一种线性压缩机的板簧支撑结构及线性压缩机的制作方法

本发明属于线性压缩机，具体涉及一种线性压缩机的板簧支撑结构及线性压缩机。

背景技术：

1、线性压缩机按照动子种类可分为动磁式、动圈式和动铁式，其中前两种在工程上有所应用，而动磁式线性压缩机应用最为广泛。线性压缩机也可按照是否装有单向阀片分为无阀线性压缩机和有阀线性压缩机，无阀线性压缩机可用于斯特林制冷机和脉冲管制冷机的压力波发生器，而装有吸排气阀片的线性压缩机可用于压气机，也是焦耳-汤姆逊节流制冷机及蒸汽压缩制冷系统的核心部件。

2、无论什么形式的线性压缩机，其动子径向支撑结构的支撑效果对压缩机效率和可靠性影响巨大。如果线性压缩机的动子径向支撑效果较差，活塞与气缸将存在干摩擦，导致机械阻尼增大、活塞气缸间泄露功耗增大、谐振位移减小，严重影响压缩机效率和输出功率；此外，压缩机运行时活塞与气缸干摩擦产生的固体碎屑会造成活塞运动不畅甚至卡死等恶劣后果，严重影响线性压缩机的可靠性。

3、如图1所示，现有线性压缩机的动子径向支撑结构一般有单侧多片板簧组结构和双侧板簧支撑结构，其中，单侧多片板簧组结构采用多片（通常≥6片）板簧相隔一定距离构成板簧组以保证活塞与气缸之间微米级的间隙；该结构存在不可避免的径向弯曲力矩及位移，其采用的板弹簧数量较多，且相邻板簧之间必须留有一定的运动间隙防止撞击，采用此种结构的线性压缩机存在轴向尺寸长、重量大、成本高、装配难度高等问题。双侧板簧支撑结构是内侧采用1片或多片大内径板弹簧，外侧采用1片或多片小内径板弹簧；该支撑结构存在如下缺陷：1、在同一台机器中采用两种不同规格的板弹簧会导致设计成本增加；2、假定线性压缩机的活塞位移上限为x，则内侧1片板弹簧所需的位移空间为2x，外侧1片板弹簧所需的位移空间为2x、外侧磁钢骨架所需的位移空间为2x，考虑外侧板簧与磁钢骨架位移重合问题，对置式双侧各1片板簧支撑结构线性压缩机所需轴向位移空间为10x，这导致线性压缩机轴向尺寸和整机重量增大；3、该机构的活塞尺寸较长，由于活塞仍处于悬臂结构存在径向力矩和位移，其活塞径向支撑效果会打折扣；此外，长尺寸的动子结构导致动子质量增大，不利于提高线性压缩机的运行频率。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种线性压缩机的板簧支撑结构，至少可以解决现有技术中存在的部分缺陷。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种线性压缩机的板簧支撑结构，包括动子骨架、大内径板弹簧、电机动子和压缩活塞，所述动子骨架为圆柱筒体结构，所述电机动子固定连接于动子骨架的柱面上，所述压缩活塞位于动子骨架内部且与动子骨架的柱面同轴，所述压缩活塞的一端固定连接于动子骨架的端面上，所述动子骨架连接所述压缩活塞的一端套接固定有大内径板弹簧。

4、进一步的，所述动子骨架的另一端也套接固定有大内径板弹簧，且动子骨架两端的大内径板弹簧的大小相同。

5、进一步的，上述线性压缩机的板簧支撑结构还包括板簧支架，所述大内径板弹簧外侧与板簧支架固定连接。

6、进一步的，所述压缩活塞采用短活塞结构。

7、进一步的，所述大内径板弹簧与动子骨架之间采用激光焊接固定或胶水粘结固定，和/或所述压缩活塞与动子骨架之间采用激光焊接固定或胶水粘结固定。

8、进一步的，所述动子骨架端部的大内径板弹簧采用一片或多片板簧。

9、另外，本发明还提供了一种线性压缩机，包括外壳以及设置于外壳内部的直线电机、气体压缩机构和上述的线性压缩机的板簧支撑结构，所述直线电机包括外磁轭、线圈和内磁轭，所述动子骨架上的电机动子布置于外磁轭与内磁轭之间，所述气体压缩机构包括气缸座，所述气缸座内含连通的压缩腔和气体流道，所述压缩活塞置于压缩腔内。

10、进一步的，所述内磁轭为两侧对称切槽的圆筒式结构。

11、进一步的，所述气缸座采用对置型气缸座，其内含两个对称布置的压缩腔，所述直线电机和线性压缩机的板簧支撑结构均有两组，两组分别对称布置于该对置型气缸座两侧。

12、进一步的，所述压缩活塞采用短活塞结构，所述压缩腔具有大径段和小径段，所述大径段的长度与压缩活塞的行程相适配，所述小径段连接大径段与气体流道。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果：

14、(1)本发明提供的这种线性压缩机的板簧支撑结构，动子骨架连接所述压缩活塞的一端套接固定有大内径板弹簧，将板弹簧直接固定在动子骨架上，消除了传统板弹簧与动子骨架的运动余量，缩短了支撑系统的轴向长度，减少了动子质量，从而有效缩短线性压缩机的整机长度缩短的同时减小了整机的重量；设计动子骨架的另一端也套接固定有大内径板弹簧，增加了支撑的稳定性，且动子骨架两端的板弹簧大小相同，降低了设计成本。

15、(2)本发明提供的这种线性压缩机的板簧支撑结构缩短了动子组件的长度并降低了重力，降低了支撑系统的径向总负载力；同时设计压缩活塞采用短活塞结构减少了压缩活塞的径向弯曲位移，提升了径向支撑效果，提高了压缩机效率和整机可靠性。

16、(3)本发明提供的这种线性压缩机的板簧支撑结构有利于减小线性压缩机的动子质量，便于提高线性压缩机的谐振频率。

17、以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

技术特征：

1.一种线性压缩机的板簧支撑结构，其特征在于：包括动子骨架、大内径板弹簧、电机动子和压缩活塞，所述动子骨架为圆柱筒体结构，所述电机动子固定连接于动子骨架的柱面上，所述压缩活塞位于动子骨架内部且与动子骨架的柱面同轴，所述压缩活塞的一端固定连接于动子骨架的端面上，所述动子骨架连接所述压缩活塞的一端套接固定有大内径板弹簧。

2.如权利要求1所述的线性压缩机的板簧支撑结构，其特征在于：所述动子骨架的另一端也套接固定有大内径板弹簧，且动子骨架两端的大内径板弹簧的大小相同。

3.如权利要求1所述的线性压缩机的板簧支撑结构，其特征在于：还包括板簧支架，所述大内径板弹簧外侧与板簧支架固定连接。

4.如权利要求1所述的线性压缩机的板簧支撑结构，其特征在于：所述压缩活塞采用短活塞结构。

5.如权利要求1所述的线性压缩机的板簧支撑结构，其特征在于：所述大内径板弹簧与动子骨架之间采用激光焊接固定或胶水粘结固定，和/或所述压缩活塞与动子骨架之间采用激光焊接固定或胶水粘结固定。

6.如权利要求1或2所述的线性压缩机的板簧支撑结构，其特征在于：所述动子骨架端部的大内径板弹簧采用一片或多片板簧。

7.一种线性压缩机，其特征在于：包括外壳以及设置于外壳内部的直线电机、气体压缩机构和权利要求1-6任一项所述的线性压缩机的板簧支撑结构，所述直线电机包括外磁轭、线圈和内磁轭，所述动子骨架上的电机动子布置于外磁轭与内磁轭之间，所述气体压缩机构包括气缸座，所述气缸座内含连通的压缩腔和气体流道，所述压缩活塞置于压缩腔内。

8.如权利要求7所述的线性压缩机，其特征在于：所述内磁轭为两侧对称切槽的圆筒式结构。

9.如权利要求7所述的线性压缩机，其特征在于：所述气缸座采用对置型气缸座，其内含两个对称布置的压缩腔，所述直线电机和线性压缩机的板簧支撑结构均有两组，两组分别对称布置于该对置型气缸座两侧。

10.如权利要求7所述的线性压缩机，其特征在于：所述压缩活塞采用短活塞结构，所述压缩腔具有大径段和小径段，所述大径段的长度与压缩活塞的行程相适配，所述小径段连接大径段与气体流道。

技术总结本发明提供了一种线性压缩机的板簧支撑结构及线性压缩机，该板簧支撑结构包括动子骨架、大内径板弹簧、电机动子和压缩活塞，所述动子骨架为圆柱筒体结构，所述电机动子固定连接于动子骨架的柱面上，所述压缩活塞位于动子骨架内部且与动子骨架的柱面同轴，所述压缩活塞的一端固定连接于动子骨架的端面上，所述动子骨架连接所述压缩活塞的一端套接固定有大内径板弹簧。该发明设计动子骨架两端的板弹簧大小相同，并且将板弹簧直接固定在动子骨架上，消除了传统板弹簧与动子骨架的运动余量，缩短了支撑系统的轴向长度，减少了动子质量，从而有效缩短线性压缩机的整机长度缩短的同时减小了整机的重量。技术研发人员：黄晟,黄立,孙建,曾勇,黄太和,张熠,何诗尧受保护的技术使用者：武汉高芯科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4