申请/专利权人：连伟;连叶鑫

申请日：2019-07-05

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN110332090B

主分类号：F04B35/04

分类号：F04B35/04;F04B39/00;H02K33/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2019.11.08#实质审查的生效;2019.10.15#公开

摘要：本发明涉及一种高效节能永磁直线双缸压缩机。包括气缸体、活塞、由包括定子及动子组成的往复动磁式直线电机，所述动子的两端分别设有活塞与气缸体配合构成直线电机双缸压缩机，所述直线电机双缸压缩机中还设有一对弹性件，所述一对弹性件分别使得所述动子具有一个与动子运动方向相反的弹性阻尼力，使得所述活塞、一对弹性件和动子形成一个弹性系统，所述弹性系统的共振频率与定子的励磁电流频率相匹配。本发明通过使得所述活塞、一对弹性件和动子形成一个弹性系统，且所述定子的励磁电流频率与所述弹性系统的共振频率相匹配，就可以以最小的能耗达到压缩机最大的压缩行程，因此最为高效节能。

主权项：1.一种高效节能永磁直线双缸压缩机，包括气缸体、活塞、由包括定子及动子组成的往复动磁式直线电机，其特征在于：所述动子为杆状构件，所述动子的两端分别设有与气缸体配合的活塞，所述双缸压缩机中还设有一对弹性件，所述一对弹性件分别使得所述动子具有一个与动子运动方向相反的弹性阻尼力，使得所述活塞、一对弹性件和动子形成一个弹性系统，所述弹性系统的共振频率与定子的励磁电流频率相匹配；所述高效节能永磁直线双缸压缩机设有支架，所述支架整体为柱状构件，所述支架上设有筒状弹簧容腔，所述弹簧容腔中设置有一对螺旋压缩弹簧构成所述弹性件，所述螺旋压缩弹簧间隙配合设置在所述弹簧容腔中，所述弹簧容腔中还设置有推板，所述推板设置在所述一对螺旋压缩弹簧之间，所述推板与弹簧容腔间隙配合，所述一对螺旋压缩弹簧的两端分别抵在所述弹簧容腔侧壁和推板上构成所述弹性系统；所述动子轴向穿过所述弹簧容腔、推板及螺旋压缩弹簧中心，并且轴向可移动地设置，所述推板与动子固定连接构成联动，所述支架上动子两侧且成对相对设有定子容腔，所述定子由铁芯及线圈绕组组成的励磁线圈绕组构成，所述定子固定设置在所述定子容腔中，所述动子上与所述定子相对应位置设有永磁体；一对所述气缸体分别设置在所述支架两端，所述支架中心沿轴向设置有贯通的动子滑槽，所述动子轴向可移动地设置在动子滑槽中；所述支架上所述弹簧容腔和气缸体之间对称设有与动子滑槽联通的径向型腔构成所述定子容腔。

全文数据：高效节能永磁直线双缸压缩机技术领域本发明涉及一种压缩装置，具体涉及一种高效节能永磁直线双缸压缩机。背景技术直线电机双缸压缩泵，是在压缩泵内设置了新型的双定子直线电机和与之相配的双汽缸结构。直线电机采用动磁式直线电机,并由定子、绕组线圈、活塞组成。当电机定子线圈通以交流电时,在电机定子产生一个振荡磁场,推动永磁磁钢及活塞往复振荡做相对运动,从而实现其压缩功能。直线电机双缸压缩泵,结构合理、紧凑,体积小,它不仅可以用作空调、冰箱等制冷设备的压缩机,而且可广泛用于泵类设备及化工、制药、航天、航空等各个领域。由于直线电机双缸压缩泵的应用越来越加广泛，因此对节能环保、高效节能永磁直线双缸压缩机的需求愈加迫切。发明内容针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单、节能环保的高效节能永磁直线双缸压缩机。为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：高效节能永磁直线双缸压缩机，包括气缸体、活塞、由包括定子及动子组成的往复动磁式直线电机，其特征在于：所述动子为杆状构件，所述动子的两端分别设有活塞与气缸体配合构成直线电机双缸压缩机，所述直线电机双缸压缩机中还设有一对弹性件，所述一对弹性件分别使得所述动子具有一个与动子运动方向相反的弹性阻尼力，使得所述活塞、一对弹性件和动子形成一个弹性系统，所述弹性系统的共振频率与定子的励磁电流频率相匹配。与现有技术相比的有益效果是：本发明高效节能永磁直线双缸压缩机通过在直线电机双缸压缩机中设置一对弹性件，分别使得所述动子具有一个与动子运动方向相反的弹性阻尼力，使得所述活塞、一对弹性件和动子形成一个弹性系统，所述定子的励磁电流频率与所述弹性系统的共振频率相匹配。通过上述设置，所述定子采用的的励磁电流频率与所述弹性系统的共振频率相同时，就可以以最小的能耗达到压缩机最大的压缩行程，因此最为高效节能。作为本发明进一步设置，所述高效节能永磁直线双缸压缩机设有支架，所述支架上设有筒状弹簧容腔，所述弹性件由螺旋压缩弹簧构成，所述螺旋压缩弹簧间隙配合设置在所述弹簧容腔中，所述弹簧容腔中还设置有推板，所述推板与弹簧容腔间隙配合，所述动子轴向穿过所述弹簧容腔、推板及螺旋压缩弹簧中心，并且轴向可移动地设置，所述推板与动子固定连接构成联动，所述螺旋压缩弹簧的两端分别抵在所述弹簧容腔侧壁和推板上构成所述弹性系统；所述支架上动子两侧且成对相对设有定子容腔，所述定子由铁芯及线圈绕组组成的励磁线圈绕组构成，所述定子固定设置在所述定子容腔中，所述动子上与所述定子相对应位置设有永磁体。作为本发明进一步设置，所述支架整体为柱状构件，所述支架中部设置有一个所述弹簧容腔，所述弹簧容腔中设置有由一对螺旋压缩弹簧构成所述一对弹性件，所述一对螺旋压缩弹簧之间设有所述推板，螺旋压缩弹簧两端分别抵在所述弹簧容腔侧壁和所述推板上；所述一对气缸体分别设置在所述支架两端，所述支架中心沿轴向设置有贯通的动子滑槽，所述动子轴向可移动地设置在动子滑槽中，所述动子轴向穿过所述弹簧容腔、推板及螺旋压缩弹簧中心，所述推板与动子固定连接构成联动；所述支架上所述弹簧容腔和气缸体之间对称设有与动子滑槽联通的径向型腔构成所述定子容腔，所述定子固定设置在所述定子容腔中，所述动子上与所述定子相对应位置设有永磁体。作为本发明进一步设置，所述支架上所述弹簧容腔两端与所述一对气缸体之间均对称设有与动子滑槽联通的径向型腔构成一对所述定子容腔，一对所述定子容腔中均固定设置有所述定子，所述动子上与所述定子相对应位置设有永磁体构成双电磁直线驱动，所述双电磁直线驱动为同步设置。作为本发明进一步设置，所述支架整体为柱状构件，所述一对气缸体分别设置在所述支架两端，所述支架上靠近两个端部均设置有一个所述弹簧容腔，所述弹簧容腔中设有一个所述推板及一个螺旋压缩弹簧构成所述弹性件，螺旋压缩弹簧两端分别抵在所述弹簧容腔侧壁和所述推板上；所述支架中心沿轴向设置有贯通的动子滑槽，所述动子轴向可移动地设置在动子滑槽中，所述动子轴向穿过两个所述弹簧容腔、推板及螺旋压缩弹簧的中心，两个所述推板与动子固定连接构成联动；所述定子容腔设置在两个所述弹簧容腔之间，所述定子容腔由对称设置并与动子滑槽联通的径向型腔构成，所述定子固定设置在所述定子容腔中，所述动子上与所述定子相对应位置设有永磁体。作为本发明进一步设置，所述气缸体内缩设置在所述弹簧容腔中。附图说明图1为本发明具体实施例一外观立体结构示意图；图2为本发明具体实施例一局部结构分解示意图之一；图3为本发明具体实施例一局部结构分解示意图之二；图4为本发明具体实施例一主视图；图5为图4A-A结构剖视图；图6为本发明具体实施例二外观立体结构示意图；图7为本发明具体实施例二主视图；图8为图7B-B结构剖视图；图9本发明具体实施例三外观立体结构示意图；图10为本发明具体实施例三主视图；图11为图10C-C结构剖视图；图12本发明具体实施例四外观立体结构示意图;图13为本发明具体实施例一附有动子导向架外观立体结构示意图；图14为本发明具体实施例一附有动子导向架主视图；图15为图14D-D结构剖视图；图16为本发明具体实施例一附有动子导向架局部结构分解示意图之一；图17为本发明具体实施例一附有动子导向架局部结构分解示意图之二；图18为本发明具体实施例三附有动子导向架外观立体结构示意图；图19为本发明具体实施例三附有动子导向架局部结构分解示意图；图20为本发明具体实施例二附有动子导向架外观立体结构示意图；图21为本发明动子导向架具体实施例外观立体结构示意图。具体实施方式参见附图1-附图5，本发明高效节能永磁直线双缸压缩机包括气缸体1、活塞2、由包括定子3及动子组成的往复动磁式直线电机。所述定子3包括铁芯301及励磁线圈绕组302；所述动子为杆状构件，包括动子本体4及固定设置其上的永磁体5，所述动子本体4可以是圆杆或者是扁杆，为方便安装永磁体5，所述动子本体4优选为扁杆（特别是用于安装永磁体5的部分截面近似矩形）。所述动子4的两端分别设有活塞2与气缸体1配合，所述气缸体1上设有进气口和出气口，构成直线电机双缸压缩机，在所述定子3的励磁电流作用下，驱动所述动子4带动活塞2往复运动。所述直线电机双缸压缩机中还设有一对弹性件6，所述弹性件6可以是某种弹性材料或者某种弹簧构成，在所述定子3的励磁电流作用下驱动所述动子4及活塞2偏离原始位置时，所述一对弹性件6分别使得所述动子4具有一个与动子4运动方向相反的弹性阻尼力，使得所述活塞2、一对弹性件6和动子4形成一个弹性系统，所述定子3的励磁电流频率与所述弹性系统的共振频率相匹配。进一步地，所述高效节能永磁直线双缸压缩机设置有支架8用于连接及安装各部分。具体地，在所述支架8上设有筒状弹簧容腔7，所述弹性件6由螺旋压缩弹簧构成，所述螺旋压缩弹簧间隙配合设置在所述弹簧容腔7中，所述弹簧容腔7中还设置有推板9，所述推板9与弹簧容腔7间隙配合，即所述螺旋压缩弹簧和推板9的直径与弹簧容腔7内腔直径间隙配合，使得所述螺旋压缩弹簧和推板9可以在弹簧容腔7内沿轴向自由移动。所述动子4轴向穿过所述弹簧容腔7、推板9及螺旋压缩弹簧中心，并且轴向可移动地设置，所述推板9与动子4固定连接构成联动，所述螺旋压缩弹簧的两端分别抵在所述弹簧容腔7侧壁和推板9上构成所述弹性系统；所述定子3由铁芯301及线圈绕组302组成的励磁线圈绕组302构成，所述定子3优选处于动子4两侧且成对相对设置，具体在所述支架8上动子4两侧且成对相对设有定子容腔10，所述定子3固定设置在所述定子容腔10中，所述动子4上与所述定子3相对应位置设有永磁体5。作为优选具体实施例，所述支架8整体为柱状构件，可以是多棱柱形或圆柱形，本具体实施例中为圆柱形，在所述支架8中部设置有一个所述弹簧容腔7，弹簧容腔7也同样为圆柱形，所述弹簧容腔7中设置有由一对螺旋压缩弹簧构成所述一对弹性件6，所述一对弹性件6优选相同一对的螺旋压缩弹簧。所述推板9设置在所述一对螺旋压缩弹簧之间，所述一对螺旋压缩弹簧向背两端分别抵在所述弹簧容腔7侧壁（两端壁）上，所述一对螺旋压缩弹簧向对两端分别抵在所述推板9两侧面上；所述一对气缸体1分别设置在所述支架8两端，所述支架8中心沿轴向设置有贯通的动子滑槽801，所述动子本体4的截面形状与动子滑槽801截面形状相同且间隙配合，使所述动子4轴向可移动地设置在动子滑槽801中，所述动子4轴向穿过所述弹簧容腔7、推板9及螺旋压缩弹簧中心，所述推板9与动子4固定连接构成联动；所述支架8上所述弹簧容腔7和气缸体1之间对称设有与动子滑槽801联通的径向型腔构成所述定子容腔10，所述定子容腔10的截面形状与定子3截面形状相同且间隙配合，所述定子3从两侧沿径向插入所述定子容腔10中。参见附图6-附图8，为了进一步加大驱动力，还可以在所述支架8上弹簧容腔7两端与所述一对气缸体1之间均对称设有定子容腔10，所述定子容腔10由与动子滑槽801联通的一对径向型腔构成，一对所述定子容腔10中均固定设置有所述定子3，所述动子4上与所述定子3相对应位置设有永磁体5构成双电磁直线驱动，所述双电磁直线驱动为同步设置，使得一对所述定子3同步工作。参见附图9-附图11，作为另一优选具体实施例，所述支架8整体为柱状构件，可以是多棱柱形或圆柱形，本具体实施例中为圆柱形。所述一对气缸体1分别设置在所述支架8两端，所述支架8上靠近两个端部均设置有一个所述弹簧容腔7，弹簧容腔7也同样为圆柱形。两个所述弹簧容腔7中均设有一个所述推板9及一个螺旋压缩弹簧构成所述弹性件6，所述推板9相对于螺旋压缩弹簧更靠近所述支架8中心设置。所述螺旋压缩弹簧和推板9的直径与弹簧容腔7内腔直径间隙配合，使得所述螺旋压缩弹簧和推板9可以在弹簧容腔7内沿轴向自由移动，螺旋压缩弹簧两端分别抵在所述弹簧容腔7侧壁和所述推板9上；所述支架8中心沿轴向设置有贯通的动子滑槽801，所述动子本体4的截面形状与动子滑槽801截面形状相同且间隙配合，使所述动子4轴向可移动地设置在动子滑槽801中。所述动子4轴向穿过两个所述弹簧容腔7、推板9及螺旋压缩弹簧的中心，两个所述推板9与动子4固定连接构成联动；所述定子容腔10设置在两个所述弹簧容腔7之间，所述定子容腔10由对称设置并与动子滑槽801联通的径向型腔构成，所述定子容腔10的截面形状与定子3截面形状相同且间隙配合，所述定子3从两侧沿径向插入所述定子容腔10中。参见附图12，为了进一步加大高效节能永磁直线双缸压缩机的功率，提高压缩机的工作压力，在两个所述弹簧容腔7之间可以并排设置多个所述定子容腔10及定子3，所述定子3同步工作，以此达到提高压缩机的工作压力的目的。参见附图9-附图11，为了进一步缩小高效节能永磁直线双缸压缩机的整体长度，减小体积，作为另一优选具体实施例，可以将所述气缸体1内缩设置在所述弹簧容腔7中。即将所述气缸体1的直径设置成略小于螺旋压缩弹簧的内径呈间隙配合，所述气缸体1从所述弹簧容腔7的端部中心沿径向向内延伸设置具体的长度根据气缸活塞2的行程及螺旋压缩弹簧压缩后的长度而定，部分螺旋压缩弹簧处于所述气缸体1与弹簧容腔7内壁之间的空间中，因此缩小了高效节能永磁直线双缸压缩机的整体长度。参见附图13-附图21，为了进一步使得所述动子在往复滑动过程中更加平稳，所述高效节能永磁直线双缸压缩机中优选还设有动子导向架11。所述动子包括动子本体及固定设置其上的永磁体，所述动子导向架11的侧面上设有与所述动子本体截面相配的通槽1101，所述动子导向架11可以是具有一定厚度的块状构件，通槽1101设置在所述动子导向架11的一个侧面上，并贯通至相邻的两个侧面，所述通槽1101的宽度应该尽量接近动子本体的厚度，这样可以更好地起到导向的作用，运行更稳定。为了设置所述动子导向架11，在所述支架8上设有与动子滑槽相连通的径向导向架插槽802，插槽802的空间形状与动子导向架11的形状相适配，所述动子导向架11设置在导向架插槽802中，所述动子本体动配合在所述通槽1101。为了节省材料，减轻重量，如图21所示，本发明中动子导向架11的形状呈∏字形。所述高效节能永磁直线双缸压缩机中优选设有一个以上动子导向架11，优选在所述支架8上定子容腔的两侧均设有导向架插槽802和动子导向架11。

权利要求：1.一种高效节能永磁直线双缸压缩机，包括气缸体、活塞、由包括定子及动子组成的往复动磁式直线电机，其特征在于：所述动子为杆状构件，所述动子的两端分别设有活塞与气缸体配合构成直线电机双缸压缩机，所述直线电机双缸压缩机中还设有一对弹性件，所述一对弹性件分别使得所述动子具有一个与动子运动方向相反的弹性阻尼力，使得所述活塞、一对弹性件和动子形成一个弹性系统，所述弹性系统的共振频率与定子的励磁电流频率相匹配。2.根据权利要求1所述的高效节能永磁直线双缸压缩机，其特征在于：所述高效节能永磁直线双缸压缩机设有支架，所述支架上设有筒状弹簧容腔，所述弹性件由螺旋压缩弹簧构成，所述螺旋压缩弹簧间隙配合设置在所述弹簧容腔中，所述弹簧容腔中还设置有推板，所述推板与弹簧容腔间隙配合，所述动子轴向穿过所述弹簧容腔、推板及螺旋压缩弹簧中心，并且轴向可移动地设置，所述推板与动子固定连接构成联动，所述螺旋压缩弹簧的两端分别抵在所述弹簧容腔侧壁和推板上构成所述弹性系统；所述支架上动子两侧且成对相对设有定子容腔，所述定子由铁芯及线圈绕组组成的励磁线圈绕组构成，所述定子固定设置在所述定子容腔中，所述动子上与所述定子相对应位置设有永磁体。3.根据权利要求2所述的高效节能永磁直线双缸压缩机，其特征在于：所述支架整体为柱状构件，所述支架中部设置有一个所述弹簧容腔，所述弹簧容腔中设置有由一对螺旋压缩弹簧构成所述一对弹性件，所述一对螺旋压缩弹簧之间设有所述推板，螺旋压缩弹簧两端分别抵在所述弹簧容腔侧壁和所述推板上；所述一对气缸体分别设置在所述支架两端，所述支架中心沿轴向设置有贯通的动子滑槽，所述动子轴向可移动地设置在动子滑槽中，所述动子轴向穿过所述弹簧容腔、推板及螺旋压缩弹簧中心，所述推板与动子固定连接构成联动；所述支架上所述弹簧容腔和气缸体之间对称设有与动子滑槽联通的径向型腔构成所述定子容腔，所述定子固定设置在所述定子容腔中，所述动子上与所述定子相对应位置设有永磁体。4.根据权利要求3所述的高效节能永磁直线双缸压缩机，其特征在于：所述支架上所述弹簧容腔两端与所述一对气缸体之间均对称设有与动子滑槽联通的径向型腔构成一对所述定子容腔，一对所述定子容腔中均固定设置有所述定子，所述动子上与所述定子相对应位置设有永磁体构成双电磁直线驱动，所述双电磁直线驱动为同步设置。5.根据权利要求2所述的高效节能永磁直线双缸压缩机，其特征在于：所述支架整体为柱状构件，所述一对气缸体分别设置在所述支架两端，所述支架上靠近两个端部均设置有一个所述弹簧容腔，所述弹簧容腔中设有一个所述推板及一个螺旋压缩弹簧构成所述弹性件，螺旋压缩弹簧两端分别抵在所述弹簧容腔侧壁和所述推板上；所述支架中心沿轴向设置有贯通的动子滑槽，所述动子轴向可移动地设置在动子滑槽中，所述动子轴向穿过两个所述弹簧容腔、推板及螺旋压缩弹簧的中心，两个所述推板与动子固定连接构成联动；所述定子容腔设置在两个所述弹簧容腔之间，所述定子容腔由对称设置并与动子滑槽联通的径向型腔构成，所述定子固定设置在所述定子容腔中，所述动子上与所述定子相对应位置设有永磁体。6.根据权利要求5所述的高效节能永磁直线双缸压缩机，其特征在于：所述气缸体内缩设置在所述弹簧容腔中。7.根据权利要求2-6任一项所述的高效节能永磁直线双缸压缩机，其特征在于：所述动子包括动子本体及固定设置其上的永磁体，所述高效节能永磁直线双缸压缩机还设有动子导向架，所述动子导向架的侧面上设有与所述动子本体截面相配的通槽，所述支架上设有与动子滑槽相连通的径向导向架插槽，所述动子导向架设置在导向架插槽中，所述动子本体动配合在所述通槽。8.根据权利要求7所述的高效节能永磁直线双缸压缩机，其特征在于：所述支架上定子容腔的两侧均设有导向架插槽和动子导向架。

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