(xiàn)圈、永磁體和電機(jī)動(dòng)子托架，永磁體位于電動(dòng)機(jī)動(dòng)子托架上并處于由內(nèi)外磁軛構(gòu)成的磁場(chǎng)中。其特點(diǎn)一是懸掛組件，主要有與機(jī)座連接的彈簧支架、安裝于彈簧支架于電動(dòng)機(jī)動(dòng)子托架上的柔性彈簧、內(nèi)外墊圈、以及裝設(shè)在電機(jī)動(dòng)子托架與內(nèi)磁軛之間防止活塞與氣缸相撞的防撞缸機(jī)架構(gòu)；二是永磁體采用減少偏心磁力的多片型結(jié)構(gòu)。這個(gè)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加工精度要求高，同時(shí)多片永磁難以保證質(zhì)量分布均勻。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型提出一種動(dòng)磁激振器，克服現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、多片型結(jié)構(gòu)永磁體造成偏心磁力以及徑向永磁體的不足和缺陷，增加壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)力和使用壽命。

本實(shí)用新型的一種動(dòng)磁激振器，在圓筒形外殼內(nèi)裝有柱狀支吊彈簧、軛鐵及其內(nèi)部的線(xiàn)圈，氣缸嵌入氣缸法蘭，氣缸法蘭和外殼對(duì)中配合，氣缸內(nèi)的活塞與活塞桿固定連接，表面貼有永磁環(huán)的活塞桿，穿過(guò)軛鐵及其內(nèi)部的線(xiàn)圈支承在柱狀支吊彈簧中心，其特征在于：

所述永磁環(huán)由兩個(gè)軸向永磁環(huán)和一個(gè)徑向永磁環(huán)組成，永磁環(huán)材料為銣鐵硼磁體；

所述軛鐵由硅鋼片卷繞成兩個(gè)帶有凹槽的圓柱拼接而成，拼接的圓柱上下表面截面為凹入的梯形，并與截面為凸出的梯形的硅鋼片蓋板連接。

所述的動(dòng)磁激振器，其特征在于：所述永磁環(huán)內(nèi)襯硅鋼片后與活塞桿用強(qiáng)力膠粘連接；所述外殼與氣缸法蘭連接采用平面接觸，氣缸法蘭和外殼的配合面上具有定位臺(tái)，外殼的配合面上具有密封槽。

本實(shí)用新型的軸向永磁環(huán)提供驅(qū)動(dòng)力需要的磁場(chǎng)強(qiáng)度，徑向永磁環(huán)用來(lái)限定需要的活塞行程。活塞及永磁環(huán)的間隙配合定位依靠柱狀支吊彈簧以及氣缸法蘭，在確定好合適的間隙后，加工對(duì)應(yīng)的永磁環(huán)。硅鋼片卷繞成合適的槽裝入線(xiàn)圈，并形成梯形搭接結(jié)構(gòu)與蓋板硅鋼片連接。通過(guò)線(xiàn)圈激勵(lì)形成的磁場(chǎng)與永磁體磁場(chǎng)相互作用后驅(qū)動(dòng)活塞桿運(yùn)動(dòng)。