[发明专利]一种直线压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及一种压缩机，尤其涉及一种直线压缩机。

背景技术

传统的压缩机大多是一种往复式压缩机，一般使用普通旋转电机，通过曲柄连杆机构带动活塞在缸体内往复运动来压缩气体。当活塞进行压缩行程时，吸气阀关闭，排气阀打开。当活塞进行抽吸行程时，排气阀关闭，吸气阀打开。这种压缩机的工作压缩比小，而且由旋转运动变成直线运动结构复杂，效率低，还有机械传动机构工作时噪声大。

针对上述现状，市场上出现了直线压缩机，现有的直线压缩机大多采用单定子线圈结构，该种直线压缩机要实现其内动子的往复运动来压缩气体，一般在动子完成压缩行程后，需要依靠弹簧回复力进行复位。可弹簧的使用增加了活塞移动时的阻力，且在动子回复过程中不再压缩空气，因而存在着系统效率低的缺陷。

也有一种采用单定子线圈结构的直线压缩机，它采用永磁铁来实现动子压缩行程后的复位。如一专利号为ZL01135627.8(公告号为CN1363770Y)的中国实用新型专利《电机功率与活塞行程无关的超高压缩比型活塞式压缩机》就披露了这样一种压缩机，包括有作为动力装置的直线电机结构：由它处于直线往复运动的动子部件驱动活塞做直线往复运动；外设水冷散热装置的气缸：它的排气端口部位对活塞的出进是采用完全敞开的结构型式；控制直线电机往复运行的电源转换开关装置。该专利主要是对汽缸作了改进，根据对该专利的理解，结合本领域技术人员的相关知识可知：改变同一线圈的电流方向，要实现动子在定子产生的变化磁场内往复移动，所述的动子必须附有永磁铁(或者在动子外表面附有复位弹簧)，可在变化磁场内，永磁铁动子不管朝哪个方向移动都会产生阻力，且两边的阻力不相同，同时该压缩机的磁路结构也不可能产生与气体压缩特性相一致的力特性。即在磁路、电路、阻力等方面都不是平衡对称的，因此该压缩机仍然具有工作效率低、耗能大的特点。

还有一专利号为ZL200410030847.0(公告号为CN1563714Y)的中国实用新型专利《直线电机驱动的往复泵》，它明确披露了这样一种采用永磁铁动子的直线电机驱动的往复泵，包括缸套、缸套内设有活塞、活塞杆，活塞杆与直线电机动子连接并固定，直线电机外壳内有定子固定环，直线电机定子是由硒钢片缠绕阻组成，定子内有直线电机动子，动子表面贴有永磁铁，永磁铁外表面与定子内表面之间的距离在1-3毫米之间。直线电机外壳端部有电机端盖，电机端盖上有直线轴承。利用直线电机为往复泵直接提供直线往复运动的动力。由于该专利文献中的直线电机采用不对称的结构，且采用永磁铁来实现动子的复位运动，因而存在着与上述相同的缺陷。另外，由于该往复泵压缩的是流体，流体的压缩特性不同于空气，因此用这种磁路结构的直线压缩机上，是无法达到压缩空气的目的。

综上所述，现有的直线压缩机均存在工作效率低、耗能大的缺点，故还可作进一步改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种结构合理而具有效率高、耗能少的直线压缩机，

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该直线压缩机包括有直线电机总成以及固定在直线电机总成两端的左、右压缩气缸；其中直线电机总成包含有由机壳和设置在机壳两端的左、右端盖围成的壳体，以及定位于壳体内的定子线圈和在定子线圈内作轴向运动的动子；所述动子左、右两端的主轴分别贯穿左、右端盖后与对应侧压缩气缸内的活塞相固连，并在主轴与相应端盖之间支承有直线轴承；其特征在于：所述的定子线圈有两个，分别以机壳为中心对称分布而形成结构相同的左、右定子线圈，并在该左、右定子线圈之间的机壳内间隔固定有左、右环状磁路元件；上述主轴之外的动子部分为铁心，而在上述左、右端盖的内表面上分别具有伸入各自定子线圈内的凸部，对应地，所述铁心的两端面上分别具有与上述凸部相匹配的凹部，且在自然状态下，所述动子的两端分别部分伸入到左、右定子线圈内，以使机壳中心两侧分别形成由上述机壳、对应侧端盖、动子、对应的环状磁路元件构成的对称平衡的左、右磁路。

为了能方便地调整活塞与对应压缩气缸缸底之间的余隙，在上述动子的中心贯穿有一带位置传感器的限位键，对应地，在机壳上开有轴向的限位槽，上述限位键端部穿过限位槽而外露于机壳，并在自然状态下，限位键处于该限位槽的中部。采用这样的结构后，利用限位键的外露，就可方便地按需移动限位键上的位置传感器，即可快速地改变动子的移动幅度，也就是调整了活塞和对应压缩气缸缸底之间的余隙量，使气缸的余隙降低到最小，而获得更好的运行性能；同时若位置传感器控制失效的情况下，又可借助于限位键与限位槽边沿的抵触，来有效地防止活塞撞击压缩气缸的缸底而具有防撞的功能。