线性马达压缩机 |
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| 申请号 | CN201180063957.5 | 申请日 | 2011-11-24 | 公开(公告)号 | CN103282658B | 公开(公告)日 | 2016-01-20 |
| 申请人 | 惠而浦股份有限公司; | 发明人 | D·E·B·利耶; R·普夫; | ||||
| 摘要 | 该安装布置适用于一种 压缩机 ，该压缩机包括： 活塞 （10），该活塞具有圆筒形管状本体（11）；和致动装置（30），所述致动装置连接到所述活塞（10）以便以往复运动驱动所述活塞。吸入消音器（60）包括两个管状插入件（61,62），该两个管状插入件纵向地布置在活塞（10）的内部中并且具有间隔开的打开的相邻端部（61a,62a）和分别固定到活塞的顶壁（12）和致动装置（30）的封闭的相对端部（61b,62b），并且在活塞（10）的内部中限定消音室（C）和中间地通向消音室（C）的环形通道（15），并且使活塞（10）的打开后端部（11a）与布置在所述活塞（10）的顶壁（12）中的吸入 阀 （50）连通。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种包括可移动组件的线性马达压缩机，在所述线性马达压缩机中包括吸入消音器，所述可移动组件由以下部件形成：活塞(10)，所述活塞具有圆筒形管状本体(11)，所述圆筒形管状本体具有打开的后端部(11a)和由顶壁(12)封闭的前端部(11b)，所述顶壁承载吸入阀(50)；和致动装置(30)，所述致动装置连接到所述活塞(10)以便以往复运动驱动所述活塞，其特征在于，所述活塞(10)在内部容纳吸入消音器(60)，所述吸入消音器包括纵向地布置在所述活塞(10)的内部中的两个管状插入件(61,62)，所述管状插入件(61,62)具有彼此间隔的打开的相邻端部(61a,62a)和封闭的相对端部(61b,62b)，所述封闭的相对端部分别被固定到所述活塞的顶壁(12)和所述致动装置(30)，所述管状插入件(61,62)在所述活塞(10)的圆筒形管状本体(11)的内部中限定消音室(C)和环形通道(15)，所述环形通道通过所述管状插入件(61,62)的相邻端部(61a,62a)通向所述消音室(C)，并且将所述活塞(10)的打开的后端部(11a)与所述吸入阀(50)连通。 |
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| 说明书全文 | 线性马达压缩机技术领域[0001] 本发明涉及一种构造布置，该构造布置允许将吸入消音器安装在由线性马达驱动的制冷压缩机中，并且更特别地涉及一种用来将吸入消音器安装在压缩机活塞的内部中的构造布置，该活塞具有圆筒形管状本体，该圆筒形管状本体具有被设置有吸入阀的顶壁封闭的端部，并且该活塞在其内部中容纳吸入消音器。 背景技术[0003] 在这种已知类型的构造中，曲轴箱包括气缸，在该气缸内限定压缩室，该压缩室具有基本上被阀板和头部封闭的端部和打开的相对端部，通过该打开的相对端部安装活塞，该活塞在气缸的内部中往复运动，并且与气缸以及阀板一起限定压缩室。 [0005] 用于本压缩机的活塞具有圆筒形管状本体，该圆筒形管状本体具有打开的后端部和被顶壁封闭的前端部，该顶壁承载吸入阀。圆筒形管状本体限定活塞管状裙部，该活塞管状裙部在靠近端部边缘处被顶壁封闭(在活塞中限定头部部分)。在一些常规构造中，诸如巴西专利文献PI 1000181-6中示出的构造，在单体件中获得该活塞。根据气缸内的活塞平衡和接近所述气缸的内壁设置的密封而计算圆筒形管状本体的长度，以在压缩机操作的压缩循环期间避免压缩气体泄漏。 [0006] 该杆布置在活塞内部并且具有在其顶壁的区域中的固定到活塞的第一端部，和固定到致动装置的第二端部。 [0007] 线性马达以往复运动驱动致动装置并且用来产生使活塞在气缸的压缩室的内部中位移所必要的推力，并且因此用来压缩呈气体形式的制冷剂流体。活塞、杆和致动装置形成压缩机的可移动组件，共振弹簧联接到所述可移动组件，该共振弹簧安装成在活塞在压缩室的内部中往复轴向位移时在活塞上施加相反的轴向力。共振弹簧用作活塞的轴向位移的引导件，并且也与压缩机的线性马达联合地致动在压缩可移动组件上。压缩可移动组件和共振弹簧限定压缩机的共振组件。 [0008] 在一些构造中，制冷剂流体的吸入通过活塞进行。对于这些构造，活塞的顶壁具有吸入开口，该吸入开口被通常安装到所述顶壁的前部面的吸入阀选择性地封闭，如所述巴西专利文献PI 1000181-6中描述和示出的。 [0010] 此外，为了减小压缩机操作的自然频率的可变性，在确定的情况中，有必要添加额外的质量到可移动组件(称为调整质量)，以便减小该机构的自然频率。 [0011] 文献NZ526361(WO2004/106737)提供一种活塞的构造形式，在该活塞的内部中限定吸入消音器装置(如所述文献的图30和31中所示)。 [0012] 在这种构造中，活塞的内部的一部分与其内壁直接限定被分隔壁彼此分开的一对消音室，该分隔壁安装在杆部分周围，该杆部分将活塞连接到致动装置。该消音室通过设置在分隔壁中的窗口彼此流体连通。该消音室限定第一噪声消音器，该第一噪声消音器用于在通过活塞的内部的气体吸入操作期间产生的频率的一些。 [0013] 除了第一噪声消音器外，所述先前构造还在活塞本体的内部中具有第二消音器，该第二消音器具有布置在活塞的打开端部附近的亥姆霍兹共振器的形式，并且被构造用来衰减接近压缩机操作产生的频率的频率(中等频率)。这个第二消音器具有插入件的形式，该插入件被设置在单体件中并且具有：封闭的端部，该封闭的端部安装在致动装置的管状轴向延伸部周围并且包围该杆；和安装到致动装置的相对端部。所述插入件设置有开口，该开口朝向插入件的外壁和活塞的圆筒形本体的内壁之间限定的环形通道。这个第二吸入消音器限定亥姆霍兹共振器，该亥姆霍兹共振器在这个先前方案中衰减中等频率。 [0014] 文献WO2004/106737中描述且示出的构造还包括呈管状插入件的形式的第三噪声消音器，该管状插入件被设置在单体件中并且具有封闭的端部和通向环形通道的端部，该环形通道被限定在第二消音器的外壁和活塞的圆筒形本体的内壁之间。这个第三消音器衰减高的频率。 [0015] 虽然以提供不同频率的噪声衰减的目的限定布置在活塞内的吸入消音器的这种构造，但所述构造仅仅当要被衰减的每一个操作频率是非常具体的时是高效的。此外，对于频带的衰减，所述先前构造不符合希望的声学阻尼性能。 [0017] 也可以适用于其它已知压缩机方案的所述方案的另一缺点涉及以下困难：避免或控制压缩机操作的自然频率的可变性，这需要在确定的情况下添加额外的质量(调整质量)到压缩机的可移动组件，以试图减小由压缩机机构的操作产生的自然频率。 发明内容[0018] 因此，本发明的目标是提供一种构造布置，该构造布置以容易且高效的方式允许将吸入消音器安装在线性马达压缩机的活塞的内部中，而不使压缩机的可移动组件的部件遭受可能损害其适当操作的断裂或其它伤害的危险，在压缩机的整个使用寿命期间保证压缩机的可靠性。 [0019] 本发明的另一目标是提供如上面列举的一种布置，并且该布置允许频带被高效地衰减。 [0020] 本发明的另外目标是提供一种上面给出的类型的安装布置，并且该安装布置通过消音器结构允许执行压缩机中的调整质量的不同调节，以便减小由压缩机机构的操作产生的自然频率，基本上消除向可移动组件提供额外质量的需要。 [0021] 通过包括可移动组件的类型的线性马达压缩机中的吸入消音器的安装布置实现这些和其它目标，所述可移动组件由以下部件形成：活塞，所述活塞具有圆筒形管状本体，所述圆筒形管状本体具有打开的后端部和由顶壁封闭的前端部，所述顶壁承载吸入阀；和致动装置，该致动装置连接到活塞，该活塞用来以往复运动驱动该致动装置。 [0022] 根据本发明，该活塞在内部容纳吸入消音器，该吸入消音器包括纵向地布置在活塞的内部中的两个管状插入件，所述管状插入件具有彼此间隔的打开的相邻端部和封闭的相对端部，所述封闭的相对端部分别被固定到所述活塞的顶壁和所述致动装置，所述管状插入件在所述活塞的圆筒形管状本体的内部中限定消音室和环形通道，所述环形通道通过所述管状插入件的相邻端部中间地通向所述消音室，并且将所述活塞的打开后端部与其吸入阀连通。 [0023] 根据本发明的特别形式，两个管状插入件是圆筒形的并且彼此同心，但不必具有相同的直径，它们的相邻端部相互面对。 [0024] 根据本发明，布置在活塞的内部中的吸入声学消音器通常为管-体积-管类型，用于衰减高于确定截止频率的频率。在声学方面，在截止频率上方获得的衰减起因于环形通道(管)的面积和长度以及中间体积。计算总通道面积以便不导致载荷损失。 [0026] 下面将参考附图描述本发明，该附图通过本发明的实施例的例子的方式被给出并且其中： [0027] 图1表示线性压缩机的可移动组件的部分切开示意性透视图，其活塞在内部设置有根据本发明的第一实施例构造的吸入消音器； [0028] 图2表示图1中示出的可移动组件的纵向剖视图； [0030] 图3表示线性压缩机的可移动组件的部分切开示意性透视图，其活塞在内部设置有根据本发明的第二实施例构造的吸入消音器；并且 [0031] 图4表示图3中示出的可移动组件的纵向剖视图。 具体实施方式[0032] 本发明涉及一种制冷压缩机，该制冷压缩机设置有线性马达并且在基本上气密的壳体的内部中包括本说明书的引言中描述的相同基本部件。如描述的，该压缩机包括曲轴箱，该曲轴箱包含气缸，该气缸具有通常由阀板封闭的端部，并且打开的相对端部，通过该打开的相对端部安装活塞10。 [0033] 活塞10通过杆20联接到致动装置30以向致动装置30提供往复运动，该致动装置承载由线性马达(未示出)激励的已知磁体31(在图1中仅仅示出一个)。 [0034] 活塞10、杆20和致动装置30形成压缩机的可移动组件，共振弹簧(未示出)联接到该可移动组件，该共振弹簧以一方式安装以在活塞的往复轴向位移时在活塞10上施加相反的轴向力。压缩可移动组件(与未示出的共振弹簧)限定压缩机的共振组件。 [0035] 活塞10具有圆筒形管状本体11，该圆筒形管状本体具有打开的后端部11a和由顶壁12封闭的前端部11b，该顶壁承载吸入阀50(见图1)。在示出的构造中，在单体件中获得活塞10。 [0036] 在示出的构造中，活塞10的圆筒形管状本体11和顶壁12可以形成在分离的构件中，该分离的构件可以通过适当的固定装置(诸如胶接、焊接)，或通过机械干涉，或者也通过螺钉P1彼此固定(见图1和2)。 [0038] 由于作为活塞10的部分的圆筒形管状本体11和顶壁12彼此分离，可以通过特定的工艺并且通过更适合于所述部分的每一个要执行的功能的材料获得所述部分的每一个。也应当理解，本方案也预见使用相同的工艺来获得组成本发明的活塞的所述部分以及使用相同的材料来获得组成活塞10的两个部分的可能性，这些特性不限制本方案。 [0039] 杆20沿活塞10的内部延伸并且具有：第一端部21，该第一端部在活塞10的顶壁12的区域中被固定到活塞10；和第二端部22，该第二端部被固定到致动装置30。 [0040] 根据这里描述的构造形式，如附图中示出的，通过无头螺钉或螺栓70执行杆20和活塞10之间的固定，该无头螺钉或螺栓最初被拧紧到杆20并且后来被拧紧到活塞10。 [0041] 在示出的固定的例子中，杆20的第一端部21设置有内部带螺纹的轴向孔23，该轴向孔保持螺栓70的相应端部71，该螺栓的相对端部72从杆20向外突出，活塞10的顶壁12包括转向活塞10的圆筒形管状本体11的内部的管状毂13，该管状毂轴向突出并且设置有内螺纹14，螺栓70的相对端部72螺纹连接在该管状毂中。上述构造方案的一种可能变化包括使用带螺纹的端部，该带螺纹的端部被机加工在杆20的端部21，消除了对螺栓70的需要。 [0042] 在这里示出的构造中，制冷剂流体的吸入通过活塞10进行。对于这些构造，活塞10的顶壁12具有吸入开口12a，该吸入开口被吸入阀50选择性地封闭，该吸入阀安装到所述顶壁12的外部面。 [0043] 根据本发明的构造形式，在活塞10的内部中容纳吸入消音器60(或噪声消音器)，该吸入消音器包括两个管状插入件61、62，该两个管状插入件纵向地布置在活塞10的内部中，围绕杆20并且具有彼此间隔的打开的相邻端部61a、62a以及封闭的相对端部61b、62b，该封闭的相对端部分别固定到杆20的第一端部21和由杆20的第二端部22和由致动装置30限定的部分中的一个部分。 [0044] 在两个示出的实施例中，设置有环形通道15，该环形通道包括第一环形通道部分15a，该第一环形通道部分由邻近致动装置30的两个管状插入件61、62的第一插入件61和活塞10的圆筒形管状本体11之间的径向间隔限定。 [0045] 根据图1和2中示出的实施例，邻近活塞10的顶壁12的两个管状插入件61、62的第二插入件62也相对于活塞10的圆筒形管状部分11限定径向间隔。在这种构造方案中，环形通道15包括第二环形通道部分15b，该第二环形通道部分由邻近活塞10的顶壁12的第二管状插入件62和活塞10的圆筒形管状本体11之间的径向间隔限定。 [0046] 同样，根据图1和2中示出的实施例，消音室C包括被限定在第一管状插入件61的内部中的第一室部分C1，和被限定在第二管状插入件62的内部中的第二室部分C2，所述第一和第二室部分C1、C2在它们的相对端部被封闭，并且在它们的相邻端部打开，该相邻端部被限定在两个管状插入件61、62的相邻端部61a、62a的区域中。 [0047] 在图1和2的实施例中，环形通道15具有第一和第二环形通道部分15a、15b，该第一和第二环形通道部分纵向地彼此对齐，并且被限定在两个管状插入件61、62外部和限定消音室C的第一和第二室部分C1、C2外部。两个环形通道部分15a、15b之间的这种对齐的有利方面是，减小通过活塞10的管状本体11的内部被吸到压缩机的压缩室的气体流中的载荷损失。 [0048] 根据图3和4中示出的实施例，邻近活塞10的顶壁12的第二管状插入件62包括彼此径向间隔的外部管状壁62e和内部管状壁62i，环形通道15的第二环形通道部分15b被限定在第二管状插入件62的所述外部管状壁62e和内部管状壁62i之间，并且第一端部15b1通向消音室C并且第二端部15b2通过环形窗口62c通向吸入阀50，该环形窗口在第二管状插入件的内部管状壁62i和外部管状壁62e之间布置在第二管状插入件62的封闭的相对端部62b中。 [0049] 在示出的构造中，第二管状插入件62的内部管状壁62i和外部管状壁62e通过多个纵向的径向翅片62f彼此固定，该翅片有角度地彼此间隔以便不损害气体流被吸到压缩室的内部。 [0050] 同样，根据图3和4的实施例，消音室C包括：第一室部分C1，该第一室部分被限定在第一管状插入件61的内部中；第二室部分C2，该第二室围绕杆20被限定在第二管状插入件62的内部管状壁62i的内部中；和第三室部分C3，该第三室部分由第二管状插入件62的外部管状壁62e和活塞10的圆筒形管状本体11之间的径向间隔限定，并且在转向活塞10的顶壁12的其端部被封闭，所述室部分C1、C2、C3在管状插入件61、62的相邻的端部 61a、62a中打开。 [0051] 在示出的构造中，第三室部分C3的转向活塞10的顶壁12的端部被外部环形凸缘62d封闭，该外部环形凸缘被并入到外部管状壁62e并且被安置在活塞10的圆筒形管状本体11上。 [0052] 在图3和4中示出的第二实施例中，两个环形通道部分15a、15b具有纵向不对齐，该纵向不对齐提供气体通道与活塞壁间隔的状况，该活塞壁通常由于气体压缩而处于较高的温度。因此，要被允许进入压缩机的压缩室的内部中的气体流变得不太易受加热，防止压缩机的效率损失。 [0053] 应当理解，虽然在这里已经描述通过螺栓用来将杆20固定到活塞10的构造形式，但可以使用其它构造形式，这不影响本活塞的构造和组装，也不影响在所述活塞的内部中的任何噪声消音器的组装和固定。 [0054] 根据本发明，第一插入件61的封闭的相对端部61b被气密地安置且固定到致动装置30。在这种构造中，第一插入件61的封闭的相对端部61b具有：环形端部边缘61c，该环形端部边缘要被气密地安置在设置在致动装置30中的环形壁34上；和内部螺纹部分63，该内部螺纹部分要接合到设置在致动装置30中的相应螺纹部分33。环形端部边缘61c可以通过可以保证希望的密封性的适当密封装置被安置在致动装置30的环形壁34上。 [0056] 同样，根据本发明，第二管状插入件62的封闭的相对端部62b被气密地压缩且保持在活塞10的管状毂13和杆20的第一端部21之间。在这种构造中，通过包围杆20的降低的周向部分25的中间弹性元件80，所述第二管状插入件62的封闭的相对端部62b被压缩在管状毂13和杆20的第一端部21的部分中的至少一个上。 [0057] 在示出的安装布置中，第二管状插入件62的封闭的相对端部62b例如由环形壁64限定，该环形壁具有包围杆20的降低的周向部分25的内周边区域。 [0058] 中间弹性元件80可以由一个或更多个柔性元件限定。在图1和2中示出的实施例中，中间弹性元件具有弹性垫圈81的形式，该弹性垫圈布置在杆20的降低的周向部分25周围并且第二管状插入件62的环形壁64安置在该弹性垫圈上。 [0059] 如图2A中所示，中间弹性元件80可以具有螺旋弹簧82的形式，该螺旋弹簧布置在杆20的第一端部21周围并且一个端部安置在第二管状插入件62的端部环形壁64上并且另一端部安置在保持弹性环85上，该保持弹性环装配在杆20的周向凹槽26中。 [0060] 通过使用存在于所述两个部件之间的结合力而将杆20固定到活塞10，获得第二管状插入件62的固定。也可以在弹性垫圈81和第二管状插入件62的端部环形壁64之间设置平垫圈(未示出)，该平垫圈的功能是避免弹性垫圈81和例如由塑料制成的第二插入件62的端部环形壁64之间的点状接触，因此避免称为蠕变的蠕变现象的出现。弹性垫圈81或螺旋弹簧82具有以下功能：施加将第二管状插入件62固定在活塞10上的永久的力。 [0061] 根据示出的构造形式，第二插入件62的端部环形壁64的内周边区域和中间弹性元件80被安置在降低的周向部分25的内部中。 [0062] 在特别的示出的形式中，降低的周向部分25由活塞10的顶壁12的管状毂13的端部面上的所述第一端部21的安置区域附近的杆20的第一端部21中产生的直径减小限定。然而，应当理解，降低的周向部分25也可以包括管状毂13中的凹坑。此外，也应当考虑到，第二管状插入件62的封闭的相对端部62b可以被布置在杆20的第一端部21的端部环形面和管状毂13的端部面之间，直接与螺栓70的相邻部分接触，该封闭的相对端部62b可以通过螺纹直接固定到所述管状毂13，或者通过将杆20和管状毂13的所述部分的一个直接压缩在另一个上，如图4中所示。在这种情况中，没有必要在正被安装的部分之间提供中间弹性元件80。螺栓70仅仅直接固定杆20和顶壁12的示出的优选形式的优点是，在安装过程期间通过市场中容易找到的简单且廉价的部件可以连接该部分。此外，也允许以后通过螺钉P1安装吸入阀。 [0063] 应当观察到，这里描述的管状插入件61、62的每一个的构造和组装不彼此依赖。 [0064] 根据为管状插入件61、62示出的构造形式，两个管状插入件61、62的相邻端部61a、62a相互面对。特别地，两个示出的管状插入件61、62是圆筒形的，彼此同心并且与活塞10同心，并且具有相同的或不同的直径，如前面已经讨论的。 [0065] 然而，应当理解，本发明也可以设想一种活塞，在该活塞的内部中安装不同直径的两个管状插入件61、62，并且该两个管状插入件的相邻的端部61a、62a彼此间隔，但不以面对的方式，如所述插入件松弛地可伸缩地安装到彼此的情况中。 [0066] 示出的安装布置的优点是，注射件不需要很紧的公差，并且伸缩安装的优点是，在安装过程期间提供一些类型的调节或调整。 [0067] 也应当观察到，根据希望的声学功能，调整质量的调节，制造所述插入件和将所述插入件安装在活塞的内部中的器材，管状插入件可以具有其构造和安装形式的变化。所述变化不损害用于设置在多个构件中并且安装在活塞的内部中的消音器的这里给出的更一般的构思，以便不影响限定压缩机的可移动组件的元件的功能性。 [0068] 虽然这里已经示出致动装置30通过活塞10的内部的杆20连接到活塞10的实施例，但应当理解，当杆20(如果存在)不布置在活塞10的内部中时，致动装置30可以直接连接到活塞10的打开的后端部11a。 [0069] 在这种构造(未示出)中，吸入消音器60也包括图1到4中示出的相同的两个管状插入件61、62，该两个管状插入件相同地布置在活塞10的内部中，并且相邻的端部61a、62a打开并且彼此间隔，并且封闭的相对端部61b、62b通过以下构造分别固定到活塞的顶壁12和致动装置30，该构造就非常类似于(如果不相同于)前面参考附图描述的那些构造。 [0070] 独立于活塞10的内部中的杆20的存在，本噪声消音器为管-体积-管类型，第一管由存在于活塞10的圆筒形管状本体11和第一插入件61之间的第一环形通道部分15a限定，并且第二管由第二环形通道部分15b限定，该第二环形通道部分可以形成在活塞10的圆筒形管状本体11和第二管状插入件62之间，或第二管状插入件62的内部管状壁62i和外部管状壁62e之间。根据本发明的第一实施例，该体积由消音室C限定，该消音室由第一室部分C1和第二室部分C2形成，该第一室部分和第二室部分分别形成在第一和第二管状插入件61、62的内部中。在第二实施例中，消音室C由第一室部分C1和第二室部分C2，并且也由第三室部分C3形成，该第一室部分和第二室部分分别形成在第一和第二管状插入件61、62的内部中，该第三室部分形成在活塞10的圆筒形管状本体11和第二管状插入件62的外部管状壁62e之间。 [0071] 根据本发明，安装在活塞的内部中的吸入消音器也具有调整质量功能。 [0072] 由于是共振系统，在确定的时刻，线性压缩机需要在可移动组件中添加额外的质量，以便减小该系统的自然共振频率的可变性。通过活塞10的本构造，通过将管状插入件61、62的至少一个的材料替换为用来达到该调整的希望密度的材料，可以执行所述质量添加。在实现这种调整的构造方式中，例如，以密度大于塑料的密度的材料(诸如钢)可以获得管状插入件61、62的一个。在调节调整质量是不必要的情况中，管状插入件61、62可以具有诸如塑料的相同的材料(例如，具有低的密度)，因此不改变压缩机中的已经调节的特性。 |
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