线性压缩机气阻密封结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种线性压缩机气阻密封结构，该结构包括圆筒形气缸及其配合的活塞。所述气缸的内筒分为直径不同的两段，靠近缸头的第一段直径较小，远离缸头的第二段直径略大。所述活塞具有两段凸台，靠近活塞头的第一凸台直径较小，与气缸第一段间隙配合，在气缸第一段内往复滑动；远离活塞头的第二凸台直径较大，与气缸第二段间隙配合，在气缸第二段内往复滑动。活塞头与气缸第一段形成压缩工作腔，活塞两凸台之间与气缸第二段形成了气阻密封腔。随着活塞向气缸端头运动，压缩工作腔的体积和气阻密封腔的体积同时减小，使得压缩工作腔内气压升高的同时气阻密封腔内的气压也相应增加。有效降低了压缩过程中高压气体的泄漏。
【专利说明】线性压缩机气阻密封结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及线性压缩机【技术领域】，更具体涉及一种线性压缩机气阻密封结构。
【背景技术】
[0002]线性压缩机是采用直线电机驱动的压缩机，省去了将旋转运动转换为往复运动的传动机构，具有效率高、结构紧凑、体积小的特点。直线电机的电磁驱动力方向始终与活塞的运动方向在同一直线上，活塞上没有了传统活塞式压缩机曲柄连杆机构引起的径向力，极大地减少了活塞的摩擦功耗和磨损，延长压缩机的使用寿命，易于实现无油润滑，具有很好的发展和应用前景。
[0003]对于线性压缩机来说，活塞环这类密封性较好的柔性结构易于产生径向定位偏差，导致活塞径向上的磁力不平衡而引起摩擦加大，因此线性压缩机的气缸与活塞之间通常采用刚性配合。然而，气缸和活塞之间间隙配合所存在的缝隙，尤其是在无油润滑时，势必引起一定的泄漏，压缩气体泄漏量的增加将在很大程度上降低压缩机的效率。
【发明内容】
[0004](一)要解决的技术问题
[0005]本发明要解决的技术问题就是减少气缸与活塞之间间隙配合引起的气体泄漏。
[0006](二)技术方案
[0007]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种线性压缩机气缸与活塞配合的气阻密封结构。该气阻密封结构包括圆筒形气缸及其配合的活塞。所述气缸的内筒分为内径不同的两段，靠近缸头的第一压缩段直径较小，远离缸头的第二压缩段直径略大于第一压缩段的直径。所述活塞的外圆周上具有外径不同的两段凸台，靠近活塞头的第一凸台与直径较小的气缸第一压缩段间隙配合，在气缸第一压缩段内往复滑动，形成压缩工作腔；远离活塞头的第二凸台与气缸直径较大第二压缩段间隙配合，在气缸第二压缩段内往复滑动。活塞两凸台之间的外圆周与气缸第二压缩段内壁形成气阻密封腔，随着活塞往复运动，体积发生周期性变化，当活塞向气缸头方向运动压缩气体做功时，气阻密封腔体积减小，腔内气体压力升高，从而减少了压缩气体的泄漏。
[0008]优选地，所述的气阻密封腔为气缸与活塞外圆周间隙形成的一个或多个随着活塞滑动而发生体积变化的腔体。
[0009]优选地，所述活塞第二凸台凸起处至活塞头的长度大于所述气缸第二压缩段扩径处至气缸头的长度。
[0010]优选地，所述气缸内筒的第一压缩段的内径小于第二压缩段的内径，变径方式为台阶式直接突变或斜坡式过渡。
[0011]优选地，所述活塞为外圆周上具有外径不同两段凸台的圆柱形实心体或圆筒形腔体。
[0012]优选地，所述活塞的第一、第二凸台的圆周表面为光滑连续面或具有迷宫、凹坑降磨损增密封的处理表面。
[0013](三)有益效果
[0014]本发明通过在气缸内壁与活塞外壁之间形成的气阻密封腔，有效降低了压缩过程中高压气体通过活塞周围与气缸的间隙向吸气侧的气体泄漏量。对于通常采用刚性配合的线性压缩机，尤其是无油线性压缩机来说，可以大大的减小压缩过程中的气体的泄漏率，从而提高了线性压缩机效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1是本发明线性压缩机气阻密封结构的示意图；
[0017]图2是本发明线性压缩机滑动后的气阻密封结构的示意图；
[0018]图中标记:
[0019]I气缸，2活塞，3压缩工作腔，4气阻密封腔，5气阀；la气缸内筒第一压缩段，Ib气缸内筒第二压缩段，2a活塞第一凸台，2b活塞第二凸台，2c活塞两凸台之间的外圆周。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
[0021]如附图所示，本发明提出了一种线性压缩机的气缸与活塞配合的气阻密封结构，包括间隙配合的圆筒形气缸I和活塞2，所述气缸具有内径不同的两段内筒，气缸头安装气阀5，气缸内筒靠近气缸头的第一压缩段Ia的内径小于远离气缸头的第二压缩段lb。所述活塞为圆柱形实心体或圆筒形腔体，外圆周上具有外径不同两段凸台。所述活塞两段凸台的圆周表面为光滑连续面或具有迷宫、凹坑等降磨损增密封的处理表面。活塞与气缸的变径处为台阶式直接突变或过渡式斜坡。
[0022]所述活塞直径较小第一凸台2a在气缸内直径较小的第一压缩段Ia中往复滑动，直径较大的第二凸台2b在气缸内直径较大的第二压缩段Ib中往复滑动。活塞第二凸台凸起处至活塞头的长度大于气缸第二压缩段扩径处至气缸头的长度以避免活塞运行过程中相撞。
[0023]所述气缸内筒第一压缩段Ia与活塞端头及安装在气缸头的气阀5形成压缩工作腔3。所述活塞两凸台之间的外圆周2c与气缸第二压缩段Ib以及活塞两凸台的端面形成了气阻密封腔4。
[0024]当活塞在气缸中处于气缸头最远的位置时，压缩腔与气阻密封腔均处于最大体积状态，当活塞向气缸头方向运动时，压缩工作腔的体积减小使得气体压力上升，同时气阻密封腔的体积也因为活塞第二凸台前端面向前推进而减小，气阻密封腔内气压的升高减小了压缩工作腔与活塞周围缝隙之间的压力差。当压缩机排气完毕，活塞离开气缸头进行吸气时，气阻密封腔内的气体由于体积的增加而压力再次降低，如此往复，因而可以有效地降低压缩过程中高压气体通过活塞周围与气缸间隙的气体泄漏量。
[0025]以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种线性压缩机的气阻密封结构，其特征在于，该气阻密封结构包括:圆筒形气缸及其配合的活塞；所述气缸具有内径不同的两段内筒；所述活塞外圆周上具有外径不同两段凸台，活塞直径较小的第一凸台在气缸内直径较小的第一压缩段中往复滑动，形成压缩工作腔；活塞直径较大的第二凸台在气缸内直径较大的第二压缩段中往复滑动，活塞两凸台之间的外圆周间隙与气缸第二压缩段形成气阻密封腔。
2.根据权利要求1所述的线性压缩机的气阻密封结构，其特征在于，所述的气阻密封腔为气缸与活塞外圆周间隙形成的一个或多个随着活塞滑动而发生体积变化的腔体。
3.根据权利要求1所述的线性压缩机的气阻密封结构，其特征在于，所述活塞第二凸台凸起处至活塞头的长度大于所述气缸第二压缩段扩径处至气缸头的长度。
4.根据权利要求1至3任一项所述的线性压缩机的气阻密封结构，其特征在于，所述气缸内筒的第一压缩段的内径小于第二压缩段的内径，变径方式为台阶式直接突变或斜坡式过渡。
5.根据权利要求1至3任一项所述的线性压缩机的气阻密封结构，其特征在于，所述活塞为外圆周上具有外径不同两段凸台的圆柱形实心体或圆筒形腔体。
6.根据权利要求1至3任一项所述的线性压缩机的气阻密封结构，其特征在于，所述活塞的第一、第二凸台的圆周表面为光滑连续面或具有迷宫、凹坑降磨损增密封的处理表面。
【文档编号】F04B39/00GK103835918SQ201410047328
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年2月11日 优先权日:2014年2月11日
【发明者】邹慧明, 田长青, 唐明生 申请人:中国科学院理化技术研究所