一种具有内排气管的往复直线压缩机的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种具有内排气管的往复直线压缩机，其包括壳体(1)、及设置于该壳体内部的气缸(4)和排气阀组件(2)，其中在所述排气阀组件(2)上设置有用于排出其内部气体的排气阀孔、所述壳体(1)上设置有用于排出其内部气体的排气孔，在所述排气孔与所述排气阀孔之间还设置有用于连通二者的内排气管(3)，并且在所述内排气管(3)上的任意位置处沿着与所述压缩机转轴轴线相垂直的方向形成有至少一处的近似“U”形弯折(31)。通过本发明能够有效解决压缩机内部的内排气管容易因压缩机的振动而发生振动断裂的技术问题，充分利用直线压缩机振动的特点设计，即使在直线压缩机的大冲程振动作用下也不会发生内排气管断裂的情况。
【专利说明】
_种具有内排气)管的往复直线压缩机
技术领域
[0001]本发明属于空调技术领域，具体涉及一种具有内排气管的往复直线压缩机。【背景技术】
[0002]目前市场上用于冰箱和空调的往复压缩机均包含气缸、活塞和电机等主要组成部分，活塞在旋转电机或直线电机驱动力作用下做往复直线运动，推动压缩室内气体做功，将低温低压的气体压缩成高温高压气体，最终经冷凝器、毛细管和蒸发器完成整个制冷系统循环。
[0003]往复直线压缩机采用直线电机驱动，活塞在气缸中做往复直线运动并克服气体压力和摩擦阻力做功。往复直线压缩机在运行过程中要求机体具有一定的振动，以保证油栗能够工作，从而满足往复直线压缩机对栗油的需求。通常，往复直线压缩机的负载越大，机体振动越大。
[0004]往复直线压缩机中，通常内排气管较长，内排气管的一端与气缸的排气阀盖相连， 内排气管的另一端与壳体的排气口相连，实现排气。往复直线压缩机在运行过程中，机体振动较易导致内排气管断裂，影响往复直线压缩机正常工作。
[0005]专利号CN200510083247.5的专利附图中公布了一种螺旋状内排气管(图1 )，该螺旋状内排气管虽然对压缩机机体的振动能够起到一定的缓冲作用，但是在使用过程中当负载比较大时直角折弯处应力集中严重，尤其是当管内气体频率与管路固有频率相当或接近时极易发生气柱共振，此时管路很容易断裂从而造成压缩机失效。此外，压缩机在负载较大的工况运行时振动大，行业内一般都用邦迪管以保证管路的可靠性。由于邦迪管硬度高，折弯比较困难，且材料比较贵，成本高。
[0006]综上所述，如何降低内排气管因机体振动断裂的几率，以降低对往复直线压缩机正常工作的影响，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
[0007]由于现有技术中的直线往复压缩机存在内排气管易因机体振动而发生振动断裂的技术问题，因此本发明研究设计出一种具有内排气管的往复直线压缩机。
【发明内容】
[0008]因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的直线往复压缩机存在内排气管易因机体振动而发生振动断裂的缺陷，从而提供一种新的具有内排气管的往复直线压缩机。
[0009]本发明提供一种具有内排气管的往复直线压缩机，其包括壳体、及设置于该壳体内部的气缸和排气阀组件，其中在所述排气阀组件上设置有用于排出其内部气体的排气阀孔、所述壳体上设置有用于排出其内部气体的排气孔，在所述排气孔与所述排气阀孔之间还设置有用于连通二者的内排气管，并且在所述内排气管上的任意位置处沿着与所述压缩机转轴轴线相垂直的方向形成有至少一处的近似“U”形弯折。
[0010]优选地，所述近似“U”形弯折为在压缩机转轴轴线的垂直方向成180°的大弯折形状。
[0011]优选地，所述近似“U”形弯折包括4个角度大小近似相等的弯角，分别为第一弯角、 第二弯角、第三弯角和第四弯角。
[0012]优选地，所述第一、第二、第三和第四弯角的弯折角度大小均在80°-120°的范围之间。
[0013]优选地，所述近似“U”形弯折形成在所述内排气管上的任意的一处位置;或者所述近似“U”形弯折形成在所述内排气管上的任意两处不同的位置，包括第一近似“U”形弯折和第二近似“U”形弯折。
[0014]优选地，所述往复直线压缩机的转轴轴线位于水平方向，所述近似“U”形弯折形成在水平方向且与所述压缩机转轴轴线相垂直的方向。[〇〇15]优选地，所述壳体上的所述排气孔与所述排气阀组件分别位于压缩机轴线上且位于所述气缸的两侧的位置。[〇〇16]优选地，所述排气阀组件包括排气阀盖以及连接于其上并与其内部相连通的消音盖。
[0017]优选地，所述消音盖内部设置有两个消声腔，分别为第一消声腔和第二消声腔，两个所述消声腔之间通过一个气体连通孔相连通。
[0018]优选地，所述气体连通孔的孔径为巾3?巾5_。
[0019]本发明提供的一种具有内排气管的往复直线压缩机具有如下有益效果:[〇〇2〇] 1.通过本发明的具有内排气管的往复直线压缩机，能够有效解决压缩机内部的内排气管容易因压缩机的振动而发生振动断裂的技术问题，充分利用直线压缩机振动的特点设计，即使在直线压缩机的大冲程振动作用下也不会发生内排气管断裂的情况；[〇〇21]2.通过本发明的具有内排气管的往复直线压缩机，能够适应不同频率及行程下的机体的振动，可靠性高，寿命长；
[0022]3.本发明的具有内排气管的往复直线压缩机的内排气管结构简单，制作成本低， 易于实现。
[0023]4.通过消音盖及两个消音腔能够有效降低压缩腔排气后的气体的振动，有效地增强对压缩机消音的作用，使得压缩机整体能够达到运行安全、静音的效果。【附图说明】
[0024]图1是现有技术的往复直线压缩机的内部剖视结构图；
[0025]图2是本发明的具有内排气管的直线往复压缩机壳体内部的部件的爆炸结构示意图；
[0026]图3是本发明的具有内排气管的直线往复压缩机的第一实施方式的内部立体结构示意图；
[0027]图4是本发明的具有内排气管的直线往复压缩机的第二实施方式的内部立体结构示意图；[〇〇28]图5是图3的俯视图；
[0029]图6是本发明的第一实施方式中的排气阀组件与内排气管、排气管依次相连接的立体结构示意图；
[0030]图7是本发明的排气阀组件的立体结构示意图；[0031 ]图8是图7的排气阀组件的爆炸示意图。[〇〇32]图中附图标记表示为:[0033 ]! 一壳体，2—排气阀组件，21 —排气阀盖，22—消音盖，221 —第一消音腔，222—第二消音腔，223—气体连通孔，23—排气阀，24—排气阀簧，25—密封垫片，26—排气阀支座， 27—减振垫片，3—内排气管，31—近似“U”形弯折，311—第一弯角，312—第二弯角，313— 第二弯角，314—第四弯角，4 一气缸，41 一气缸孔，5—活塞，6—电机，7—弹黃固定板，8—第一谐振弹簧，9 一吸气消声器，10—第二谐振弹簧，11 一弹簧后盖，12—排气管，13—吸气管， 14 一支撑弹簧，15—连通管，16—弹簧支撑件。【具体实施方式】
[0034]如图2-6所示，本发明提供一种具有内排气管的往复直线压缩机，其包括壳体1、及设置于该壳体内部的气缸4和排气阀组件2,其中在所述排气阀组件2上设置有用于排出其内部气体的排气阀孔(图中未标出，在排气阀组件2上连通内排气管3的位置)、所述壳体1上也设置有用于排出其内部气体的排气孔(图中未标出，在壳体1上排气管12与内排气管3相接的位置)，且在所述排气孔与所述排气阀孔之间还设置有用于连通二者的内排气管3,并且在所述内排气管3上的任意位置处沿着与所述压缩机转轴轴线相垂直的方向形成有至少一处的近似“U”形弯折31。
[0035]通过本发明的具有内排气管的往复直线压缩机，采用在内排气管的上述位置设置 “U”形弯折的结构形式，能够有效地使得压缩机机体在其轴向(即图3-4所示的x方向)发生振动时(机体的振动主要是由于在压缩过程中腔内气体对机体产生一个反作用力造成的)、 内排气管会在弯角处发生拉伸和压缩变形，即U型口会变大或减小，就如同弹簧一样，应力会通过U型口处结构的变形得到释放，从而降低了管路的应力，从而保证了内排气管的强度、避免了管的硬拉伸断裂，降低压缩机机体在其轴向(即图3-4所示的x方向)发生振动时、 内排气管在弯角处发生断裂的情况，解决压缩机内部的内排气管容易因压缩机的振动而发生振动断裂的技术问题，充分利用直线压缩机振动的特点设计，即使在直线压缩机的大冲程振动作用下也不会发生内排气管断裂的情况；
[0036]通过本发明的具有内排气管的往复直线压缩机，能够适应不同频率及行程下的机体的振动，可靠性高，寿命长;本发明的具有内排气管的往复直线压缩机的内排气管结构简单，制作成本低，易于实现。[〇〇37]优选地，所述近似“U”形弯折31为在压缩机转轴轴线的垂直方向成180°的大弯折形状。这样的180°大弯折能够有效地将压缩机轴向(图3-4中的x方向)的拉伸或压缩应力通过该弯折处的U型口处结构的拉伸和压缩变形得到释放，从而降低了管路的应力，从而有效地降低内排气管在x方向上的应力，有效地防止其由于拉伸而发生硬断裂的情况的发生。
[0038]优选地，所述近似“U”形弯折包括4个角度大小近似相等的弯角，分别为第一弯角 311、第二弯角312、第三弯角313和第四弯角314。通过4个弯角的结构形式能够在4处分别发生拉伸和压缩的变形，从而降低内排气管在x方向的应力，增强了内排气管的抗断裂强度， 更加有效地防止了内排气管硬断裂的情况发生。[〇〇39]优选地，所述第一、第二、第三和第四弯角311、312、313、314的弯折角度大小均在80°-120°的范围之间。这样能够有效地使得四个弯角均处在90° (直角)左右范围的区间，更优地使得内排气管将x方向上的(拉伸)应力能够尽可能地转换至Ijy方向，更优地减小内排气管在x方向的应力，进一步更好地增强了内排气管的在x方向上的抗断裂强度。
[0040]优选地，所述近似“U”形弯折31为形成在所述内排气管3上的任意的一处位置(如图3所示)；或者所述近似“U”形弯折31为形成在所述内排气管3上的任意两处不同的位置， 包括第一近似“U”形弯折和第二近似“U”形弯折(如图4所示)。这是本发明优选的第一种【具体实施方式】，即在内排气管上形成一处近似“U”形弯折，和优选的第二种【具体实施方式】，即在内排气管上形成两处近似“U”形弯折，可以根据实际情况进行选择和加工，诚然，近似“U” 形弯折的个数越多越好，越多的话其降低内排气管抗断裂的强度也越高，但是也要考虑其加工成本和复杂程度(近似“U”形弯折的加工成本和复杂程度比普通直管要大得多)，并且也要结合内排气管的长度和压缩机壳体内部的布置空间，根据实际情况进行选择并加工。
[0041]优选地，所述往复直线压缩机的转轴轴线为水平方向，即水平式往复直线压缩机， 所述近似“U”形弯折31也形成在水平方向且与所述压缩机转轴轴线相垂直的方向。这是往复直线压缩机的优选布置形式，采用水平式往复直线压缩机而替代竖直往复压缩机能够减小底部支座的支承载荷，提高其使用寿命、减小成本，并且将近似“U”形弯折31也形成在水平方向且与所述压缩机转轴轴线相垂直的方向，这是近似“U”形弯折的优选布置方式，能够有效地减小内排气管在水平轴线方向上的拉伸负荷，将其转换至水平方向且垂直于轴线的方向，这也是根据水平式往复直线压缩机的结构布置形式和空间而进行的最佳选择和布置形式。
[0042]优选地，所述壳体1上的所述排气孔与所述排气阀组件2分别位于压缩机轴线上且位于所述气缸的两侧的位置。将排气孔和排气管组件布置于气缸两侧的压缩机轴线上，能够增大内排气管的排气路径，进而能够通过加长路径的方式有效地减小气体的振动，对其进行消音和降噪，有效地起到减振、消音、降噪的目的。
[0043]优选地，所述排气阀组件2包括排气阀盖21以及连接于其上并与其内部相连通的消音盖22(如图6所示，消音盖22与排气阀盖21之间通过连通管15进行连通)。通过排气阀盖能够对排气阀起到保护并对进入该阀盖中的气体进行一级消音的作用，通过设于其上并与其内部相连通的消音盖能够对从排气阀盖排出的气体进行进一步消音的作用，起到优化消音和减振的目的和作用。
[0044]优选地，所述消音盖22内部设置有两个消声腔，分别为第一消声腔221和第二消声腔222,两个所述消声腔之间通过一个气体连通孔223相连通。通过设置两个消声腔和连通两者之间的气体连通孔的结构形式，能够起到对气体进行两级串联消声的作用，起到更进一步对其消声和减振的作用，以使得压缩机能够安静、稳定地运行。
[0045]优选地，所述气体连通孔223的孔径为巾3?巾5mm。这是气体连通孔的优选孔径的数值范围，这样能够有效地容纳气体从第一消声腔进入第二消声腔，并且还能有效地保证气体平缓、稳定地流动，使得气体不至于由于孔径太大而增大扰动和振动、也不至于由于孔径太小而减小气体的流动速度而导致第一消声腔中的压力过大而产生安全隐患，保证压缩机整机安全、可靠的运行。
[0046]下面介绍一下本发明的工作原理和优选实施例
[0047]本发明的目的是提供一种往复直线压缩机的内排气管组，降低内排气管组因机体振动断裂的几率，以降低对往复直线压缩机正常工作的影响。本发明的另一目的是提供一种具有上述内排气管组的往复直线压缩机。
[0048]有益效果:
[0049]1、本发明内排气管结构充分利用直线压缩机振动的特点设计，根据机体振动规律而设计的内排气管，即使在直线压缩机的大冲程振动作用下也不不会发生断裂；
[0050]2、本发明具有上述内排气管结构的直线压缩机能够适应不同频率及行程下的机体的振动，可靠性高，寿命长。[0051 ]3、本发明内排气管结构简单，制作成本低，易于实现。[〇〇52]图2是本发明直线压缩机栗体结构示意图。栗体主要零部件包括:壳体1、气缸4、活塞5、电机6、弹簧固定板7、弹簧后盖11、弹簧支撑件16、支撑弹簧14、第一和第二谐振弹簧8 和10、吸气消声器9和排气阀组件2。活塞5与谐振弹簧8和10、电机动子、弹簧支撑件16、吸气消声器9共同组成运动组件。工作时直线电机6为驱动元件，在定子中的线圈通入交流电后会产生旋转电磁场，该磁场与电机动子上的磁钢产生的永磁场相互作用，带动活塞5在气缸 4内部做往复直线运动，完成对冷媒的压缩，并将高压气体排出到压缩机外部。当谐振弹簧8 和10的刚度与运动部件的质量一定时，谐振系统会有一个固有频率。根据物理学相关知识可知，如果给谐振系统施加一个与固有频率相同的驱动力，则只需要做很小的功活塞5即能产生很大的振幅，这就是直线压缩机利用的共振原理。图7是本发明的一种排气阀组件2的结构示意图。中心部分为气缸孔，提供压缩空间；边缘法兰部分用于支撑直线电机的定子。 此外，在排气阀组件2的法兰面上设有两个消声腔221和222,两个消声腔中间通过一个孔径小3?巾5mm的小孔(气体连通孔223)连接。在空间允许的情况消声腔的容积理论上越大消声效果越好。弹簧固定板7、弹簧支撑件16以及弹簧后盖11主要起固定弹簧的作用。此外弹簧固定板7和弹簧后盖11还能够起到对电机定子的固定作用。[〇〇53]图6是本发明一种排气系统结构示意图。由活塞5、气缸4、及排气阀组件2和消音盖 22组装配到一起形成封闭压缩腔，腔内压缩后的高压气体首先经过排气阀23进入到排气阀盖21进行一级消声，然后由连通管15进入到缸架法兰座上的第一消音腔221进行二级消声， 再经第二消音腔222进行三级消声，最后经由内排气管3进入壳体1上的排气管12排出到冷凝器进行冷却，逐步完成制冷循环。[〇〇54]图8是本发明排气阀组件的一个详细结构爆炸示意图。包括:排气阀23、排气阀簧 24、排气阀支座26、减振垫片27、密封垫片25、排气阀盖21及消音盖22。排气阀簧24主要提供一定反弹力，保证排气阀23的及时关闭。排气阀支座26用于支撑排气阀簧24,需要用高强度的耐磨材料如40Cr等制成。减振垫片27用于减小阀簧24振动，从而减少压缩机的噪声。密封垫片25用于阀盖21的密封，防止高压气体从压缩腔内向壳体内部泄露。
[0055]图5是本发明直线压缩机机体振动方向示意图。为了降压缩机的整机高度，直线压缩机气缸一般水平放置。因此活塞5的运动方向也是在水平方向，根据力学上作用力与反作用力的原理，压缩气体会对机体产生一个反向作用力，因此在水平方向会产生微小的振动。 为了减小振动，通常会在机体上设计支撑弹簧14用来减震。但实验结果表明，机体弹簧减震效果主要体现在竖直方向(压缩机轴线相垂直的方向)，即弹簧轴线方向，水平方向(压缩机轴线的方向)减震效果较差。而内排气管3与壳体排气管12是焊接到一起的，机体的振动极易导致内排气管3的断裂。必须对内排气管3进行必要的结构设计，以保证压缩机内排气管3的可靠性。
[0056]图3是本发明一种内排气管3在直线压缩机内部的安装结构示意图。该内排气管3 的主要特点是在压缩机机体振动方向垂直的方向上(即Y方向)有1处180°折弯，该弯角包括 4个角度在80°?120°之间的小的弯角。这样当机体在x方向发生振动时，内排气管会在弯角处发生拉伸和压缩变形，从而保证了内排气管的强度，避免了管的硬拉伸断裂。
[0057]图4是本发明一种内排气管在直线压缩机内部的安装结构示意图。该内排气管的主要特点是在压缩机机体振动方向垂直的方向上(即Y方向)有2处180°折弯，该弯角包括4 个角度在80°?120°之间的小的弯角，这样当机体在x方向发生振动时，内排气管会在弯角处发生拉伸和压缩变形，从而保证了内排气管的强度，避免了管的硬拉伸断裂。[〇〇58]本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。[〇〇59]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种具有内排气管的往复直线压缩机，其特征在于:包括壳体(1)、及设置于该壳体 内部的气缸(4)和排气阀组件(2)，其中在所述排气阀组件(2)上设置有用于排出其内部气 体的排气阀孔、所述壳体(1)上设置有用于排出其内部气体的排气孔，在所述排气孔与所述 排气阀孔之间还设置有用于连通二者的内排气管(3)，并且在所述内排气管(3)上的任意位 置处沿着与所述压缩机转轴轴线相垂直的方向形成有至少一处的近似“U”形弯折(31)。2.根据权利要求1所述的具有内排气管的往复直线压缩机，其特征在于:所述近似“U” 形弯折(31)为在压缩机转轴轴线的垂直方向成180°的大弯折形状。3.根据权利要求1-2之一所述的具有内排气管的往复直线压缩机，其特征在于:所述近 似“U”形弯折包括4个角度大小近似相等的弯角，分别为第一弯角(311)、第二弯角(312)、第 三弯角(313)和第四弯角(314)。4.根据权利要求3所述的具有内排气管的往复直线压缩机，其特征在于:所述第一、第 二、第三和第四弯角(311、312、313、314)的弯折角度大小均在80°-120°的范围之间。5.根据权利要求1-4之一所述的具有内排气管的往复直线压缩机，其特征在于:所述近 似“U”形弯折(31)形成在所述内排气管(3)上的任意的一处位置;或者所述近似“U”形弯折 (31)形成在所述内排气管(3)上的任意两处不同的位置，包括第一近似“U”形弯折和第二近 似“U”形弯折。6.根据权利要求1-5之一所述的具有内排气管的往复直线压缩机，其特征在于:所述往 复直线压缩机的转轴轴线位于水平方向，所述近似“U”形弯折(31)形成在水平方向且与所 述压缩机转轴轴线相垂直的方向。7.根据权利要求1-6之一所述的具有内排气管的直线往复压缩机，其特征在于:所述壳 体(1)上的所述排气孔与所述排气阀组件(2)分别位于压缩机轴线上且位于所述气缸(4)的 两侧的位置。8.根据权利要求1-7之一所述的具有内排气管的直线往复压缩机，其特征在于:所述排 气阀组件(2)包括排气阀盖(21)以及连接于其上并与其内部相连通的消音盖(22)。9.根据权利要求8所述的具有内排气管的直线往复压缩机，其特征在于:所述消音盖 (22)内部设置有两个消声腔，分别为第一消声腔(221)和第二消声腔(222)，两个所述消声 腔之间通过一个气体连通孔(223)相连通。10.根据权利要求9所述的具有内排气管的直线往复压缩机，其特征在于:所述气体连 通孔(223)的孔径为3?5mm。
【文档编号】F04B39/10GK105971847SQ201610429267
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】黄传顺, 胡余生, 魏会军, 崔中
【申请人】珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司