一種高壓縮比的氣體軸承式線性壓縮的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高壓縮比的氣體軸承式線性壓縮機，包括活塞、氣缸、過渡法蘭和壓縮法蘭，活塞與氣缸之間設有氣體流道，形成支承活塞的氣體靜壓軸承；過渡法蘭與活塞、氣缸圍成第一壓縮腔，壓縮法蘭與過渡法蘭圍成第二壓縮腔；過渡法蘭的中心孔處設有壓力控制閥，壓力控制閥的進氣口與第一壓縮腔連接，壓力控制閥的出氣口與第二壓縮腔連接。本發(fā)明采用氣體靜壓軸承支承活塞，結合壓力控制閥，不僅使得活塞與氣缸實現氣體潤滑效應，達到無磨損支承，而且壓力控制閥很好地控制了第一壓縮腔內部的壓力，迫使其達到壓力控制閥的開啟壓力，從而極大地提升了壓縮機的輸出壓縮比，為膨脹機提供高壓縮比的高壓氣體做功奠定了基礎。
【專利說明】一種高壓縮比的氣體軸承式線性壓縮機
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【技術領域】
[0002]本發(fā)明涉及線性壓縮機【技術領域】，具體是一種高壓縮比的氣體軸承式線性壓縮機。
[0003]

【背景技術】
[0004]傳統高壓縮比的線性壓縮機采用油潤滑，特別是韓國LG公司開發(fā)的冰箱用線性壓縮機，其輸出功率雖然較高，但壓縮機活塞運動需要潤滑油，達到降低活塞與氣缸之間摩擦磨損的目的，但是這樣會導致壓縮機內部結構過于復雜(如增加潤滑油過濾系統)，既降低了壓縮機的輸出效率，又縮短了壓縮機的整機壽命。同時，由于壓縮機整機振動較大，產生的振動噪聲較高，影響壓縮機的應用范圍。
[0005]氣體軸承式線性壓縮機以氣體潤滑的方式，很好地解決了活塞與氣缸之間的摩擦磨損，降低了摩擦損耗，極大地提高了活塞的使用壽命。然而壓縮機采用氣體軸承技術支承活塞運轉，氣體軸承的成功懸浮需要消耗壓縮腔內部的高壓氣體，必然會導致壓縮機產生的高壓氣體用于膨脹制冷的量減少，從而影響了壓縮機的效率。另一方面，由于壓縮機結構、尺寸、重量等因素限制，導致壓縮機運動產生的高壓氣體壓力比較小，而壓縮機的輸出壓縮比作為衡量壓縮機性能的參數之一，若輸出壓縮比較小，必然會制約壓縮機的輸出PV功，從而降低膨脹機產生制冷的制冷量，導致制冷機整機效率較低。
[0006]


【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種高壓縮比的氣體軸承式線性壓縮機，一方面，解決油潤滑壓縮機結構復雜、效率低、振動大與壽命短等問題；另一方面，解決由于氣體軸承式線性壓縮機的氣體軸承消耗高壓氣體，導致壓縮機輸出壓縮比低且無法增加膨脹機膨脹制冷量需求等問題。
[0008]本發(fā)明的技術方案為:
一種高壓縮比的氣體軸承式線性壓縮機，包括活塞、氣缸以及驅動活塞在氣缸內往復運動的線性電機，所述活塞與氣缸之間設有氣體流道，形成支承活塞的氣體靜壓軸承；所述活塞從氣缸的一端進入，氣缸的另一端外圓周固定設有過渡法蘭，所述過渡法蘭上固定設有壓縮法蘭；所述過渡法蘭與活塞、氣缸圍成第一壓縮腔，所述壓縮法蘭與過渡法蘭圍成第二壓縮腔；所述過渡法蘭的中心孔處設有壓力控制閥，所述壓力控制閥的進氣口與第一壓縮腔連接，所述壓力控制閥的出氣口與第二壓縮腔連接。
[0009]所述的高壓縮比的氣體軸承式線性壓縮機，所述過渡法蘭與壓縮法蘭采用焊接連接。
[0010]所述的高壓縮比的氣體軸承式線性壓縮機，所述壓力控制閥通過螺栓裝設在過渡法蘭上。
[0011]所述的高壓縮比的氣體軸承式線性壓縮機，所述線性電機包括內定子、外定子以及位于內定子與外定子之間的激勵永磁體，所述激勵永磁體通過連接件與活塞連接。
[0012]由上述技術方案可知，本發(fā)明采用氣體靜壓軸承支承活塞，結合壓力控制閥，不僅使得活塞與氣缸實現氣體潤滑效應，達到無磨損支承，而且壓力控制閥很好地控制了第一壓縮腔內部的壓力，迫使其達到壓力控制閥的開啟壓力，從而極大地提升了壓縮機的輸出壓縮比，為膨脹機提供高壓縮比的高壓氣體做功奠定了基礎。
[0013]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的結構示意圖。
[0015]

【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖進一步說明本發(fā)明。
[0017]如圖1所示，一種高壓縮比的氣體軸承式線性壓縮機，包括活塞1、氣缸2、內定子3、外定子4、激勵永磁體5、連接件6、過渡法蘭7、壓縮法蘭8和壓力控制閥9。活塞I從氣缸2的一端進入,裝配于氣缸2內部。內定子3、外定子4和激勵永磁體5構成線性電機，內定子3與外定子4形成線性電機的內外磁極,激勵永磁體5通過連接件6與活塞I連接，形成驅動活塞I的動子。
[0018]當外定子4的內部線圈接通交流電源時，交變電流于內定子3與外定子4之間產生交變電磁場，并與激勵電磁場相互作用，產生交變往復的電磁推力，驅動活塞I沿著氣缸2壁面作往復運動，壓縮氣體工質，產生高壓氣體?；钊鸌與氣缸2之間設有氣體流道，形成支承活塞I的氣體靜壓軸承。
[0019]過渡法蘭7安裝在氣缸2另一端的外圓周面上，壓縮法蘭8與過渡法蘭7采用焊接連接，壓力控制閥9通過螺栓裝配在過渡法蘭7的中心孔12處。過渡法蘭7與活塞1、氣缸2圍成第一壓縮腔10，過渡法蘭7與壓縮法蘭8圍成第二壓縮腔11。壓力控制閥9的進氣口與第一壓縮腔10連接，壓力控制閥9的出氣口與第二壓縮腔11連接。過渡法蘭7的中心孔12可視為第一壓縮腔10的排氣孔，壓縮法蘭8的中心孔13可視為第二壓縮腔11的排氣孔。
[0020]本發(fā)明的工作原理:
一方面，線性電機驅動活塞I在氣缸2內部往復運動產生的高壓氣體，其中極少部分進入活塞I與氣缸2之間所形成的氣體流道，形成氣體靜壓軸承，支承活塞I，使活塞I穩(wěn)定懸浮于氣缸2內部，在活塞I與氣缸2之間進行氣體潤滑，實現活塞I與氣缸2之間的無磨損支承，成功獲得無磨損、長壽命、高可靠性的氣體軸承式線性壓縮機。
[0021]另一方面，活塞I往復運動產生的高壓氣體進入第一壓縮腔10內部，當氣體壓力未達到壓力控制閥9的開啟壓力時，氣體被封存于第一壓縮腔10，隨著活塞I的往復運動，被封存于第一壓縮腔10內的氣體壓力逐步增大，達到壓力控制閥9的開啟壓力時，壓力控制閥9開啟，此時，通過壓力控制閥9的控制而壓力提高的高壓氣體進入第二壓縮腔11，并通過壓縮法蘭8的中心孔13進入膨脹機，高壓氣體膨脹產生制冷量。并且，由于壓力控制閥9的單向導通特性，確保第二壓縮腔11內部的高壓氣體不會回流至第一壓縮腔10，很好地控制了壓縮機的輸出壓縮比，即由于壓力控制閥9的作用，很好地將活塞I往復運動產生的高壓氣體壓力提升到壓力控制閥9的開啟壓力，使得壓縮機的輸出壓縮比很高。根據壓縮機輸出壓縮比的設計要求，設計合理的壓力控制閥9，即可獲得壓縮機設計所需要的輸出壓縮比，達到設計需求。
[0022]本發(fā)明的壓縮機內部活塞I的支承方式采用氣體靜壓潤滑技術，實現了活塞I的無磨損支承，極大地提高了壓縮機的工作壽命；同時活塞I往復運動產生的高壓氣體被封存于第一壓縮腔10，迫使壓縮機的輸出壓力必須達到壓力控制閥9的開啟壓力，從而使得壓縮機的輸出壓縮比有很大的提高，這樣的高壓氣體進入膨脹機做功，產生的制冷量也得到極大提升。因此，本發(fā)明提供了一種高壓縮比、長壽命和高可靠性的氣體軸承式線性壓縮機。
[0023]以上所述實施方式僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發(fā)明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發(fā)明的權利要求書確定的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種高壓縮比的氣體軸承式線性壓縮機，包括活塞、氣缸以及驅動活塞在氣缸內往復運動的線性電機，其特征在于:所述活塞與氣缸之間設有氣體流道，形成支承活塞的氣體靜壓軸承；所述活塞從氣缸的一端進入，氣缸的另一端外圓周固定設有過渡法蘭，所述過渡法蘭上固定設有壓縮法蘭；所述過渡法蘭與活塞、氣缸圍成第一壓縮腔，所述壓縮法蘭與過渡法蘭圍成第二壓縮腔；所述過渡法蘭的中心孔處設有壓力控制閥，所述壓力控制閥的進氣口與第一壓縮腔連接，所述壓力控制閥的出氣口與第二壓縮腔連接。
2.根據權利要求1所述的高壓縮比的氣體軸承式線性壓縮機，其特征在于:所述過渡法蘭與壓縮法蘭采用焊接連接。
3.根據權利要求1所述的高壓縮比的氣體軸承式線性壓縮機，其特征在于:所述壓力控制閥通過螺栓裝設在過渡法蘭上。
4.根據權利要求1所述的高壓縮比的氣體軸承式線性壓縮機，其特征在于:所述線性電機包括內定子、外定子以及位于內定子與外定子之間的激勵永磁體，所述激勵永磁體通過連接件與活塞連接。
【文檔編號】F04B39/12GK104454441SQ201410741762
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月9日 優(yōu)先權日:2014年12月9日
【發(fā)明者】王波, 郭良珠, 孔中科, 王建中, 寇翠翠 申請人:中國電子科技集團公司第十六研究所