专利名称：一种具有磁力弹簧结构的直线压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种磁力弹簧结构及其直线压缩机，具体地说是一种具有磁力弹簧结 构的直线压缩机。
背景技术：
传统的气体压缩机是一种具有曲柄连杆机构的往复活塞机构，曲柄连杆将电动机 的旋转运动转化为活塞的往复直线运动，由于活塞受到侧向力的作用，其与气缸壁之间需 要润滑油润滑，使得这种传统的空气压缩机存在体积大、结构复杂、噪音大、气体含油、应用 场合受限制等缺点。直线压缩机是一种由直线电机直接驱动活塞做往复直线运动的动力机器，由于其 活塞所受到的气体力、电磁力及摩擦阻尼力都沿活塞运动方向分布，因此，使得这种新型压 缩机具有机械效率高、结构紧凑、体积小、容易实现无油润滑及易变容量控制等优点，受到 国内外各大研究机构及厂商的广泛关注。直线压缩机是在交变电磁力的作用下，依靠弹簧的谐振带动活塞完成压缩机的吸 气-压缩-排气-膨胀的循环过程的。弹簧是一种储能机构，它可以在压缩机压缩和排气 的过程中释放能量，在膨胀和吸气的过程中储存能量。传统直线压缩机中的谐振弹簧一般 采用圆柱螺旋弹簧和片弹簧结构，由于其特殊的机械结构，使得这种机械弹簧的刚度系数 是常数。但是直线压缩机的性能和可靠性与压缩机系统的工作频率与固有频率的合理匹配 有关，当系统工作频率与固有频率相等时，此时的压缩机效率最高，性能最稳定。直线压缩 机的固有频率不仅与运动组件质量和弹簧刚度有关，还受到排气压力及活塞行程的影响， 机械弹簧的刚度系数在一定的时间里是一定的，而且随着时间的增加，其刚度系数会变小， 当压缩机的运行工况发生变化时，系统的固有频率会发生变化，使得工作频率与固有频率 不匹配，降低了压缩机的性能，同时，机械弹簧在大的活塞行程下，其可靠性和稳定性下降。气体弹簧是一种具有变刚度系数的谐振弹簧，可以用于直线压缩机中，但由于其 会发生气体泄露，严重影响了其性能及可靠性，要提高其性能和可靠性需要增加自我补气 装置，这样会增加气弹簧加工及制造工艺的复杂性。
发明内容
本发明提出了一种磁力弹簧结构及其直线压缩机，具体地说是一种具有磁力弹簧 结构的直线压缩机。这种磁力弹簧由永久动磁体和永久定磁体两部分组成，通过改变永磁 体的直径、矫顽力及剩磁强度，可改变其等效刚度系数，同时，在大的活塞行程时，压缩机仍 可具有高的性能及可靠性。由于其结构简单，磁力弹簧的永久动磁体部分可镶嵌在活塞上， 使得直线压缩机结构更加紧凑，体积更小。本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有磁力弹簧结构的直线压缩 机结构。一种磁力弹簧，其特征在于所述磁力弹簧结构包含
所述磁力弹簧E，包括永久动磁体5和永久定磁体6。一种具有磁力弹簧结构的直线压缩机，包括磁力弹簧E、运动活塞组件D、直线电机C、压缩机机体B和排气阀A ；所述磁力弹簧E，包括永久动磁体5和永久定磁体6 ；所述运动活塞组件D，包括电机动子3、活塞7及永久动磁体5 ；所述直线电机C，包括电机内定子1、电机外定子2、动子3及线圈4，动子3与活塞 7及永久动磁体5联为一体；所述压缩机机体B，固定直线电机内定子1、外定子2及永久定磁体6。所述的磁力弹簧E的永久动磁体5镶嵌在活塞组件D上。所述的磁力弹簧E的永久定磁体镶6嵌在压缩机机体上。所述的运动活塞组件D在电机交变推力的作用下沿电机轴线方向做往复直线运 动，从而完成压缩机的吸气-压缩-排气过程。本发明中的一种具有磁力弹簧结构的直线压缩机克服了现有技术中直线压缩机 所存在的固有频率与工作频率难以匹配、在大的活塞行程下性能和可靠性较低及加工难等 缺陷，使得直线压缩机结构更加紧凑，体积更小，性能和可靠性不受工况影响，加工简单，对 于提高直线压缩机的性能、可靠性及寿命具有重要的意义。
图1为本发明的磁力弹簧原理图；图2为本发明的磁力弹簧的压缩机等效模型图；图3为本发明的具有磁力弹簧结构的直线压缩机结构图；图4为本发明的具体实施例1的具有磁力弹簧结构的直线压缩机结构具体实施例方式附图是本发明的具体实施方式
；下面结合附图对本发明内容作进一步详细的描述图1为一种磁力弹簧原理图，由三组永久磁铁组成，上下两片永磁铁处于固定状 态，中间的永磁铁处于自由运动状态。永磁铁之间同向而放，中间的动磁铁受到上下定磁铁 的排斥力F1和F2作用，当合力为零时，动磁铁处于平衡状态。在不考虑动磁铁本身的重力 作用下，动磁铁所受到的合力为
权利要求
1.一种磁力弹簧，其特征在于所述磁力弹簧(E)，包括永久动磁体( 和永久定磁体(6)。
2.一种具有磁力弹簧结构的直线压缩机，其特征在于，包括磁力弹簧(E)、运动活塞组件(D)、直线电机(C)、压缩机机体⑶和排气阀㈧； 所述磁力弹簧(E)，包括永久动磁体( 和永久定磁体(6)； 所述运动活塞组件(D)，包括电机动子(3)、活塞(7)及永久动磁体(5)； 所述直线电机(C)，包括电机内定子(1)、电机外定子O)、动子(3)及线圈，动子 (3)与活塞(7)及永久动磁体( 联为一体；所述压缩机机体(B)，固定直线电机内定子(1)、外定子( 及永久定磁体(6)。
3.根据权利要求2直线压缩机，其特征在于，所述的磁力弹簧(E)的永久动磁体(5)镶 嵌在活塞组件(D)上。
4.根据权利要求2直线压缩机，其特征在于，所述的磁力弹簧(E)的永久定磁体镶(6) 嵌在压缩机机体上。
5.根据权利要求2直线压缩机，其特征在于，所述的运动活塞组件(D)在电机交变推力 的作用下沿电机轴线方向做往复直线运动，从而完成压缩机的吸气-压缩-排气过程。
全文摘要
本发明公开了一种磁力弹簧结构及其直线压缩机结构，具体地说是一种具有磁力弹簧结构的直线压缩机。磁力弹簧组件由永久动磁体及永久定磁体组成，永久定磁体固定在压缩机机体上，永久动磁体与活塞及电机动子一同组成活塞运动组件，活塞运动组件在电机交变推力的作用下沿电机轴线方向做往复直线运动，从而完成压缩机的膨胀一吸气一压缩一排气过程，同时永久动磁体与永久定磁体和在相互磁场力的作用下起到储能元件的作用。通过改变永磁体的直径、矫顽力及剩磁强度，可改变其等效刚度系数，同时，在大的活塞行程时，压缩机仍可具有高的性能及可靠性。由于其结构简单，磁力弹簧的永久动磁部分可镶嵌在活塞上，使得直线压缩机结构更加紧凑，体积更小。
文档编号F16F6/00GK102052420SQ20101060048
公开日2011年5月11日 申请日期2010年12月22日 优先权日2010年12月22日
发明者张金权, 畅云峰 申请人:西安交通大学