專(zhuān)利名稱:電磁式壓縮機(jī)的制作方法
一般電冰箱用的小型全封閉式制冷壓縮機(jī)是采用內(nèi)裝的小型單相交流電動(dòng)機(jī)通過(guò)曲柄滑管或曲軸連桿機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)的。這類(lèi)壓縮機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)工況下效能比在0.7-0.9左右，即總效率約1/3左右，故效率很低。主要原因是一、小型單相交流電動(dòng)機(jī)本身效率就很低，二、電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功由曲柄滑管或曲軸連桿傳動(dòng)給活塞，因此有相當(dāng)部分機(jī)械功在傳動(dòng)中損耗。當(dāng)壓縮機(jī)功率越小時(shí)，上述兩項(xiàng)損耗比例就越大。因此要提高效率應(yīng)從提高電能效率和降低機(jī)械傳動(dòng)損耗方面著手。若采用電磁力直接驅(qū)動(dòng)活塞來(lái)壓縮氣體，由于無(wú)需采用曲柄滑管或曲軸連桿等機(jī)械傳動(dòng)裝置，就有可能提高小型壓縮機(jī)的效率?，F(xiàn)有的根據(jù)這一原理制成的電磁式壓縮機(jī)一般采用電磁振動(dòng)型式。即在永磁體的固定磁場(chǎng)中有一組激磁線圈，當(dāng)激磁線圈中通入工頻電流時(shí)，產(chǎn)生了交變磁場(chǎng)，在交變磁場(chǎng)中的永磁體便發(fā)生振動(dòng)，經(jīng)過(guò)振動(dòng)彈簧連動(dòng)的活塞便在振動(dòng)下做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。由于使用振動(dòng)彈簧和永磁體便產(chǎn)生了兩個(gè)問(wèn)題，振動(dòng)彈簧的疲勞問(wèn)題和永磁體在交變磁場(chǎng)中失磁的問(wèn)題，這兩個(gè)問(wèn)題影響到效率和機(jī)械壽命，故這類(lèi)壓縮機(jī)沒(méi)有被廣泛應(yīng)用。
本發(fā)明的目的是要提供用電磁力直接驅(qū)動(dòng)活塞的壓縮機(jī)并在電磁場(chǎng)中不用永磁體和振動(dòng)彈簧。由于沒(méi)有這兩個(gè)問(wèn)題，就能有簡(jiǎn)單的機(jī)械結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)的機(jī)械壽命。
本發(fā)明特征在于由一個(gè)兩邊分別繞有一組輪流與電源接通和關(guān)斷的激磁線圈1的套管2和一個(gè)可在套管2中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的鐵心3及形成磁回路的外殼4組成了電磁式壓縮機(jī)的直線往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。套管2和鐵心3本身也可分別作為汽缸和活塞，如圖1所示。也可用鐵心3來(lái)驅(qū)動(dòng)活塞11在汽缸12中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，如圖7所示?，F(xiàn)以圖1為例對(duì)其工作情況介紹如下當(dāng)一組激磁線圈1，如右邊的激磁線圈1與電源接通時(shí)，鐵心3在電磁力作用下向右運(yùn)動(dòng)，左端空隙增大，吸氣閥6開(kāi)啟，吸氣。同時(shí)右端空隙縮小，氣體被壓縮，到一定壓力時(shí)排氣閥7開(kāi)啟，排氣。鐵心3運(yùn)動(dòng)到預(yù)定位置時(shí)，右邊的激磁線圈1與電源關(guān)斷。同時(shí)左邊的激磁線圈1與電源接通，鐵心3在電磁力作用下向左運(yùn)動(dòng)，右端開(kāi)始吸氣，左端開(kāi)始?jí)嚎s、排氣。這樣就達(dá)到了用電磁力來(lái)直接推動(dòng)活塞壓縮氣體的目的。
對(duì)于如圖1所示的以鐵心3作為活塞的電磁式壓縮機(jī)應(yīng)采取一些止動(dòng)措施來(lái)避免鐵心3和止座5的碰撞。止動(dòng)方法有多種，如可使套管2和鐵心3的中間部分直徑與兩端直徑有一些差別，如圖2所示，這樣由于直徑差產(chǎn)生的斜面將使鐵心3運(yùn)動(dòng)到一定位置時(shí)就能被止住，避免了碰撞。也可將排氣口8開(kāi)在離止座5一定距離的套管2壁面上，如圖4所示，當(dāng)鐵心3運(yùn)動(dòng)到遮斷排氣口8的位置后，繼續(xù)壓縮將使剩余氣體壓力增大，故對(duì)鐵心3的阻力增大，對(duì)鐵心3起止動(dòng)作用。也可使鐵心3的鐵質(zhì)段長(zhǎng)度短于止座5到墊片10的這段距離，如圖3所示，當(dāng)鐵心3運(yùn)動(dòng)到離止座5很接近時(shí)，磁回路中的磁通不再增大而是有所減少，電磁力相應(yīng)下降，但氣體的壓力不降低，故止動(dòng)力增大。對(duì)于如圖7所示的電磁式壓縮機(jī)可不用采取任何止動(dòng)措施，因?yàn)殍F心3能自動(dòng)停止在一定位置上。鐵心3可以是一個(gè)整體，也可以在中間有一段非磁性材料9，如銅、鋁等非磁性金屬或合金，這樣有助于將兩個(gè)磁回路隔開(kāi)。
與激磁線圈1輪流接通和關(guān)斷的電源有多種形式。如圖5所示的一種最簡(jiǎn)單的電源電路。每組激磁線圈1串聯(lián)一個(gè)二極管，正半周時(shí)激磁線圈1a接通，另一組關(guān)斷，負(fù)半周時(shí)激磁線圈1b接通，1a關(guān)斷。隨著交變電流變化，兩個(gè)激磁線圈1就輪流地接通和關(guān)斷。用可控硅、二極管或其他整流元件，單獨(dú)或加上觸發(fā)電路和其他元件就可構(gòu)成各種能使兩組激磁線圈輪流與電源接通和關(guān)斷的電路，方法不勝枚舉。
在本發(fā)明中套管2、激磁線圈1、鐵心3和外殼4構(gòu)成了電磁式壓縮機(jī)的直線往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，鐵心3本身就可作為活塞或直接驅(qū)動(dòng)活塞11，所以不需要傳動(dòng)裝置，并且汽缸壁受到活塞的徑向壓力很小，故摩擦很小，因此機(jī)械效率高。當(dāng)設(shè)計(jì)合理時(shí)，電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的效率也比較高，所以總效率比較高。電磁式壓縮機(jī)除了可作為制冷壓縮機(jī)外，也可用于其他壓縮氣體的場(chǎng)合。
在本發(fā)明中，主要運(yùn)動(dòng)部件只是一個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的鐵心，運(yùn)動(dòng)部件少，故機(jī)械加工裝配都比較簡(jiǎn)單，同時(shí)運(yùn)動(dòng)部件少就可以有低的噪聲和長(zhǎng)的機(jī)械壽命。
本發(fā)明可這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖1所示，套管2上繞有兩個(gè)輪流接通電源的激磁線圈1，激磁安匝根據(jù)所要求的壓縮比、尺寸、形狀等因素而定。鐵質(zhì)外殼4與鐵心3及鐵心3與止座5之間的空隙構(gòu)成了磁回路。在兩個(gè)磁回路中有非磁性材料，如銅、鋁等非磁性金屬或合金材料做成的墊片10。鐵心3中間亦有一段非磁性材料9。鐵心3與套管2的中間部分直徑比兩端略微小一點(diǎn)，這樣鐵心3運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)碰撞止座5，鐵心3的行程由直徑差產(chǎn)生的斜面的形狀和尺寸所定。由上述激磁線圈1、套管2、鐵心3、外殼4及吸氣閥6、排氣閥7及其他緊固件、墊片、附件就組成了電磁式壓縮機(jī)。其工作情況已在前面敘述過(guò)了。電磁式壓縮機(jī)由一個(gè)可控硅整流電源供電，如圖6所示。每四個(gè)可控硅構(gòu)成一組對(duì)一個(gè)激磁線圈1供電，每四個(gè)可控硅的控制極由同一個(gè)觸發(fā)電流來(lái)控制，以虛線表示如圖6。這兩組可控硅被輪流地觸發(fā)導(dǎo)通和關(guān)斷，從而使激磁線圈1輪流地接通電源和關(guān)斷。每組四個(gè)可控硅就可以保證激磁線圈1按時(shí)與電源接通和關(guān)斷。二極管則與激磁線圈1構(gòu)成了續(xù)流回路，在可控硅關(guān)斷時(shí)，續(xù)流回路就導(dǎo)通，電阻則可使激磁線圈1在電源關(guān)斷后電流能較快地降下來(lái)，從而使鐵心3與止座5間的剩余吸力很快下降，這樣鐵心3可不用停留很長(zhǎng)時(shí)間就可向另一端運(yùn)動(dòng)了?？刂瓶煽毓枵麟娫吹氖且粋€(gè)觸發(fā)電路，例如可由一個(gè)無(wú)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路來(lái)控制，只要使可控硅的控制極能按要求導(dǎo)通和關(guān)斷即可。
對(duì)于圖7所示的電磁式壓縮機(jī)只是在圖1所示的基礎(chǔ)上增加了活塞11、汽缸12，和在其他部分稍做改動(dòng)而已，其原理和工作情況是一樣的。
權(quán)利要求
1.用電磁力來(lái)壓縮氣體的電磁式壓縮機(jī)，特征在于其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是由兩邊分別繞有一組輪流與電源接通和關(guān)斷的激磁線圈1的套管2和一個(gè)可在套管2中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的鐵心3及形成磁回路的外殼4構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求
1所述的電磁式壓縮機(jī)，特征在于套管2和鐵心3分別是汽缸和活塞。
3.如權(quán)利要求
1所述的電磁式壓縮機(jī)，特征在于活塞11在鐵心3的驅(qū)動(dòng)下在汽缸12中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
4.如權(quán)利要求
1所述的電磁式壓縮機(jī)，特征在于鐵心3是一個(gè)整體。
5.如權(quán)利要求
1所述的電磁式壓縮機(jī)，特征在于鐵心3中間有一段非磁性材料9。
6.如權(quán)利要求
1、2所述的電磁式壓縮機(jī)，特征在于套管2和鐵心3的中間部分直徑不同于兩端部分直徑。
7.如權(quán)利要求
1、2所述的電磁式壓縮機(jī)，特征在于排氣口8位于套管2的壁面上。
8.如權(quán)利要求
1、2所述的電磁式壓縮機(jī)，特征在于鐵心3的鐵質(zhì)段長(zhǎng)度小于止座5到墊片10的距離。
專(zhuān)利摘要
電磁式壓縮機(jī)，由一個(gè)兩邊分別繞有一組輪流與電源接通和關(guān)斷的激磁線圈的套管和一個(gè)可在套管中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的鐵心及形成磁回路的外殼構(gòu)成了電磁式壓縮機(jī)的直線往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。當(dāng)上述兩組激磁線圈輪流與電源接通和關(guān)斷時(shí)，鐵心即在套管中作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并驅(qū)動(dòng)活塞或直接進(jìn)行吸氣、壓縮、排氣過(guò)程，達(dá)到了以電磁力直接壓縮氣體的目的。由于沒(méi)有復(fù)雜的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，機(jī)械效率較高。
文檔編號(hào)F04B17/04GK87101616SQ87101616
公開(kāi)日1988年9月7日 申請(qǐng)日期1987年2月25日
發(fā)明者張健豪, 酈秀章 申請(qǐng)人:張健豪, 酈秀章導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan