[發(fā)明專利]一種直線型臂板彈簧線性壓縮機

有效

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• 申請日: 2020-02-13
• 公開（公告）號: CN111336088B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周文杰;湯超;范健民;姜周曙;邵根富;黃國輝
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: F04B35/04
• 分類號: F04B35/04;F04B39/00;H02K41/03
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 楊舟濤

本發(fā)明公開了一種直線型臂板彈簧線性壓縮機。現(xiàn)有線性壓縮機由于板彈簧徑向剛度較低，壓縮機活塞位置容易發(fā)生徑向位移，導(dǎo)致壓縮機效率降低。本發(fā)明包括壓縮機組件、磁場組件、交流電機組件、板彈簧組件；壓縮機組件包括箱體、機架和氣缸；磁場組件包括永磁體和軛鐵；交流電機組件包括交流線圈和支撐架；板彈簧組件包括板彈簧底座和板彈簧組。板彈簧組包括2～5片直線型板彈簧，相鄰的直線型板彈簧通過墊圈隔開，直線型板彈簧為圓片形，對稱開有三個或四個橄欖形的通孔，相鄰兩個通孔之間為彈性梁。本發(fā)明采用簡單的直線臂板彈簧結(jié)構(gòu)，彈簧質(zhì)量減少，彈性系數(shù)不變，增加彈簧和系統(tǒng)的諧振頻率，使壓氣機在更高頻率下工作，提高了壓縮機的效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于壓縮機技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種動圈式線性壓縮機，具體是一種直線型臂板彈簧線性壓縮機。

背景技術(shù)

線性壓縮機在低溫工程中為制冷機提供動態(tài)壓力波，為整個制冷循環(huán)提供動力。其主要利用直線電機驅(qū)動活塞在氣缸中作往復(fù)直線運動，根據(jù)電磁場相關(guān)理論，直線電機對活塞施加的是一個與活塞軸向絕對平行的線性力，因而在理論上，正確設(shè)計的線性壓縮機完全消除了對活塞的徑向作用力。因此，線性壓縮機在需要長壽命、高可靠性和高效率工作的航天及軍事等特殊領(lǐng)域有著非常重要的應(yīng)用。現(xiàn)有線性壓縮機中的板彈簧采用渦旋式板彈簧。雖然增加了活塞的橫向拉伸，但對活塞的縱向剛度有一定影響，甚至破壞整個壓縮機系統(tǒng)。

現(xiàn)有線性壓縮機包括同軸設(shè)置的內(nèi)定子、外定子以及線圈，其中線圈可置于內(nèi)定子中。壓縮組件可包括永磁體、壓縮彈簧、氣缸、氣缸蓋和活塞等。而常用的板彈簧有渦旋臂板彈簧和直線臂板彈簧兩種，渦旋臂板彈簧的渦旋臂數(shù)量從2臂到9臂不等，采用同心型或是偏心型分布方式。為消除渦旋臂板彈簧的渦旋臂末端的應(yīng)力集中現(xiàn)象，渦旋臂必須被設(shè)計的足夠長，甚至旋轉(zhuǎn)超過一周。但過長的渦旋臂不但會大幅度降低板彈簧的徑向剛度，也會在一定程度上降低其軸向剛度。而直線臂板彈簧則采用直線臂，在降低直線臂末端應(yīng)力集中的同時，還縮短了長度，并提升了寬度。這使得在相同尺寸下，直線臂板彈簧的徑向剛度遠大于渦旋臂板彈簧，徑軸剛度比也大于渦旋臂板彈簧。因此，直線臂板彈簧在保證使用壽命的同時，相比渦旋臂板彈簧具有更佳的使用效果。

在現(xiàn)有的線性壓縮機的工作過程中，當(dāng)交流線圈在磁場中往復(fù)運動時，帶動活塞運動，活塞位置容易發(fā)生位移，引起氣體從間隙中泄漏和活塞頭與壓縮機的磨損，降低板彈簧橫向與徑向剛度，降低壓縮機的效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種直線型臂板彈簧線性壓縮機。

本發(fā)明包括壓縮機組件、磁場組件、交流電機組件、板彈簧組件。

所述的壓縮機組件包括箱體、機架和氣缸，箱體固定安裝在機架上，氣缸設(shè)置在箱體內(nèi)，并固定設(shè)置在機架上，箱體內(nèi)側(cè)壁固定鋪有絕緣層；氣缸內(nèi)腔通過通氣管與箱體外相通，活塞桿的一端與氣缸內(nèi)的活塞頭固定連接。

所述的磁場組件包括永磁體和軛鐵；多個永磁體固定設(shè)置在箱體的內(nèi)側(cè)壁，并沿同一圓周均勻分布形成圓環(huán)；軛鐵為圓柱形電工純鐵，中心開有穿孔，軛鐵設(shè)置在永磁體圍合的內(nèi)環(huán)內(nèi)，活塞桿穿過軛鐵的中心穿孔。

所述的交流電機組件包括交流線圈和支撐架，支撐架的中心固定在活塞桿的另一端，交流線圈固定設(shè)置在支撐架懸臂的端部；交流線圈與永磁體和軛鐵同軸設(shè)置，并設(shè)置在永磁體與軛鐵之間的間隙處。

所述的板彈簧組件為結(jié)構(gòu)相同的兩個，兩個板彈簧組件與活塞桿同軸設(shè)置，一個固定安裝在活塞桿的另一端，另一個安裝在機架與軛鐵之間，每個板彈簧組件包括板彈簧底座和板彈簧組。

所述的板彈簧底座為臺階圓柱形，中心開有底座安裝孔，底部開有板彈簧組件安裝孔；板彈簧組包括2～5片直線型板彈簧，相鄰的直線型板彈簧通過墊圈隔開。