一种直线压缩机及其谐振系统的制作方法

本发明涉及直线压缩机生产技术领域，特别涉及一种直线压缩机及其谐振系统。

背景技术：

直线压缩机的活塞与进行直线往复运动的电机动子固定相连，相比于采用曲轴实现活塞往复运动的方式，该种压缩机具有机械能利用效率高且噪音小的显著优点，因而得到了越来越广泛的应用。

为了能够有效提高压缩机的运行效率，一般在活塞与缸体之间会设置一套谐振系统，该套谐振系统的固有频率与压缩机的运行频率保持一致，以便使压缩机获得最高的能效。

请参考图1，图1为现有技术中直线压缩机的剖面结构示意图，压缩机壳体01内部包括压缩机缸体02、嵌设在压缩机缸体02内的活塞03、与活塞03固定相连的电机动子06和弹簧支撑件09、用于产生闭合交变磁路的电机外定子04和电机内定子05，其中电机外定子04上还设置有弹簧固定板07，在弹簧支撑件09的两侧，分别设置有一组谐振弹簧08，上部的谐振弹簧08位于弹簧支撑件的中部，并且其一端与弹簧支撑件09相抵，另一端与弹簧盖010相抵；下部的谐振弹簧08位于弹簧支撑件09的圆周边缘，并且一端与弹簧支撑件09相抵，另一端与弹簧固定板07相抵。

弹簧支撑件09、两侧的谐振弹簧08以及用于对谐振弹簧08进行支撑的部件构成了直线压缩机的谐振系统，在电机动子相对于电机定子进行往复运动的过程中，弹簧支撑件两侧的谐振弹簧将对电机动子进行柔性支撑，并且满足谐振要求，但是现有的直线压缩机中的谐振系统存在着如下缺陷：由于弹簧支撑件一侧的谐振弹簧位于中部，另一侧的谐振弹簧位于边缘部位，因而在弹簧支撑件跟随活塞做往复运动时，弹簧支撑件的中部和边缘部位处于交替受力的状态，这将非常 容易导致弹簧支撑件发生形变，并最终导致谐振系统的固有频率发生变化，当谐振系统的固有频率与压缩机的运行频率不一致时，压缩机的能效将会出现急剧下降。

因此，如何能够在满足谐振系统的谐振要求下有效避免弹簧支撑件发生形变是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的之一是提供一种直线压缩机的谐振系统，以便能够在满足谐振系统的谐振要求下有效避免弹簧支撑件发生形变，从而保证压缩机在较高的能效下运行。

本发明的另一目的还在于提供一种具有上述谐振系统的直线压缩机。

为解决上述技术问题，本发明提供的直线压缩机的谐振系统，包括弹簧支撑件、分别位于所述弹簧支撑件两侧的弹簧固定板以及弹簧盖，所述弹簧支撑件与所述弹簧盖之间设置有第一谐振弹簧，所述弹簧支撑件与所述弹簧固定板之间设置有第二谐振弹簧，并且所述第一谐振弹簧与所述第二谐振弹簧同轴设置。

优选的，所述弹簧支撑件呈圆形，所述第一谐振弹簧和所述第二谐振弹簧均包括多个，且所述第一谐振弹簧和所述第二谐振弹簧均沿所述弹簧支撑件的周向均匀设置。

优选的，所述弹簧支撑件与所述弹簧盖相对的一侧设置有可与所述第一谐振弹簧过盈配合的安装凸起；所述弹簧支撑件与所述弹簧固定板相对的一侧设置有可与所述第二谐振弹簧过盈配合的嵌装槽。

优选的，所述弹簧盖和所述弹簧固定板上分别设置有用于与所述第一谐振弹簧和所述第二谐振弹簧间隙配合的装配凸起。

优选的，所述第一谐振弹簧的两端以及所述第二谐振弹簧的两端均为磨平端面，所述磨平端面包括加工区域和未加工区域，且在所述第一谐振弹簧用于与所述弹簧支撑件接触的一端上，未加工区域均朝向所述弹簧支撑件的中心；在所述第二谐振弹簧用于与所述弹簧支撑 件接触的一端上，未加工区域也均朝向所述弹簧支撑件的中心。

优选的，所述第一谐振弹簧的两端以及所述第二谐振弹簧的两端均为磨平端面，所述磨平端面包括加工区域和未加工区域，且在所述第一谐振弹簧用于与所述弹簧支撑件接触的一端上，未加工区域均背离所述弹簧支撑件的中心；在所述第二谐振弹簧用于与所述弹簧支撑件接触的一端上，未加工区域也均背离所述弹簧支撑件的中心。

优选的，所述弹簧支撑件与电机动子以及活塞依次叠放后通过螺钉固接，且所述弹簧支撑件、电机动子以及所述活塞上均设置有多个相互对应的定位孔。

优选的，所述弹簧固定板位于电机外定子上端，且通过螺钉与气缸固接，所述弹簧固定板和所述气缸上均设置有多个相互对应的定位孔。

优选的，所述弹簧盖和所述弹簧固定板之间设置有中空垫柱，穿过所述中空垫柱的螺钉将所述弹簧盖和所述弹簧固定板固接。

本发明所公开的直线压缩机包括谐振系统，并且该谐振系统为上述任意一项所述的直线压缩机的谐振系统。

由以上技术方案中可以看出，本发明所公开的直线压缩机的谐振系统中，弹簧支撑件与弹簧盖之间设置有第一谐振弹簧，弹簧支撑件与弹簧固定板之间设置有第二谐振弹簧，并且第一谐振弹簧与第二谐振弹簧同轴设置。

在直线压缩机运行的过程中，弹簧支撑件将跟随活塞进行往复运动，因而第一谐振弹簧和第二谐振弹簧也将交替对弹簧支撑件施加压力，由于第一谐振弹簧与第二谐振弹簧同轴设置，因而第一谐振弹簧和第二谐振弹簧所施加的压力总体上将相互抵消，这就可以有效避免弹簧支撑件发生形变，从而保证压缩机在高能效的状态下运行。

本发明中所公开的直线压缩机由于采用了上述谐振系统，因而该直线压缩机兼具上述谐振系统的相应技术优点，本文中对比不再进行赘述。

附图说明

图1为现有技术中直线压缩机的剖面结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的直线压缩机的剖面结构示意图；

图3为活塞组件的爆炸结构示意图；

图4为活塞组件的剖面结构示意图；

图5为本发明实施例中所公开的弹簧支撑件安装谐振弹簧后的结构示意图；

图6为弹簧支撑件与第一谐振弹簧和第二谐振弹簧的安装示意图；

图7为气缸组件的爆炸结构示意图；

图8为本发明实施例中所公开的直线压缩机的部分爆炸结构示意图；

图9为本发明实施例中所公开的直线压缩机的剖面结构示意图。

其中，1为壳体，2为弹簧盖，3为弹簧支撑件，4为弹簧固定板，5为第二谐振弹簧，6为第一谐振弹簧，7为电机外定子，8为电机内电子，9为电机动子，10为活塞，11为气缸，12为中空垫柱，100为螺钉，31为安装凸起，32为嵌装槽，41为装配凸起，51为加工区域，52为未加工区域。

具体实施方式

本发明的核心之一是提供一种直线压缩机的谐振系统，以便能够在满足谐振系统的谐振要求下有效避免弹簧支撑件发生形变，从而保证压缩机在较高的能效下运行。

本发明的另一核心还在于提供一种具有上述谐振系统的直线压缩机。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图2，图2为本发明实施例所提供的直线压缩机的剖面结构示意图。

本发明实施例所提供的直线压缩机的谐振系统中，包括弹簧支撑件3、弹簧固定板4以及弹簧盖2，其中弹簧固定板4和弹簧盖2分别位于弹簧支撑件3的两侧，通常情况下，弹簧支撑件3与直线压缩机的活塞10固定相连，弹簧固定板4与直线压缩机的气缸11固定相连，弹簧支撑件3与弹簧盖2之间设置有第一谐振弹簧6，弹簧支撑件3与弹簧固定板4之间设置有第二谐振弹簧5，并且第一谐振弹簧6和第二谐振弹簧5同轴设置。

需要进行说明的是，第一谐振弹簧6和第二谐振弹簧5在本实施例中的数量将不受限制，但是第一谐振弹簧6和第二谐振弹簧5的数量应当是相等的，并且第一谐振弹簧6和第二谐振弹簧5在弹簧支撑件3的两侧应当是一一对应设置。

如图2中所示，在直线压缩机运行的过程中，弹簧支撑件3将跟随活塞10进行往复运动，第一谐振弹簧6和第二谐振弹簧5也将交替对弹簧支撑件3施加压力，由于第一谐振弹簧6与第二谐振弹簧5同轴设置，因而第一谐振弹簧6和第二谐振弹簧5所施加的压力总体上将相互抵消，这就可以有效避免弹簧支撑件3发生凸起或者凹陷的形变，从而保证谐振系统的固有频率与压缩机的运行频率保持一致，使压缩机在高能效的状态下运行。

弹簧支撑件3的形状不受限制，事实上我们可以将弹簧支撑件3做成圆形、矩形甚至正六边形，为了生产制造上的方便，本实施例中所采用的弹簧支撑件3优选的为圆形，不难理解的是，谐振弹簧的刚度需要满足谐振要求，当弹簧刚度一定时，我们采用的谐振弹簧的数量越少，那么谐振弹簧的直径相应也就变大，采用的谐振弹簧的数量越多，谐振弹簧的直径也就相应变小，在实际制造过程中，小直径的弹簧的刚度系数更容易得到保证，并且小直径的弹簧的加工制造成本较低，为此本实施例中的第一谐振弹簧6包括多个，相应的第二谐振弹簧5的数量也就包括多个，并且第一谐振弹簧6和第二谐振弹簧5均沿着弹簧支撑件3的周向均匀布置，如图3和图5中所示的弹簧支撑件3每一侧均设置有6个谐振弹簧，相邻两个谐振弹簧之间的夹角 为60°。

弹簧支撑件3与第一谐振弹簧6和第二谐振弹簧5是固定相连的，如图2和图4中所示，弹簧支撑件3与弹簧盖2相对的一侧设置有安装凸起31，安装凸起31的外径与第一谐振弹簧6的内径过盈配合，弹簧支撑件3与弹簧固定板4相对的一侧设置有嵌装槽32，嵌装槽32的内径与第二谐振弹簧5的外径过盈配合，当然，需要保证安装凸起31和嵌装槽32的轴线重合；除此之外，弹簧支撑件3与弹簧盖2相对的一侧还可设置可与第一谐振弹簧6过盈配合的嵌装槽32，弹簧支撑件3与弹簧固定板4相对的一侧设置可与第二谐振弹簧5过盈配合的安装凸起31。

弹簧盖2以及弹簧固定板4与第一谐振弹簧6和第二谐振弹簧5可以为间隙配合，在本实施例中，弹簧盖2和弹簧固定板4上分别设置有用于与第一谐振弹簧6和第二谐振弹簧5间隙配合的装配凸起41，该装配凸起41的外径与第一谐振弹簧6和第二谐振弹簧5的内径间隙配合。

谐振弹簧的侧向力(即与轴线存在夹角的力)对压缩机的能效影响非常大，若单个的谐振弹簧侧向力较大，就会破坏压缩机的气缸11与活塞10之间的精密配合，导致压缩机的气缸11与活塞10之间出现较大的摩擦，严重影响压缩机的能效，为此第一谐振弹簧6和第二谐振弹簧5的两端面至少并紧一圈，并且第一谐振弹簧6的两端以及第二谐振弹簧5的两端均为磨平端面，如图5中所示，并且磨平端面包括加工区域51和未加工区域52，在第一谐振弹簧6用于与弹簧支撑件3接触的一端上，未加工区域52均朝向弹簧支撑件3的中心，以便于使得第一谐振弹簧6被压缩相等的长度后所产生的侧向力的合力近似为零；在第二谐振弹簧5用于与弹簧支撑件3接触的一端上，未加工区域52也朝向弹簧支撑件3的中心，其目的是使得第二谐振弹簧5被压缩相等的长度后产生的侧向力的合力近似为零。

当然，在第一谐振弹簧6和第二谐振弹簧5用于与弹簧支撑件3接触的一端上，还可以使未加工区域52均背离弹簧支撑件3的中心， 或者第一谐振弹簧6和第二谐振弹簧5中的任意一个未加工区域朝向弹簧支撑件3的中心，另外一个背离弹簧支撑件3的中心，其目的均是使第一谐振弹簧6和第二谐振弹簧5所产生的侧向力的合力趋于零。

如图3中所示，弹簧支撑件3与电机动子9以及压缩机的活塞10依次叠放后通过螺钉100固接，为了提高安装效率，本实施例中的弹簧支撑件3、电机动子9以及压缩机的活塞10上均设置有2个以上且相互对应的定位孔，本实施例中所提到的相互对应的定位孔，具体是指弹簧支撑件3、电机动子9以及压缩机的活塞10上的定位孔大小一致并相互对应，这样可以快速找准安装位置，从而提高安装效率。

如图7中所示，弹簧固定板4位于电机外定子7的上端，并且通过螺钉100与压缩机的气缸11固接，同样是为了提高安装效率，弹簧固定板4和压缩机的气缸11上均设置有2个以上且相互对应的定位孔。本实施例中所提到的相互对应的定位孔，具体是指弹簧固定板4以及压缩机的气缸11上定位孔大小一致并相互对应，这样可以快速找准安装位置，从而提高安装效率。

请同时参考图8和图9，在本发明实施例中，弹簧盖2和弹簧固定板4之间设置有中空垫柱12，穿过中空垫柱12的螺钉100将弹簧盖2和弹簧固定板4固接，同时实现了对第一谐振弹簧6和第二谐振弹簧5进行预紧。不难理解的是，通过改变中空垫柱12的长度，可以调整压缩机的活塞10在气缸11中的安装位置，即通过改变中空垫柱12的长度，可以达到控制压缩机排量的目的。

在活塞10上设置吸气阀，并将排气阀组件安装到相应位置后就完成了压缩机的组装，为了进一步优化上述实施例中的技术方案，本实施例中的直线压缩机与壳体1之间为柔性连接，即直线压缩机与壳体1之间通过支撑弹簧连接。

本发明实施例中还公开了一种直线压缩机，该直线压缩机也设置有谐振系统，并且该谐振系统为上述任意一实施例中所公开的直线压缩机的谐振系统。

由于该直线压缩机采用了上述实施例中的谐振系统，因而兼具上 述谐振系统相应的技术效果，本发明中对此不再进行赘述。

以上对本发明所提供的直线压缩机及其谐振系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。