直线电机双缸压缩泵

摘要

本发明所述的直线电机双缸压缩泵，是在压缩泵内设置了新型的双定子直线电机和与之相配的双汽缸结构。直线电机采用动磁式直线电机，并由定子、绕组线圈、活塞组成；双定子直线电机的定子数量采用2的N倍数，活塞上设置有硅钢片，每个硅钢片之间嵌有一个永磁磁钢。当电机定子线圈通以交流电时，在电机定子产生一个振荡磁场，推动永磁磁钢及活塞往复振荡做相对运动，从而实现其压缩功能。经过上述设计后的直线电机双缸压缩泵，结构合理、紧凑，体积小，工作效率高、使用寿命长，它不仅可以用作空调、冰箱等制冷设备的压缩机，而且可广泛用于泵类设备及化工、制药、航天、航空等各个领域。

权利要求

1.一种直线电机双缸压缩泵，包括有进气口(1)、出气口(2)、进气阀(3)、出气阀(4)、气缸(5)、气缸体(6)、左绕组(7)、左定子(8)、连接螺杆(9)、右定子(10)、右绕组(11)、永磁磁钢(12)、弹簧(13)、活塞(14)、螺栓(15)、减震弹簧(16)、外壳(17)、内硅钢片(18)；

左右气缸体通过连接螺杆(9)连接，构成一整体，其特征是所述的设置于气缸体(6)内的气缸(5)成左右对称分布；左定子(8)与右定子(10)沿圆周均匀分布，并嵌入在气缸体(6)中，在左定子(8)和右定子(10)中，分别绕有左绕组(7)和右绕组(11)；进气口(1)、出气口(2)和进气阀(3)、出气阀(4)呈对称分布，并设置于气缸(5)的两边，进出气阀与压缩空间相通；在活塞(14)上，嵌有永磁磁钢(12)和内硅钢片(18)，永磁磁钢(12)与左定子(8)和右定子(10)成对应分布排列，永磁磁钢(12)的N、S极呈交替排列，设置在相邻的内硅钢片(18)中间。

2.根据权利要求1所述的直线电机双缸压缩泵，其特征是所述的汽缸体(6)圆周均匀分布设置的左定子(8)与右定子(10)，其个数为2的整数倍。

3.根据权利要求1所述的直线电机双缸压缩泵，其特征是所述的永磁磁钢(12)为矩形结构，内硅钢片(18)为梯形结构。

说明书

直线电机双缸压缩泵

技术领域：

[0001] 本发明涉及一种直线电机压缩泵制造技术，属于机械制造技术领域。 背景技术：

[0002] 压缩泵是目前机械行业中使用最为普遍的一种通用机械。常用的压缩泵包括有往复式、旋转式、涡旋式等多种结构形式，其中，又以往复式应用最广。传统的往复式压缩泵的驱动都是使用旋转电机，由旋转电机将旋转运动通过一套机械系统将其转化成直线运动。这一转化过程，不仅要消耗一部分能量，同时也增加了压缩泵的制造成本。 [0003] 近年来，通过直线电机来驱动压缩泵的技术已经日渐成熟，并发挥了其高效率、控制灵活、结构简单等优点。特别是日、韩以及欧美的一些国家都已经将其成功地应用于工业生产，而中国尚处于起步阶段，目前尚无应用先例。然而，纵观目前国外生产的直线压缩泵，以及所申请的相关专利，通常也还均采用单汽缸或单活塞的压缩结构，这种单活塞的压缩泵只能实现单向压缩，因而它不仅损失了一个作功动作，而且由于压缩过程中的吸气和压缩过程的力学特性是不同的，而直线电机的双向运动所输出的力又是平衡的，因此，久而久之，极易造成直线电机零部件的损坏，并直接影响到直线电机压缩泵的使用寿命。 发明内容：

[0004] 鉴于上述存在的问题，本发明的目的是提供一种构思新颖，结构合理、紧凑，工作效率高、使用寿命长的直线电机双缸压缩泵。

[0005] 为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案：

[0006] 本发明所述的直线电机双缸压缩泵，是在压缩泵内设置了新型的双定子直线电机和与之相配的双汽缸结构。直线电机采用动磁式直线电机，并由定子、绕组线圈、活塞组成；双定子直线电机的定子数量采用2的整数倍。活塞上设置有硅钢片，每个硅钢片之间嵌有一个永磁磁钢。当电机定子线圈通以交流电时，在电机定子产生一个振荡磁场，推动永磁磁钢及活塞往复振荡做相对运动，从而实现其压缩功能。

[0007] 经过上述设计后的直线电机双缸压缩泵，结构合理、紧凑，体积小，工作效率高、使用寿命长，它不仅可以用作空调、冰箱等制冷设备的压缩机，而且可广泛用于泵类设备及化工、制药、航天、航空等各个领域。

[0008] 附图说明：

[0009] 图1为本发明的整体结构示意图。

[0010] 图2为本发明的定子及磁钢排列的截面示意图。

[0011] 图3为本发明的磁路走线示意图。

[0012] 图4为本发明的磁钢及内硅钢片的尺寸设计示意图。

[0013] 其中：1-进气口 2-出气口 3-进气阀 4-出气阀 5-气缸 6-气缸体 7-左绕组 8-左定子 9-连接螺杆 10-右定子 11-右绕组 12-永磁磁钢 13-弹簧14-活塞 15-螺栓 16-减震弹簧 17-外壳 18-内硅钢片

[0014] 具体实施方式：

[0015] 本发明所述的直线电机双缸压缩泵，包括有进气口1、出气口2、进气阀3、出气阀4、气缸5、气缸体6、左绕组7、左定子8、连接螺杆9、右定子10、右绕组11、永磁磁钢12、弹簧13、活塞14、螺栓15、减震弹簧16、外壳17、内硅钢片18；左右气缸体通过连接螺杆9连接，构成一整体。设置于气缸体6内的气缸5成左右对称分布；左定子8与右定子10沿圆周均匀分布，并嵌入在气缸体6中。在左定子8和右定子10中，分别绕有左绕组7和右绕组11；进气口1、出气口2和进气阀3、出气阀4呈对称分布，并设置于气缸5的两边，进出气阀与压缩空间相通，构成了一个完整的进出气系统。设置于左右气缸的中间的活塞14上，嵌有永磁磁钢12和内硅钢片18；永磁磁钢12与左定子8和右定子10成对应分布排列，永磁磁钢12的N、S极呈交替排列，设置在相邻的内硅钢片18中间。活塞14与气缸5之间，通过弹簧支架13支撑定位，其弹性与活塞的自然弹性系数及直线电机的操作频率相匹配。
气缸体6通过螺栓15减震弹簧16与外壳17相连接。

[0016] 沿汽缸体6圆周均匀分布设置的左定子8与右定子10，其个数为2的N的整数倍。设置于活塞14上永磁磁钢12的截面宽度H1以及内硅钢片18的截面宽度H2由永磁磁钢
12的厚度L决定，内硅钢片18的截面宽度H2还与定子8的轴线截面高度相对应，以保证磁感应的最佳利用。永磁磁钢12为矩形结构，内硅钢片18为梯形结构。定子齿部向内包裹，用以嵌入电枢绕组，同时增大磁路面积。

[0017] 本发明所述的直线电机双缸压缩泵的工作过程是这样来实现的： [0018] 根据附图1，左绕组7与右绕组11的线圈线头为头尾相连，使得电流方向相反，从而使左定子8右定子10产生方向相反的感应磁场，这种绕线方式与永磁磁钢12的N、S极相匹配，使得左定子8、右定子10在通上交流电时能驱动磁钢在轴线方向上做同一方向的运动。根据附图2圆周方向上的相邻绕组的线圈线头为头尾相连，这样保证了同一轴截面上的定子能够产生同永磁磁钢12相匹配的感应磁场。活塞14与永磁磁钢12固定为一体在变化的感应磁场驱动下做往复振荡运动。当活塞14向左运动时，左边的进气阀3与右边的出气阀4关闭、左边的出气阀4与右边的进气阀3打开，左气缸压缩气体，右气缸吸气。当活塞14向右运动时，左边的进气阀3与右边的出气阀4打开，左边的出气阀4与右进气阀3关闭、右边气缸压缩气体，左气缸吸气。如此周而复始，就实现了压缩泵的压缩功能。 [0019] 本发明所述的直线电机双缸压缩泵，结构紧凑、合理，体积小，安装、使用方便。其样机经测试，其工作效率与单缸压缩泵相比，提高了一倍以上，而其使用寿命提高了50％以上，它不仅可以用作空调、冰箱等制冷设备的压缩机，而且可广泛用于泵类设备及化工、制药、航天、航空等各个领域。