一种高压缩比的气体轴承式线性压缩机制造技术

本发明专利技术提供一种高压缩比的气体轴承式线性压缩机，包括活塞、气缸、过渡法兰和压缩法兰，活塞与气缸之间设有气体流道，形成支承活塞的气体静压轴承；过渡法兰与活塞、气缸围成第一压缩腔，压缩法兰与过渡法兰围成第二压缩腔；过渡法兰的中心孔处设有压力控制阀，压力控制阀的进气口与第一压缩腔连接，压力控制阀的出气口与第二压缩腔连接。本发明专利技术采用气体静压轴承支承活塞，结合压力控制阀，不仅使得活塞与气缸实现气体润滑效应，达到无磨损支承，而且压力控制阀很好地控制了第一压缩腔内部的压力，迫使其达到压力控制阀的开启压力，从而极大地提升了压缩机的输出压缩比，为膨胀机提供高压缩比的高压气体做功奠定了基础。

【技术实现步骤摘要】
一种高压缩比的气体轴承式线性压缩机
本专利技术涉及线性压缩机
，具体是一种高压缩比的气体轴承式线性压缩机。
技术介绍
传统高压缩比的线性压缩机采用油润滑，特别是韩国LG公司开发的冰箱用线性压缩机，其输出功率虽然较高，但压缩机活塞运动需要润滑油，达到降低活塞与气缸之间摩擦磨损的目的，但是这样会导致压缩机内部结构过于复杂(如增加润滑油过滤系统)，既降低了压缩机的输出效率，又缩短了压缩机的整机寿命。同时，由于压缩机整机振动较大，产生的振动噪声较高，影响压缩机的应用范围。 气体轴承式线性压缩机以气体润滑的方式，很好地解决了活塞与气缸之间的摩擦磨损，降低了摩擦损耗，极大地提高了活塞的使用寿命。然而压缩机采用气体轴承技术支承活塞运转，气体轴承的成功悬浮需要消耗压缩腔内部的高压气体，必然会导致压缩机产生的高压气体用于膨胀制冷的量减少，从而影响了压缩机的效率。另一方面，由于压缩机结构、尺寸、重量等因素限制，导致压缩机运动产生的高压气体压力比较小，而压缩机的输出压缩比作为衡量压缩机性能的参数之一，若输出压缩比较小，必然会制约压缩机的输出PV功，从而降低膨胀机产生制冷的制冷量，导致制冷机整机效率较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高压缩比的气体轴承式线性压缩机，一方面，解决油润滑压缩机结构复杂、效率低、振动大与寿命短等问题；另一方面，解决由于气体轴承式线性压缩机的气体轴承消耗高压气体，导致压缩机输出压缩比低且无法增加膨胀机膨胀制冷量需求等问题。 本专利技术的技术方案为:一种高压缩比的气体轴承式线性压缩机，包括活塞、气缸以及驱动活塞在气缸内往复运动的线性电机，所述活塞与气缸之间设有气体流道，形成支承活塞的气体静压轴承；所述活塞从气缸的一端进入，气缸的另一端外圆周固定设有过渡法兰，所述过渡法兰上固定设有压缩法兰；所述过渡法兰与活塞、气缸围成第一压缩腔，所述压缩法兰与过渡法兰围成第二压缩腔；所述过渡法兰的中心孔处设有压力控制阀，所述压力控制阀的进气口与第一压缩腔连接，所述压力控制阀的出气口与第二压缩腔连接。 所述的高压缩比的气体轴承式线性压缩机，所述过渡法兰与压缩法兰采用焊接连接。 所述的高压缩比的气体轴承式线性压缩机，所述压力控制阀通过螺栓装设在过渡法兰上。 所述的高压缩比的气体轴承式线性压缩机，所述线性电机包括内定子、外定子以及位于内定子与外定子之间的激励永磁体，所述激励永磁体通过连接件与活塞连接。 由上述技术方案可知，本专利技术采用气体静压轴承支承活塞，结合压力控制阀，不仅使得活塞与气缸实现气体润滑效应，达到无磨损支承，而且压力控制阀很好地控制了第一压缩腔内部的压力，迫使其达到压力控制阀的开启压力，从而极大地提升了压缩机的输出压缩比，为膨胀机提供高压缩比的高压气体做功奠定了基础。 【附图说明】 图1是本专利技术的结构示意图。 【具体实施方式】 下面结合附图进一步说明本专利技术。 如图1所示，一种高压缩比的气体轴承式线性压缩机，包括活塞1、气缸2、内定子3、外定子4、激励永磁体5、连接件6、过渡法兰7、压缩法兰8和压力控制阀9。活塞I从气缸2的一端进入,装配于气缸2内部。内定子3、外定子4和激励永磁体5构成线性电机，内定子3与外定子4形成线性电机的内外磁极,激励永磁体5通过连接件6与活塞I连接，形成驱动活塞I的动子。 当外定子4的内部线圈接通交流电源时，交变电流于内定子3与外定子4之间产生交变电磁场，并与激励电磁场相互作用，产生交变往复的电磁推力，驱动活塞I沿着气缸2壁面作往复运动，压缩气体工质，产生高压气体。活塞I与气缸2之间设有气体流道，形成支承活塞I的气体静压轴承。 过渡法兰7安装在气缸2另一端的外圆周面上，压缩法兰8与过渡法兰7采用焊接连接，压力控制阀9通过螺栓装配在过渡法兰7的中心孔12处。过渡法兰7与活塞1、气缸2围成第一压缩腔10，过渡法兰7与压缩法兰8围成第二压缩腔11。压力控制阀9的进气口与第一压缩腔10连接，压力控制阀9的出气口与第二压缩腔11连接。过渡法兰7的中心孔12可视为第一压缩腔10的排气孔，压缩法兰8的中心孔13可视为第二压缩腔11的排气孔。 本专利技术的工作原理:一方面，线性电机驱动活塞I在气缸2内部往复运动产生的高压气体，其中极少部分进入活塞I与气缸2之间所形成的气体流道，形成气体静压轴承，支承活塞I，使活塞I稳定悬浮于气缸2内部，在活塞I与气缸2之间进行气体润滑，实现活塞I与气缸2之间的无磨损支承，成功获得无磨损、长寿命、高可靠性的气体轴承式线性压缩机。 另一方面，活塞I往复运动产生的高压气体进入第一压缩腔10内部，当气体压力未达到压力控制阀9的开启压力时，气体被封存于第一压缩腔10，随着活塞I的往复运动，被封存于第一压缩腔10内的气体压力逐步增大，达到压力控制阀9的开启压力时，压力控制阀9开启，此时，通过压力控制阀9的控制而压力提高的高压气体进入第二压缩腔11，并通过压缩法兰8的中心孔13进入膨胀机，高压气体膨胀产生制冷量。并且，由于压力控制阀9的单向导通特性，确保第二压缩腔11内部的高压气体不会回流至第一压缩腔10，很好地控制了压缩机的输出压缩比，即由于压力控制阀9的作用，很好地将活塞I往复运动产生的高压气体压力提升到压力控制阀9的开启压力，使得压缩机的输出压缩比很高。根据压缩机输出压缩比的设计要求，设计合理的压力控制阀9，即可获得压缩机设计所需要的输出压缩比，达到设计需求。 本专利技术的压缩机内部活塞I的支承方式采用气体静压润滑技术，实现了活塞I的无磨损支承，极大地提高了压缩机的工作寿命；同时活塞I往复运动产生的高压气体被封存于第一压缩腔10，迫使压缩机的输出压力必须达到压力控制阀9的开启压力，从而使得压缩机的输出压缩比有很大的提高，这样的高压气体进入膨胀机做功，产生的制冷量也得到极大提升。因此，本专利技术提供了一种高压缩比、长寿命和高可靠性的气体轴承式线性压缩机。 以上所述实施方式仅仅是对本专利技术的优选实施方式进行描述，并非对本专利技术的范围进行限定，在不脱离本专利技术设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本专利技术的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本专利技术的权利要求书确定的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压缩比的气体轴承式线性压缩机，包括活塞、气缸以及驱动活塞在气缸内往复运动的线性电机，其特征在于：所述活塞与气缸之间设有气体流道，形成支承活塞的气体静压轴承；所述活塞从气缸的一端进入，气缸的另一端外圆周固定设有过渡法兰，所述过渡法兰上固定设有压缩法兰；所述过渡法兰与活塞、气缸围成第一压缩腔，所述压缩法兰与过渡法兰围成第二压缩腔；所述过渡法兰的中心孔处设有压力控制阀，所述压力控制阀的进气口与第一压缩腔连接，所述压力控制阀的出气口与第二压缩腔连接。

【技术特征摘要】
1.一种高压缩比的气体轴承式线性压缩机，包括活塞、气缸以及驱动活塞在气缸内往复运动的线性电机，其特征在于:所述活塞与气缸之间设有气体流道，形成支承活塞的气体静压轴承；所述活塞从气缸的一端进入，气缸的另一端外圆周固定设有过渡法兰，所述过渡法兰上固定设有压缩法兰；所述过渡法兰与活塞、气缸围成第一压缩腔，所述压缩法兰与过渡法兰围成第二压缩腔；所述过渡法兰的中心孔处设有压力控制阀，所述压力控制阀的进气口与第一压缩腔连接，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王波，郭良珠，孔中科，王建中，寇翠翠，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十六研究所，
类型：发明
国别省市：安徽;34