[发明专利]直线电机驱动的隔膜压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及压缩机设备，尤其涉及一种直线电机驱动的隔膜压缩机。

背景技术

隔膜压缩机是一种特殊的容积式压缩机，是靠膜片变形改变气腔容积来实现对气体的压缩。在隔膜机模头的缸盖和配油盘上各加工有一个曲面，曲面之间夹设了膜片，膜片将模头隔成气腔和油腔，气腔与装于缸盖阀孔中的吸、排气阀相通，而油腔则通过配油盘上众多的导流孔与缸体中的油腔相通，模头周围的螺栓将缸盖、膜片、配油盘及缸体紧固在一起，使模头中的气腔和油腔皆获得密封而不泄漏。

隔膜压缩机一般是由旋转电机带动，通过曲轴箱的曲柄连杆机构将旋转运动转换为往复运动，驱动活塞压缩缸体内的液压油，将作用力均匀的传递至膜片，使膜片作往复运动，从而达到压缩气体，提高气体压力的目的。由于膜片可以将气腔与油腔完全隔开，膜片作往复运动，如同活塞的作用，却没有相对摩擦，因而不需要在气腔中添加任何润滑物质，气体工质只与金属膜片接触，能完全不被油渍污染，保证了压缩工质的洁净。同时，隔膜压缩机密封性能好，且容易实现高压比，因此被广泛的应用于氢气、氦气等昂贵气体及某些腐蚀性强、有毒、易爆气体的压缩和输送。

一般隔膜压缩机都具有旋转电机及曲轴箱结构，显得体积庞大、质量笨重且功耗较大。如公开号为CN101408168A的中国专利公开了一种双作用隔膜压缩机，虽然具有提高压缩机工作能力，减轻机体重量，平衡系统惯性力等优点，但仍采用了旋转电机与曲柄连杆机构，整体结构依旧相对复杂。针对此问题，公告号为CN201810532U的中国专利公开了一种小型化、易移动的隔膜压缩机。它通过旋转电机配合曲柄滑块机构来实现气体压缩，但是其结构仍然显得较为复杂，零部件较多，机体较大，不能完全适用于小排气量的应用场合。

发明内容

本发明提供了一种直线电机驱动的隔膜压缩机，其结构紧凑、效率高、特别适用于小排气量的应用场合。

一种直线电机驱动的隔膜压缩机，包括：

外壳；

容纳于外壳内并通过主支架固定在外壳上的压缩部件；

与压缩部件相通实现气体压缩的缸体部件；

所述压缩部件由固定在主支架上并围绕所述压缩部件设置的直线电机驱动。

所述压缩部件包括：

缸体，固定在主支架上并与所述缸体部件相通；

活塞，容纳于缸体内并带有活塞轴。

为减轻压缩部件的重量，所述活塞为空心结构。

所述缸体部件包括：

封闭所述缸体的缸盖，缸盖上设有与外界相通的阀孔；

设于缸盖与所述缸体之间的配油盘；

夹于缸盖与配油盘之间的膜片；

由膜片分隔的气腔和油腔，油腔与所述缸体相通，气腔与阀孔相通。

所述阀孔内设有吸气阀和排气阀，低压气体由吸气阀吸入，高压气体由排气阀排出。当活塞往复运动时，油腔内的润滑油受到挤压，通过配油盘将往复力均匀地传递给膜片，膜片的往复运动将实现气体在气腔内的压缩功能。由于膜片将油腔与气腔完全隔开，使得工质在气腔内保持洁净而不被污染。为了保证密封性能，所述缸体与缸盖之间设置O型圈。

所述直线电机包括外轭铁、内轭铁、线圈、永磁体支架以及永磁体；所述内轭铁固定在所述主支架上；所述外轭铁固定在所述主支架上并与所述内轭铁间隙相对，内轭铁与外轭铁形成环形气隙，所述永磁体支架设置在该环形气隙中并与所述活塞轴连接，所述永磁体支架上套有所述永磁体，所述外轭铁中嵌套有所述线圈。

所述内轭铁两端分别由固定在主支架上的内轭铁内固定环和内轭铁外固定环夹紧。

内轭铁和外轭铁可以由硅钢片堆叠而成，绕成一个环状；也可由其他软磁合金材料加工。当线圈通以交流电时，内轭铁和外轭铁绕成的环形气隙中产生交变的磁场，从而使永磁体受到交变的轴向往复力。由于永磁体与活塞连接，故其可推动活塞轴向往复运动。

所述直线电机为动磁式直线电机，而动圈式直线电机或动铁式直线电机也同样适用于本发明。直线电机为活塞提供轴向的往复力，从而推动活塞，实现气体的压缩功能。

为提高隔膜压缩机的效率，降低运行功耗，隔膜压缩机需要工作在谐振状态，因此在隔膜压缩机中设置了弹簧部件，使其与活塞组成一个“质量-弹簧”系统。所述主支架上还安装有固定所述直线电机的夹紧装置，所述活塞的活塞轴连接有活塞轴端板，所述夹紧装置与活塞轴端板之间设置有左侧螺旋弹簧，所述活塞轴端板与主支架间设置有右侧螺旋弹簧。所述活塞轴端板与所述永磁体支架连接。

与现有技术相比的有益效果：