線性壓縮機(jī)氣阻密封結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種線性壓縮機(jī)氣阻密封結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括圓筒形氣缸及其配合的活塞。所述氣缸的內(nèi)筒分為直徑不同的兩段，靠近缸頭的第一段直徑較小，遠(yuǎn)離缸頭的第二段直徑略大。所述活塞具有兩段凸臺(tái)，靠近活塞頭的第一凸臺(tái)直徑較小，與氣缸第一段間隙配合，在氣缸第一段內(nèi)往復(fù)滑動(dòng)；遠(yuǎn)離活塞頭的第二凸臺(tái)直徑較大，與氣缸第二段間隙配合，在氣缸第二段內(nèi)往復(fù)滑動(dòng)?；钊^與氣缸第一段形成壓縮工作腔，活塞兩凸臺(tái)之間與氣缸第二段形成了氣阻密封腔。隨著活塞向氣缸端頭運(yùn)動(dòng)，壓縮工作腔的體積和氣阻密封腔的體積同時(shí)減小，使得壓縮工作腔內(nèi)氣壓升高的同時(shí)氣阻密封腔內(nèi)的氣壓也相應(yīng)增加。有效降低了壓縮過程中高壓氣體的泄漏。
【專利說明】線性壓縮機(jī)氣阻密封結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及線性壓縮機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體涉及一種線性壓縮機(jī)氣阻密封結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]線性壓縮機(jī)是采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)，省去了將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，具有效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小的特點(diǎn)。直線電機(jī)的電磁驅(qū)動(dòng)力方向始終與活塞的運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上，活塞上沒有了傳統(tǒng)活塞式壓縮機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)引起的徑向力，極大地減少了活塞的摩擦功耗和磨損，延長壓縮機(jī)的使用壽命，易于實(shí)現(xiàn)無油潤滑，具有很好的發(fā)展和應(yīng)用前景。
[0003]對(duì)于線性壓縮機(jī)來說，活塞環(huán)這類密封性較好的柔性結(jié)構(gòu)易于產(chǎn)生徑向定位偏差，導(dǎo)致活塞徑向上的磁力不平衡而引起摩擦加大，因此線性壓縮機(jī)的氣缸與活塞之間通常采用剛性配合。然而，氣缸和活塞之間間隙配合所存在的縫隙，尤其是在無油潤滑時(shí)，勢(shì)必引起一定的泄漏，壓縮氣體泄漏量的增加將在很大程度上降低壓縮機(jī)的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一)要解決的技術(shù)問題
[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就是減少氣缸與活塞之間間隙配合引起的氣體泄漏。
[0006](二)技術(shù)方案
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種線性壓縮機(jī)氣缸與活塞配合的氣阻密封結(jié)構(gòu)。該氣阻密封結(jié)構(gòu)包括圓筒形氣缸及其配合的活塞。所述氣缸的內(nèi)筒分為內(nèi)徑不同的兩段，靠近缸頭的第一壓縮段直徑較小，遠(yuǎn)離缸頭的第二壓縮段直徑略大于第一壓縮段的直徑。所述活塞的外圓周上具有外徑不同的兩段凸臺(tái)，靠近活塞頭的第一凸臺(tái)與直徑較小的氣缸第一壓縮段間隙配合，在氣缸第一壓縮段內(nèi)往復(fù)滑動(dòng)，形成壓縮工作腔；遠(yuǎn)離活塞頭的第二凸臺(tái)與氣缸直徑較大第二壓縮段間隙配合，在氣缸第二壓縮段內(nèi)往復(fù)滑動(dòng)?；钊麅赏古_(tái)之間的外圓周與氣缸第二壓縮段內(nèi)壁形成氣阻密封腔，隨著活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，體積發(fā)生周期性變化，當(dāng)活塞向氣缸頭方向運(yùn)動(dòng)壓縮氣體做功時(shí)，氣阻密封腔體積減小，腔內(nèi)氣體壓力升高，從而減少了壓縮氣體的泄漏。
[0008]優(yōu)選地，所述的氣阻密封腔為氣缸與活塞外圓周間隙形成的一個(gè)或多個(gè)隨著活塞滑動(dòng)而發(fā)生體積變化的腔體。
[0009]優(yōu)選地，所述活塞第二凸臺(tái)凸起處至活塞頭的長度大于所述氣缸第二壓縮段擴(kuò)徑處至氣缸頭的長度。
[0010]優(yōu)選地，所述氣缸內(nèi)筒的第一壓縮段的內(nèi)徑小于第二壓縮段的內(nèi)徑，變徑方式為臺(tái)階式直接突變或斜坡式過渡。
[0011]優(yōu)選地，所述活塞為外圓周上具有外徑不同兩段凸臺(tái)的圓柱形實(shí)心體或圓筒形腔體。
[0012]優(yōu)選地，所述活塞的第一、第二凸臺(tái)的圓周表面為光滑連續(xù)面或具有迷宮、凹坑降磨損增密封的處理表面。
[0013](三)有益效果
[0014]本發(fā)明通過在氣缸內(nèi)壁與活塞外壁之間形成的氣阻密封腔，有效降低了壓縮過程中高壓氣體通過活塞周圍與氣缸的間隙向吸氣側(cè)的氣體泄漏量。對(duì)于通常采用剛性配合的線性壓縮機(jī)，尤其是無油線性壓縮機(jī)來說，可以大大的減小壓縮過程中的氣體的泄漏率，從而提高了線性壓縮機(jī)效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1是本發(fā)明線性壓縮機(jī)氣阻密封結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0017]圖2是本發(fā)明線性壓縮機(jī)滑動(dòng)后的氣阻密封結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0018]圖中標(biāo)記:
[0019]I氣缸，2活塞，3壓縮工作腔，4氣阻密封腔，5氣閥；la氣缸內(nèi)筒第一壓縮段，Ib氣缸內(nèi)筒第二壓縮段，2a活塞第一凸臺(tái)，2b活塞第二凸臺(tái)，2c活塞兩凸臺(tái)之間的外圓周。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。
[0021]如附圖所示，本發(fā)明提出了一種線性壓縮機(jī)的氣缸與活塞配合的氣阻密封結(jié)構(gòu)，包括間隙配合的圓筒形氣缸I和活塞2，所述氣缸具有內(nèi)徑不同的兩段內(nèi)筒，氣缸頭安裝氣閥5，氣缸內(nèi)筒靠近氣缸頭的第一壓縮段Ia的內(nèi)徑小于遠(yuǎn)離氣缸頭的第二壓縮段lb。所述活塞為圓柱形實(shí)心體或圓筒形腔體，外圓周上具有外徑不同兩段凸臺(tái)。所述活塞兩段凸臺(tái)的圓周表面為光滑連續(xù)面或具有迷宮、凹坑等降磨損增密封的處理表面?；钊c氣缸的變徑處為臺(tái)階式直接突變或過渡式斜坡。
[0022]所述活塞直徑較小第一凸臺(tái)2a在氣缸內(nèi)直徑較小的第一壓縮段Ia中往復(fù)滑動(dòng)，直徑較大的第二凸臺(tái)2b在氣缸內(nèi)直徑較大的第二壓縮段Ib中往復(fù)滑動(dòng)?；钊诙古_(tái)凸起處至活塞頭的長度大于氣缸第二壓縮段擴(kuò)徑處至氣缸頭的長度以避免活塞運(yùn)行過程中相撞。
[0023]所述氣缸內(nèi)筒第一壓縮段Ia與活塞端頭及安裝在氣缸頭的氣閥5形成壓縮工作腔3。所述活塞兩凸臺(tái)之間的外圓周2c與氣缸第二壓縮段Ib以及活塞兩凸臺(tái)的端面形成了氣阻密封腔4。
[0024]當(dāng)活塞在氣缸中處于氣缸頭最遠(yuǎn)的位置時(shí)，壓縮腔與氣阻密封腔均處于最大體積狀態(tài)，當(dāng)活塞向氣缸頭方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，壓縮工作腔的體積減小使得氣體壓力上升，同時(shí)氣阻密封腔的體積也因?yàn)榛钊诙古_(tái)前端面向前推進(jìn)而減小，氣阻密封腔內(nèi)氣壓的升高減小了壓縮工作腔與活塞周圍縫隙之間的壓力差。當(dāng)壓縮機(jī)排氣完畢，活塞離開氣缸頭進(jìn)行吸氣時(shí)，氣阻密封腔內(nèi)的氣體由于體積的增加而壓力再次降低，如此往復(fù)，因而可以有效地降低壓縮過程中高壓氣體通過活塞周圍與氣缸間隙的氣體泄漏量。
[0025]以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的限制。盡管參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行各種組合、修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種線性壓縮機(jī)的氣阻密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，該氣阻密封結(jié)構(gòu)包括:圓筒形氣缸及其配合的活塞；所述氣缸具有內(nèi)徑不同的兩段內(nèi)筒；所述活塞外圓周上具有外徑不同兩段凸臺(tái)，活塞直徑較小的第一凸臺(tái)在氣缸內(nèi)直徑較小的第一壓縮段中往復(fù)滑動(dòng)，形成壓縮工作腔；活塞直徑較大的第二凸臺(tái)在氣缸內(nèi)直徑較大的第二壓縮段中往復(fù)滑動(dòng)，活塞兩凸臺(tái)之間的外圓周間隙與氣缸第二壓縮段形成氣阻密封腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性壓縮機(jī)的氣阻密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的氣阻密封腔為氣缸與活塞外圓周間隙形成的一個(gè)或多個(gè)隨著活塞滑動(dòng)而發(fā)生體積變化的腔體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性壓縮機(jī)的氣阻密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述活塞第二凸臺(tái)凸起處至活塞頭的長度大于所述氣缸第二壓縮段擴(kuò)徑處至氣缸頭的長度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的線性壓縮機(jī)的氣阻密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述氣缸內(nèi)筒的第一壓縮段的內(nèi)徑小于第二壓縮段的內(nèi)徑，變徑方式為臺(tái)階式直接突變或斜坡式過渡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的線性壓縮機(jī)的氣阻密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述活塞為外圓周上具有外徑不同兩段凸臺(tái)的圓柱形實(shí)心體或圓筒形腔體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的線性壓縮機(jī)的氣阻密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述活塞的第一、第二凸臺(tái)的圓周表面為光滑連續(xù)面或具有迷宮、凹坑降磨損增密封的處理表面。
【文檔編號(hào)】F04B39/00GK103835918SQ201410047328
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年2月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月11日
【發(fā)明者】鄒慧明, 田長青, 唐明生 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所