[发明专利]一种带有直线电机的往复式压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于往复式压缩机的活塞行程限制装置，该压缩机由直线电机驱动并用于小型制冷设备所采用的制冷系统中，这些小型制冷设备包括冰箱、冷冻机、冷饮机等等。

背景技术

在带有直线电机的往复式压缩机中，气体压缩机理表现为，活塞在气缸内相对于气缸盖沿轴线方向做时远时近运动，气缸盖安装在气缸的一个末端，在气缸盖上设有吸气和排气阀用于控制气缸的进气和排气。

活塞由一致动器驱动，该致动器支撑着一磁元件，该磁元件由该直线电机驱动。活塞与一谐振弹簧相连，采用这种连接活塞就与磁元件一起构成了压缩机的谐振组件。

该谐振组件的功能在于，转变直线往复运动，使得气缸内活塞的运动对吸气阀吸入的气体施加一个压缩作用，直到所述气体可以通过排气阀被排出到制冷系统的高压侧为止，压缩机安装在该制冷系统中。

压缩机工况条件的变化或者进给压力的变化可能会造成谐振组件的位移超过可容许的极限，使得活塞的顶端撞击到气缸盖，从而对压缩机产生损害。

目前已经提出了几种控制活塞运行的方案，既有电控方式也有采用机械控制的方式，电控方式(如美国专利US5156005，US5342176，US5450521，US5592073)是控制输送给电机的电流，该电流是活塞位置的函数；机械控制方式(通常用于Stirling机器中)包括设置排气通道、气动或机械弹簧。电控方式能够比较精确地控制活塞的位置，但是除了会表现出系统固有惯性外，还极其昂贵。同样的问题也发生在机械控制方案上。这种惯性会导致偶然性冲击，随着时间的推移这种冲击会对活塞的顶端和气缸盖造成损害。

发明概述

因此，本发明的总的目的是为了提供一种带有直线电机的往复式压缩机，这种压缩机成本低，结构简单，这种压缩机能使得活塞撞击气缸盖的出现可能最小化，而不会对现有的技术方案带来结构上的不便。

这些目的和其它的目的可以通过一种带有直线电机的往复式压缩机来实现，该压缩机包括：在气缸内往复运动的活塞，该气缸一端被气缸盖封住，该气缸盖上设有吸气和排气窗口，在吸气和排气窗口上可操作地装配有吸气和排气阀，所述压缩机包括一安装在气缸内阀装置，该阀装置具有一有效状态和一无效状态，阀装置在有效状态下座靠在排气窗口上；在无效状态下与所述排气窗口分离开，当活塞的顶端在距离气缸盖一定距离之内时定义为有效状态，所述的距离这样限定，即，当活塞达到其压缩冲程的末端时，气缸内就会达到一确定的压力，该压力会对活塞产生一作用力，该作用力与推动所述活塞的力方向相反，且该作用力足以使得活塞在撞击到气缸盖之前中断其压缩冲程。

附图简要说明

下面将结合附图对本发明进行说明，这些附图为：

图1所示的是根据现有技术所构造的带有直线电机的压缩机部件的沿直径所作的示意性纵向剖视图；

图2所示的是根据本发明的方案所构造的带有直线电机的压缩机部件的沿直径所作的示意性纵向剖视图，其中活塞靠近上死点区域；

图3所示的是与图2相似的视图，表示出本发明压缩机在顶部区域的第二种结构形式；以及

图4所示的是与图2相似的视图，表示出本发明压缩机在顶部区域的第三种结构形式。

实施本发明的最佳方式

下面将通过举例的方式结合一种用于制冷系统中的往复式压缩机对本发明进行描述，该压缩机由一直线电机驱动，该直线电机安装在一封闭的壳体(未示出)内，该壳体将压缩机和制冷系统连接起来。

在该图释的结构中，压缩机具有活塞1，该活塞设置在气缸2内并与一驱动装置3相连，该驱动装置通常为管状，位于气缸2的外部并且其上带有一磁体4，该磁体4在直线电机的激励下沿轴线方向被推动。

气缸2内的活塞相对于安装在气缸2端部的气缸盖5时近时远的运动分别决定了压缩机内的气体的吸入和压缩操作。

在气缸盖5内设有一吸气窗口5a和一排气窗口5b，在吸气窗口上安装有一吸气阀6，在排气窗口上安装有排气阀7，所述的阀控制气体进入和排出气缸2。

活塞1与一谐振弹簧8相连，并与后者以及磁体4构成了一个谐振组件。