用于线性压缩机的共振装置的制作方法

专利名称：用于线性压缩机的共振装置的制作方法技术领域：本发明通常涉及一种用于共振压缩机的结构装置，此类由线性马达驱动的共振压缩机用在制冷系统中，该装置具有在汽缸内往复运动的活塞。背景技术： 在由线性马达驱动的往复式压缩机中，空气吸入和空气压缩的操作通过汽缸内活塞的往复轴向运动来执行，汽缸由汽缸盖封闭并安装在密封壳体内，在汽缸盖中设置有控制气体相对于汽缸进入和排出的吸气阀和排气阀。活塞由一个驱动机构驱动，该驱动机构支撑着由一个固定在压缩机壳体上的线性马达驱动的磁性元件。在一些结构中，将活塞靠在形状为一个片弹簧组件的共振弹簧机构上安装，该共振弹簧机构固定在压缩机的密封壳体上，以便引导活塞的轴向移动，并且使整个组件在预定的频率上发生共振，从而允许将线性马达加工成足够的尺寸以便在运行中连续地向压缩机提供能量。通过一个柔性杆将活塞靠在弹簧组件上安装，将所述弹簧组件靠在汽缸上刚性地安装，并且活塞、驱动器、磁性元件、柔性杆以及片弹簧组件共同形成压缩机的共振组件。在这种结构中，通过柔性杆将活塞靠在由一块弹簧钢板制成的片弹簧组件上安装，该柔性杆具有抵消在零件的生产和组装过程中出现的误差而产生的力的作用，其目的是不将所述的力的总和传递到活塞上，以避免所述活塞相对于汽缸的磨损。这种结构具有一些缺点，例如需要包括一根柔性杆来抵消在零件生产和组装的过程中出现的误差而产生的力。这种柔性杆也是相对较难获得的元件，这是因为它必须由特殊材料制成。另外，这些片弹簧非常昂贵，因为它们需要非常复杂的切削和精加工工艺。在另一种已知的结构中，用一个螺旋弹簧系统代替片弹簧组件，其中第一螺旋弹簧安装在驱动机构和汽缸之间，第二螺旋弹簧安装在驱动机构和压缩机的壳体之间，在这种结构中，压缩机的共振组件由活塞、驱动机构、磁铁和螺旋弹簧形成。这种结构也存在一些缺点，例如需要具有较大尺寸的压缩机，以适应使用一对螺旋弹簧的需要，这种螺旋弹簧不能恰当地固定以承受拉力。再者，螺旋弹簧具有在其安装表面上产生偏心力和剪切力、在压缩机活塞的轴承上产生力、产生噪声和磨损并降低压缩机的寿命的特性。发明目的因此，本发明的一个目的是提供一种用于线性压缩机的共振系统，该系统具有简单可靠的安装和固定，这就允许所述共振系统在压缩机操作过程中受到拉力和压力，而不会脱离相对于其所固定部分的位置，并且在活塞运动过程中不会产生径向和侧向分力，这些分力可能导致作用在活塞上的径向力。本发明的另一个目的是提供一种低成本的共振系统，该系统不需使用柔性杆和片弹簧或者螺旋弹簧。发明概述这些和其它的目的通过一种用于线性压缩机的共振装置来实现，该共振装置包括由一个马达和一个汽缸组成的一个非共振组件；由在汽缸内往复运动的一个活塞组成的一个共振组件；一个将活塞可操作地连接在马达上的驱动机构；以及至少一个具有伸长的管状体的弹簧机构，该管状体与活塞轴同轴并且可操作地连接在驱动机构和非共振组件上，所述管状体的延伸部分的至少一部分折叠成圆周区段，每个圆周区段随着活塞的移动在轴线方向上发生弹性变形。参照附图，下文中将对本发明进行描述，其中 图1是密封压缩机沿直径方向的示意性纵向剖视图，此类压缩机由线性马达驱动，并具有一个按照现有技术构成的共振机构；图2是密封压缩机沿直径方向的示意性纵向剖视图，此类压缩机由线性马达驱动，并具有现有技术的共振机构中的另一种结构；图3是密封压缩机沿直径方向的示意性纵向剖视图，此类压缩机由线性马达驱动，并具有一个按照本发明构成的共振机构；图4示意性地示出图3所示的压缩机，该压缩机采用本发明的一种结构变化形式；图5是本发明共振机构的一个示意性侧视图；以及图6是图5中所示出的本发明的共振机构的一个示意性立体图。具体实施例方式本发明将对一种往复式压缩机进行描述，该压缩机由制冷系统中所使用类型的线性马达驱动，并且包括一个马达-压缩机组件，该组件包括由一个线性马达和一个汽缸1形成的非共振组件、一个由在汽缸1中往复运动的活塞2形成的共振组件以及一个位于汽缸1外部并承载磁铁4的驱动机构3，该磁铁在线性马达的激励下沿轴向推进，所述驱动机构3将活塞2可操作地连接在线性马达上。按照图1和2中所示出的现有技术的结构，上述元件安装在密封壳体10的内部。如附图中所示，线性马达安装在汽缸1和活塞2的周围，其包括一组内部叠片5以及一组外部叠片7，线圈6插入内部叠片5中。在图1和2所示出的结构中，压缩机还包括通常的共振弹簧机构，该机构的安装相对于共振组件以及非共振组件处于稳定压缩，并且能够在活塞2的移动方向上发生轴向弹性变形。在图1的结构中，压缩机包括一个弹簧机构，其形状为由弹簧钢板制成的片弹簧10的组件，将活塞2通过一个柔性杆8安装在其上。在图2的实施例中，压缩机包括一对弹簧机构，例如一对螺旋弹簧20，第一螺旋弹簧20安装在驱动机构3和汽缸1之间，第二螺旋弹簧20安装在所述驱动机构3和压缩机的壳体10之间。根据图示，汽缸1具有一个由阀板30封闭的端部，该阀板设有一个吸气阀31和一个排气阀32，这两个阀允许在压缩室9和汽缸盖40的相应内部之间进行有选择的流体连通，压缩室9是在活塞2顶部和阀板30之间限定而成，汽缸盖40的相应内部分别与制冷系统的低压侧和高压侧保持流体连通，而压缩机连接在制冷系统上。这些结构具有上文所讨论的一些缺点。根据本发明，使用一个线性压缩机的共振装置可以避免现有技术中的缺点，该共振装置包括至少一个弹簧机构，该弹簧机构具有与活塞2的轴同轴的伸长的管状体50，该管状体50具有一个可操作地连接在驱动机构3上的端部51，和一个可操作地连接在非共振组件上的相对端52，所述管状体50的延伸部分至少有一部分折叠成圆周区段53，该圆周区段53关于所述管状体50的轴对称，例如与活塞2的轴垂直，每个圆周区段53由于活塞2的移动而在轴向上发生弹性变形。根据实现本发明的一种方法，圆周区段53具有相同的横截面轮廓，例如一个大体上为“V”形的轮廓，例如图5中所示，或者一个大体上为“U”形的轮廓。在图示的结构中，圆周区段53具有一个“V”形轮廓，通过其相应二面角的变化，每个所述圆周区段53因活塞的移动发生弹性变形。尽管在图示的另一种结构中圆周区段53具有相同的二面角，应当理解，圆周区段53沿着管状体50的纵向延伸部分具有不同的横截面轮廓并且相对于所述圆周区段53具有不同的二面角的技术方案也是可能的。根据实现本发明的一种方法，管状体是中空的，其允许在压缩室9和壳体10的内部之间保持流体连通，在这种情况中壳体10为通常的密封类型。在本发明的实施例中，如图所示，管状体50具有一个非空侧面54。在这种情况下，由于管状体50的一个端部51密封地固定在汽缸1上，并且相对端52密封地固定在驱动机构3上，所述管状体50堵住了通过存在于活塞2和汽缸1之间的间隙所发生的压缩室9和汽缸1外部之间的流体流通。在这种结构中，如果提供压缩机壳体，则该壳体不需要密封，这是因为在压缩室9和所述壳体内部之间的密封是通过管状体50获得的。根据图3所示，压缩机还具有形状为管状体50的另一种弹簧机构，该管状体具有固定在驱动机构3上的一个端部51和固定在壳体10上的另一个端部52。每个管状体50的每个端部51、52相对于汽缸1、驱动机构3和壳体10所限定的相应部分的固定是通过例如焊接、胶接或者螺纹连接中的一种工艺来实现的。在实施本发明的一种方式中，每个管状体50的每个端部51、52由相应的管状延伸部分限定，该相应的管状延伸部分不具有圆周区段53，每个端部51、52所加工的尺寸提供与其固定的相应部分的配合。然而，所述端部51、52的其它结构形式也是可能的，例如垂直固定在活塞2的轴上的径向突出。在图示的结构中，固定在管状体50的相邻端部51、52上的每个部分上设有至少一个圆周齿状物，为了与所述相应端部51、52配合，该齿状物与活塞2的轴同轴。根据图3所示，汽缸1的下端部分设有一个环形切口1a，该切口限定用于固定管状体50的相邻端部51的齿状物，驱动机构3设有一个第一环形齿状物3a，该第一环形齿状物3a朝向汽缸1并固定管状体50的另一端部52。在具有两个弹簧机构的结构中，例如图4所示，为了固定另一个管状体50的一端51，驱动机构3还设有一个第二环形齿状物3b，该第二环形齿状物3b朝向壳体10的下部。在这种结构中，壳体10具有一个单独的环形突出物，该突出物与驱动机构3的第二齿状物3b同轴并与之对齐，第二齿状物3b用于固定管状体50的另一端52。在图示的结构中，圆周齿状物是连续的，相互同轴并轴向对齐。权利要求1.一种用于线性压缩机的共振装置，其包括由一个马达和一个汽缸(1)形成的一个非共振组件；由在汽缸(1)内往复运动的一个活塞(2)形成的一个共振组件；一个将活塞(2)可操作地连接在马达上的驱动机构(3)；以及至少一个安装在共振组件上的弹簧机构，该弹簧机构可以朝着活塞(2)的移动方向发生弹性的轴向变形，其特征在于，弹簧机构具有一个伸长的管状体(50)，该管状体与活塞(2)的轴同轴并且具有可操作地连接在驱动机构(3)上的端部(51)和可操作地连接在非共振组件上的相对端部(52)，所述管状体(50)的延伸部分的至少一部分折叠成相对于所述管状体(50)的轴对称的圆周区段(53)，每个圆周区段(53)由于活塞(2)的移动而在轴向上发生弹性变形。2.如权利要求1所述的共振装置，其特征在于，圆周区段(53)具有相同的横截面轮廓。3.如权利要求2所述的共振装置，其特征在于，每个圆周区段(53)具有一个大体为“V”形的轮廓，每个圆周区段(53)通过其相应二面角的变化而发生弹性变形。4.如权利要求3所述的共振装置，其特征在于，圆周区段(53)具有相同的二面角。5.如权利要求1所述的共振装置，其特征在于，圆周区段(53)垂直于管状体(50)的纵向轴。6.如权利要求1所述的共振装置，其特征在于，管状体(50)具有非空的侧面(54)。7.如权利要求1所述的共振装置，其特征在于，每个端部(51、52)与汽缸(1)和驱动机构(3)所限定的相邻部分的固定通过焊接、胶接或者螺纹连接中的一种工艺来实现。8.如权利要求7所述的共振装置，其特征在于，管状体(50)的每个端部(51、52)由不具有圆周区段(53)的相应的管状延伸部分限定，所述端部(51、52)的尺寸能提供与其固定的相应部分的配合。9.如权利要求8所述的共振装置，其特征在于，固定管状体(50)一个相邻端部(51、52)的每个部分设有至少一个圆周齿状物(1a、3a、3b、10a)，这些齿状物与活塞(1)的轴同轴，用于与所述相应端部(51、52)配合。10.如权利要求9所述的共振装置，其特征在于，每个圆周齿状物(1a、3a、3b、10a)是连续的。11.如权利要求6所述的共振装置，其中汽缸(1)由汽缸盖(30)封闭，汽缸盖(30)在活塞(2)的顶部和所述汽缸盖(30)之间限定一个压缩室(9)，其特征在于，管状体(50)具有一个密封地固定在汽缸(1)上的端部(51)，和密封地固定在驱动机构(3)上的相对端(52)，从而堵住在压缩室(9)和汽缸(1)外部之间通过存在于活塞(2)和汽缸(1)之间的间隙的流体流通。12.如权利要求1所述的共振装置，其中密封压缩机包括一个密封壳体(10)，在该密封壳体内安装着共振组件和非共振组件，其特征在于，其包括另一个形状为管状体(50)的弹簧机构，该管状体具有固定在驱动机构(3)上的一个端部(51)和固定在壳体(10)上的另一个端部(52)。全文摘要一种用于线性压缩机的共振装置，其包括由一个马达和一个汽缸(1)形成的一个非共振组件；由在汽缸(1)内往复运动的一个活塞(2)形成的共振组件；一个可操作地将活塞(2)连接在马达上的驱动机构(3)；以及至少一个具有伸长的管状体(50)的弹簧机构，该管状体与活塞(2)的轴同轴并且可操作地连接在驱动机构(3)和非共振组件上，所述管状体(50)至少有一部分延伸部分折叠成圆周区段(53)，每个圆周区段(53)由于活塞(2)的移动而在轴向发生弹性变形。文档编号F04B35/00GK1666022SQ03816269 公开日2005年9月7日 申请日期2003年7月8日 优先权日2002年7月10日发明者埃希迪奥·贝尔万格, 里纳尔多·普夫 申请人:巴西船用压缩机有限公司