专利名称：具有直线马达的往复压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有两个活塞的用于致冷系统的往复压缩机，该活塞由直线马达驱动。
具有两个由直线马达驱动的活塞的往复压缩机与具有转动马达的常规结构压缩机相比，作相对运动的部件数目减小，节省了轴承的动力损耗。
已知由直线马达驱动的往复压缩机，这种压缩机具有两个彼此轴向准直的在同一气缸内往复运动的活塞，在这种压缩机结构中，气体的抽吸和压缩操作是由两个活塞分别在气缸内的相对轴向运动即相互的分开和接近运动造成的，上述活塞分别连接于相应的驱动装置，该驱动装置通为管状，位于气缸的外面，具有磁铁，在相应线性马达部分通电时，该活塞沿轴向被驱动，该线性马达部分通常固定在气缸外面。
抽吸气体通过活塞本身进行，由抽吸阀控制，各个抽吸阀配置在相应活塞的顶部。
在一个已知解决方案中，通过一个径向槽口实现气体的排出，该槽口形成在气缸的侧壁上，位于气缸的中部区域，当活塞位于最大接近状态(上死点)时便形成排气，上述径向槽口其开口对着上述中部区域，穿过中间径向排气孔，由排气阀控制气体的排放，该排气阀配置在上述槽口内，并在上述活塞相互移近期间才变成打开状态。
为尽量减小在压缩期间的损失，该活塞应当达到最大的相互接近，这实际上关闭了气缸的中间径向排气孔。这种方案的缺点是，因为排气口位于气缸的侧面，所以当活塞达到最大的相互接近位置(上死点)时，它们几乎完全盖住了排气孔，不利于气体的排出。
在这种情况下，可以预见到在气缸主体内靠近排气孔处产生了死体积，以接纳压缩结束后的气体。因此这种解决方案减小了压缩机的容积产率。
另一种选择解决方案是确定一种活塞运动方式，这种方案在达到最大相互接近位置时规定不关闭排气口。然而在这种情况下又会在活塞之间的排气孔的区域形成一定体积，造成恒定的产率损失(图1)。
除这些缺点外，先有技术结构的另一缺点是，排气孔位于气缸的侧部，在压缩结束时，这有损于与气缸上形成的排气孔径向相对区域中气体的排出。这些作用，不管是合起来还是单独作用，均会降低压缩机的体积产率。
因此本发明的目的是提供一种具有线性马达的往复压缩机，这种压缩机在操作期间具有最小的振动和最大的体积产率，可以禁止从侧面排出气体和消除其中的大量排气体积。利用一种具有直线马达的往复压缩机可以达到这种目的或其它目的，该压缩机包括气缸；一对活塞，装在气缸内，彼此轴向准直；沿相反方向驱动这些活塞的线性马达；装在至少一个活塞上的吸气阀，该阀控制气体进入气缸内；排气阀，用于控制已进入气缸内的气体的排出；在至少一个活塞的相应顶表面上配置相应的排气阀，以便控制气体，使其经上述活塞沿轴向排出。
下面参考
本发明，这些附图是图1是示意纵向沿直径截取的截面图，示出按先有技术制造的具有直线马达的一部分往复压缩机；图2是示意纵向沿直径截取的截面图，示出按本发明制造的具有直线马达的一部分往复压缩机，图中两个活塞位于下死点位置；图3是类似于图1的视图，但两个活塞位于下死点位置。
针对应用于致冷系统的用直线马达驱动的往复压缩机说明本发明，该直线压缩机装在气密外壳1内，上述外壳具有排气管(未示出)，该排气管使压缩机连接于例如致冷系统，上述直线马达包括马达部分2，该马达部分彼此轴向准直，通常固定在气缸3的外边。
在这种结构中，压缩机具有一对活塞4，该活塞通常为管形，装在气缸3内并彼此沿轴向准直，从而可进行相互分开和接近的相对轴向运动。各个上述活塞4分别连接于相应的驱动装置5，该驱动装置一般为管状，位于气缸3的外面，具有磁铁6，当相应马达部分2通电时该驱动装置沿轴向被驱动。活塞4在气缸3内的这种分开和接近运动分别确定压缩机的吸气操作和压缩操作。
马达部分2之间的最小间隔状态对应于压缩结束状态。而两个马达部分2之间的最大间隔状态对应于吸气结束状态。
按照图1所示的先有技术状态，在各个活塞4的顶表面4a上安装相应的吸气阀7，从而可在往复压缩机的吸气操作期间控制气体，使其经活塞4进入气缸3内部。
在这种结构中，气体从活塞达到最大接近状态(上死点)时形成的中间区域经在气缸3的侧壁上形成的径向槽口8排出，上述槽口8经径向的中间排气孔9通向上述中间区域。径向排放气体由排气阀10控制，该阀配置在径向槽口8内，在活塞4相互接近期间变成打开状态。
这种结构具有上述缺点。
按照本发明，至少一个活塞4在其顶面4a上具有例如形状为球形、圆盘形、叶片形等的排气阀10，压缩操作时在上述活塞4相互接近期间，该阀10控制气体，使气缸3中气体流过相应的活塞4，因为在气缸3的上述区域中的气体压力高于装有排气阀10的活塞4的内部压力。在优选结构中，排气阀10居中装在相应活塞4的顶面4a上。
按照本发明，装在活塞4顶面上的排气阀10总是经连接件20与压缩机的排气管流体相通，该连接件是柔性的，例如为螺旋形的钢管，它将活塞4连接于上述排气管，并吸收活塞4的运动。
在本发明的结构中，在至少一个活塞4内形成至少一个排气室30，该排气室可选择地经相应的排气阀10与气缸3的内部流体相通，该排气阀10形成在上述活塞4上，该排气室总是与压缩机的排气管流体相通。在这种结构中，连接部件20装在气缸3的外面，通向相邻的排气室30。
按照图2和3的示例，只有一个活塞4装有排气阀10，而上述活塞4中的另一活塞的顶面4a上装有吸气阀7。装有排气阀10的活塞4具有两个在相应活塞4内部彼此准直的排气室30，其中最内部的一个室邻接排气阀10。这两个排气室总是彼此保持流体相通，而且还通过连接件20与压缩机的排气侧保持流体相通。
按照本发明，该至少一个排气室30其形式为嵌入件40，例如为管形嵌入件，它嵌入并固定在活塞4中，其轴线例如与上述活塞4的轴线准直，并且最好占据上述活塞4的整个内横截面。
在例示的结构中，在嵌入件40内形成两个排气室30，该排气室为管状，由绝热材料制造，上述两个排气室30仍经连接管35彼此保持流体相通，该连接管的端部中的一个端部通向相应的排气室30。
按照示例，在活塞4中最外面一个排气室30中，也经连接管35保持流体相通，该连接管的一端通向相邻排气室30的内部，而另一端部连接于连接部件20。
虽然未示出，但其它结构也适用于本发明。例如可在同一活塞4上形成彼此共轴的和彼此并列的排气阀和吸气阀，使气体经排气室流过活塞4，该排气室共轴地或并列地形成在此活塞4内，并利用连接于该活塞4立体的壁彼此分开，或者该排气室也可形成为嵌入件的形式，在该嵌入件中形成各个排气室的体积。
如图2和3所示，起吸气阀7作用的活塞4内部最好衬以用绝热材料作的管子50，使其一端从活塞4向外伸出，以便连接于相应的柔性管子60，该管子类似于连接管20并连接于与压缩机相连的致冷系统的抽吸管。
权利要求
1.一种具有直线马达的往复压缩机，包括气缸(3)；一对活塞(4)，装在气缸(3)内，彼此轴向准直；沿相反方向驱动活塞(4)的直线马达；吸气阀(4b)，装在至少一个活塞(4)上，用于控制气体进入气缸(3)的内部；排气阀(9)，用于控制已进入气缸(3)内部的气体的排出，该压缩机的特征在于，在至少一个活塞(4)的顶面(4a)上配置相应的排气阀(10)，以便控制气体，使其沿轴向经上述活塞(4)排出。
2.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，它包括至少一个排气室(30)，该排气室形成在至少一个活塞(4)内，并经相应的排气阀(10)与气缸(3)的内部选择地形成流体相通。
3.如权利要求2所述的压缩机，其特征在于，它包括两个排气室(30)，该排气室在相应活塞(4)的内部彼此保持流体相通，其中一个排气室(30)接纳排气阀(10)。
4.如权利要求3所述的压缩机，其特征在于，排气阀(10)居中装在相应活塞(4)的顶面(4a)上。
5.如权利要求4所述的压缩机，其特征在于，各个排气室(30)占据活塞(4)的整个内横截面。
6.如权利要求5所述的压缩机，其特征在于，排气室(30)中至少一个排气室形为嵌入件，嵌入到相应活塞(4)的内部。
7.如权利要求6所述的压缩机，其特征在于，各个嵌入件用绝热材料制作。
8.如权利要求7所述的压缩机，其特征在于，该嵌入件为管状。
9.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，排气阀(10)通过连接件(20)总是与压缩机的排气管保持流体连通，该连接件是柔性的，它使活塞(4)连接于上述排气管。
全文摘要
一种具有直线马达的往复压缩机,包括一对活塞(4),该活塞位于气缸(3)内并彼此轴向准直。上述活塞(4)中的至少一个活塞装有排气阀(10),该排气阀用于控制已进入气缸(3)的气体,使其经上述活塞(4)排出。
文档编号F04B53/12GK1328618SQ9981365
公开日2001年12月26日 申请日期1999年10月15日 优先权日1998年11月24日
发明者迪埃玛尔·埃里奇·伯恩哈德·利林, 埃希多·伯万格 申请人:巴西船用压缩机有限公司