[实用新型]采用三种弹簧共同支撑的线性压缩机

说明书

技术领域

本实用新型涉及线性压缩机，尤其涉及一种采用三种弹簧共同支撑的用于驱动低温制冷机的无阀线性压缩机。

背景技术

在低温领域，用于驱动斯特林制冷机和脉管制冷机的压缩机主要是一种无阀的线性压缩机，根据运动部件不同，分为动圈式、动磁式和动铁式三种。这种线性压缩机采用直线电机直接驱动，消除了传统往复活塞式压缩机的曲柄连杆机构，同时耦合间隙密封和无油润滑技术，使其具有效率高、寿命长、体积小、振动低等特点，从而获得广泛的关注和应用。而采用柔性板弹簧（板簧）支撑正是间隙密封和无油润滑技术的保证。

一般来说线性压缩机主要是单独采用涡旋臂板簧或直线臂板簧进行支撑。涡旋臂板簧是应用最广泛的一种板簧，技术成熟，加工简单；而直线臂板簧相比涡旋臂板簧具有较大的径轴向刚度比，能有效的减小径向振动，但加工过程相对复杂一些。

申请号为CN201010248988.5的中国专利文献公开了一种采用两种不同型线板簧支撑系统的线性压缩机。该线性压缩机采用涡旋臂板簧和直线臂板簧共同支撑，这样可以综合利用两种板簧的优点，更好的实现压缩机的间隙密封和无油润滑；同时可以通过更换涡旋臂板簧和直线臂板簧的比例，以对线性压缩机的共振频率进行柔性调节。但是对于功率较大或者动子质量较大的线性压缩机，单独采用某一种板簧支撑或者采用两种板簧混合支撑，都难以提供较大的轴向刚度以实现压缩机的高频运行。这势必会降低线性压缩机的运行效率，甚至不能与低温制冷机的冷头进行匹配使用。

实用新型内容

本实用新型提供了一种采用三种弹簧共同支撑的线性压缩机，提高了线性压缩机的轴向刚度，能够实现具有较大动子质量的线性压缩机的高频高效运行。

为实现本实用新型的目的，将采用如下的技术方案：

一种采用三种弹簧共同支撑的线性压缩机，包括支架、与支架相互固定的气缸、与气缸内壁间隙配合的两个活塞、以及驱动两个活塞同轴往复运动的两个直线电机，两个直线电机分别通过活塞轴与对应活塞传动；每个活塞轴两个端部分别通过涡旋臂板弹簧组件和直线臂板弹簧组件与所述支架固定，且涡旋臂板弹簧组件靠近活塞设置；每个活塞轴远离活塞的端部与所述支架之间分别设有用于提供轴向弹力的圆柱螺旋弹簧。

涡旋臂板弹簧组件在轴向位移较大时，其最大应力集中值相对较小，在活塞端采用涡旋臂板弹簧组件，有利于保证压缩机工作时，不会由于板弹簧破裂而导致系统崩溃。直线臂板弹簧组件的轴向刚度、径向刚度以及径轴刚度比都较大，较大的轴向刚度可以使压缩机系统稳定工作，较大的径向刚度可以保证活塞和气缸之间的密封要求。采用圆柱螺旋弹簧可以有效的提高弹簧的轴向刚度，对于动子质量较大的线性压缩机，可以实现高频共振运行，提高运行效率，实现线性压缩机和低温制冷机冷头的特性匹配。

为便于圆柱螺旋弹簧安装固定，同时进一步减小压缩机的整体体积，作为优选，所述活塞轴端部设有同轴设置的容纳槽；所述圆柱螺旋弹簧一端与支架相互固定，另一端内嵌于所述容纳槽内。容纳槽的设置，使得整个压缩机的结构更加紧凑，可满足多种特殊场合的要求。

为避免运行过程中圆柱螺旋弹簧产生径向晃动，同时保证圆柱螺旋弹簧的安装强度，作为优选，所述容纳槽的深度为活塞轴总长度的1/3～2/3。容纳槽的实际深度，可根据实际需要确定。

为保证圆柱螺旋弹簧具有足够大的安装空间，避免因安装空间狭窄限制圆柱螺旋弹簧的大小，作为优选，所述活塞轴远离活塞的一侧具有扩径段，所述容纳槽处在该扩径段内。扩径段的直径大小，需要根据实际需要安装的圆柱螺旋弹簧的型号大小确定。

所述圆柱螺旋弹簧可选择多种方式与支架相互固定，为便于实施，可选择在所述支架上固定安装板或者安装座，选择安装板时，可采用焊接或者螺纹固定方式将圆柱螺旋弹簧与支架固定；选择安装座时，可选择在所述支架上固定环形的安装座，所述圆柱螺旋弹簧一端卡接在该安装座上。

为便于涡旋臂板弹簧组件和直线臂板弹簧组件的固定，作为优选，所述活塞轴的外周均带有两个环形的限位台阶，与该活塞轴对应的涡旋臂板弹簧组件和直线臂板弹簧组件分别套装在其中一个限位台阶上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：

（1）三种弹簧的共同使用，在保证间隙密封和无油润滑技术的同时，可以有效的提高弹簧的轴向刚度，对于动子质量较大的线性压缩机，可以实现高频共振运行，提高运行效率，实现线性压缩机和低温制冷机冷头的特性匹配。

（2）通过改变涡旋臂板弹簧组件和直线臂板弹簧组件使用比例，可以使得线性压缩机的共振频率在一定范围内柔性可调。