本專利涉及線性振蕩壓縮機(jī)調(diào)節(jié)技術(shù)。具體是指一種自動校正線性振蕩壓縮機(jī)自由活塞偏移的裝置。

背景技術(shù)：
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線性振蕩壓縮機(jī)采用直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動，具有效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小的特點(diǎn)?；钊淮嬖趶较蛄驈较蛄Ψ浅Ｐ。瑯O大地減少了活塞的摩擦功耗和磨損，可以通過非接觸的氣體間隙進(jìn)行動態(tài)密封，壓縮機(jī)運(yùn)行壽命長，可靠性高。活塞軸向行程可以自由控制，給壓縮機(jī)的變?nèi)萘空{(diào)節(jié)提供了更大的自由度，在變工況下效率比傳統(tǒng)的屈桿式壓縮機(jī)高。

但是自由活塞帶來的一個負(fù)面影響是振蕩平衡位置會在壓縮機(jī)運(yùn)行過程中發(fā)生偏移，這會導(dǎo)致活塞在未達(dá)到預(yù)定沖程時發(fā)生撞缸現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了整個壓縮機(jī)系統(tǒng)的高效運(yùn)行。所以必須采取相應(yīng)的校正措施以保證壓縮機(jī)系統(tǒng)的正常、高效運(yùn)行。

傳統(tǒng)解決活塞偏移的方法是通過電控設(shè)備給電機(jī)加一直流電壓分量，但是會使電機(jī)軟鐵上的磁通負(fù)載增大，導(dǎo)致更大的銅損，同時增加了電控設(shè)備的復(fù)雜度，尤其在空間應(yīng)用上難以滿足輕量化的迫切需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本專利的目的是提供一種具有內(nèi)部氣孔和流道的活塞-氣缸新式結(jié)構(gòu)，解決傳統(tǒng)的電控方法對線性壓縮機(jī)偏移現(xiàn)象的調(diào)節(jié)會額外增加整個制冷機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度的問題。

本專利一種校正線性振蕩壓縮機(jī)自由活塞偏移的裝置，包括直線電機(jī)1、自由活塞2、氣缸3和機(jī)械連接桿4；自由活塞2和氣缸3均為軸對稱圓柱體結(jié)構(gòu)，并分別與直線電機(jī)1之間通過機(jī)械連接桿4剛性連接，

所述自由活塞2外表面依次沿徑向加工相同孔徑和相同深度的第一活塞孔2-1、第二活塞孔2-2和第三活塞孔2-3，并通過活塞流道2-4相互連通；活塞流道2-4打孔起始位置在自由活塞2左端面上，加工至第三活塞孔2-3底部為止，確保三個活塞孔是相互連通的，最終用密封栓將活塞流道2-4在端面上的加工孔封掉；自由活塞2中的活塞流道內(nèi)徑全部相同，取值范圍在0.05mm～0.5mm之間；自由活塞2中的活塞孔孔徑全部相同，取值范圍在0.05mm～1mm之間；第一活塞孔2-1與第二活塞孔2-2的孔中心間距以及第二活塞孔2-2與第三活塞孔2-3的孔中心間距均為自由活塞2的設(shè)計最大沖程S；

所述氣缸3為軸對稱圓柱體結(jié)構(gòu)，內(nèi)表面依次沿徑向加工相同孔徑和相同深度的第一氣孔3-1、第二氣孔3-2、第三氣孔3-3和第四氣孔3-4，第一氣孔3-1和第二氣孔3-2通過第一氣缸流道3-5連通，第三氣孔3-3和第四氣孔3-4通過第二氣缸流道3-6連通；第一氣缸流道3-5打孔起始位置在氣缸3左端面上，加工至第二氣孔3-2底部為止，確保第一氣孔3-1和第二氣孔3-2是相互連通的；第二氣缸流道3-6打孔起始位置在氣缸3右端面上，加工至第三氣孔3-3底部為止，確保第三氣孔3-3和第四氣孔3-4是相互連通的，最終用密封栓將第一氣缸流道3-5和第二氣缸流道3-6在氣缸3端面上的加工孔封掉；氣缸3結(jié)構(gòu)中的氣缸流道內(nèi)徑全部相同，取值范圍在0.05mm～0.5mm之間；氣缸3結(jié)構(gòu)中的氣孔孔徑全部相同，取值范圍在0.05mm～1mm之間；第二氣孔3-2與第三氣孔3-3的孔中心間距為自由活塞2的設(shè)計最大沖程S；氣缸3內(nèi)部被自由活塞2分為背壓腔3-7和壓縮腔3-8，第一氣孔3-1開孔位置在背壓腔3-7 中，第四氣孔3-4開孔位置在壓縮腔3-8中，兩個氣孔位置設(shè)計確保自由活塞2在設(shè)計最大沖程S范圍內(nèi)運(yùn)動時始終不會堵住兩個氣孔，壓縮腔3-8通過雙向進(jìn)氣孔3-9與外部連通。

本專利一種校正線性振蕩壓縮機(jī)自由活塞偏移的裝置的校正方法，具體方法如下：當(dāng)壓縮腔3-8與背壓腔3-7之間壓力差在正常值時，自由活塞2在設(shè)計最大沖程S范圍內(nèi)往復(fù)運(yùn)動時，所有活塞孔和氣孔均處于錯開位置，壓縮腔3-7與背壓腔3-8不導(dǎo)通，壓縮機(jī)處于正常工作狀態(tài)下；

當(dāng)壓縮腔3-8與背壓腔3-7之間壓力差高于正常值時，自由活塞2逐漸向背壓腔3-7偏移，當(dāng)達(dá)到設(shè)計最大沖程S時，第二活塞孔2-2與第二氣孔3-2相對，同時第三活塞孔2-3與第三氣孔3-3相對，此時活塞流道2-4、第一氣缸流道3-5和第二氣缸流道3-6實現(xiàn)連通，工質(zhì)氣體從壓縮腔3-8通過連通流道進(jìn)入背壓腔3-7，使壓力差逐漸恢復(fù)到正常值；

當(dāng)壓縮腔3-8與背壓腔3-7之間壓力差低于正常值時，自由活塞2逐漸向壓縮腔3-8偏移，當(dāng)達(dá)到設(shè)計最大沖程S時，第一活塞孔2-1與第二氣孔3-2相對，同時第二活塞孔2-2與第三氣孔3-3相對，此時活塞流道2-4、第一氣缸流道3-5和第二氣缸流道3-6實現(xiàn)連通，工質(zhì)氣體從背壓腔3-7通過連通流道進(jìn)入壓縮腔3-8，使壓力差逐漸恢復(fù)到正常值。

附圖說明：

圖1為壓縮機(jī)自由活塞處于平衡位置處時的軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為壓縮機(jī)自由活塞朝壓縮腔方向偏移量為最大沖程S時的軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為壓縮機(jī)自由活塞朝背壓腔方向偏移量為最大沖程S時的軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為壓縮機(jī)自由活塞的徑向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式：

下面結(jié)合附圖及實施例進(jìn)一步描述本專利。

如圖1所示，本專利一種校正線性振蕩壓縮機(jī)自由活塞偏移的裝置，包括直線電機(jī)1、自由活塞2、氣缸3和機(jī)械連接桿4；自由活塞2和氣缸3均為軸對稱圓柱體結(jié)構(gòu)，并分別與直線電機(jī)1之間通過機(jī)械連接桿4剛性連接。

其中自由活塞2外表面依次沿徑向加工相同孔徑和相同深度的第一活塞孔2-1、第二活塞孔2-2和第三活塞孔2-3，并通過活塞流道2-4相互連通；活塞流道2-4打孔起始位置在自由活塞2左端面上，加工至第三活塞孔2-3底部為止，確保三個活塞孔是相互連通的，最終用密封栓將活塞流道2-4在端面上的加工孔封掉；自由活塞2中的活塞流道內(nèi)徑全部相同，大小為0.2mm；自由活塞2中的活塞孔孔徑全部相同，大小為0.1mm；第一活塞孔2-1與第二活塞孔2-2的孔中心間距以及第二活塞孔2-2與第三活塞孔2-3的孔中心間距均為自由活塞2的設(shè)計最大沖程S，本實施案例中S＝12mm；

氣缸3為軸對稱圓柱體結(jié)構(gòu)，內(nèi)表面依次沿徑向加工相同孔徑和相同深度的第一氣孔3-1、第二氣孔3-2、第三氣孔3-3和第四氣孔3-4，第一氣孔3-1和第二氣孔3-2通過第一氣缸流道3-5連通，第三氣孔3-3和第四氣孔3-4通過第二氣缸流道3-6連通；第一氣缸流道3-5打孔起始位置在氣缸3左端面上，加工至第二氣孔3-2底部為止，確保第一氣孔3-1和第二氣孔3-2是相互連通的；第二氣缸流道3-6打孔起始位置在氣缸3右端面上，加工至第三氣孔3-3底部為止，確保第三氣孔3-3和第四氣孔3-4是相互連通的，最終用密封栓將第一氣缸流道3-5和第二氣缸流道3-6在氣缸3端面上的加工孔封掉；氣缸3結(jié)構(gòu)中的氣缸流道內(nèi)徑全部相同，大小為0.2mm；氣缸3結(jié)構(gòu)中的氣孔孔徑全部相同，大小為0.1mm；第二氣孔3-2與第三氣孔3-3的孔中心間距為自由活塞2的設(shè)計最大沖程S，本實施案例中S＝12mm；第二氣孔3-2與第三氣孔3-3的孔中心間距為自由活塞2的設(shè)計最大沖程S；氣缸3內(nèi)部被自由活塞2分為背壓腔3-7和壓縮腔3-8，第一氣孔3-1開孔位置在背壓腔3-7中，第四氣孔3-4開孔位置在壓縮腔3-8中，兩個氣孔位置設(shè)計確保自由活塞2在設(shè)計最大沖程S范圍內(nèi)運(yùn)動時始終不會堵住兩個氣孔，壓縮腔3-8通過雙向進(jìn)氣孔3-9與外部連通。

本專利的自由活塞偏移校正方法具體如下：當(dāng)壓縮腔3-8與背壓腔3-7之間壓力差在正常值時，自由活塞2在設(shè)計最大沖程S范圍內(nèi)往復(fù)運(yùn)動時，所有活塞孔和氣孔均處于錯開位置，壓縮腔3-7與背壓腔3-8不導(dǎo)通，壓縮機(jī)處于正常工作狀態(tài)下；

當(dāng)壓縮腔3-8與背壓腔3-7之間壓力差高于正常值時，自由活塞2逐漸向背壓腔3-7偏移，如圖2所示，當(dāng)達(dá)到設(shè)計最大沖程S時，第二活塞孔2-2與第二氣孔3-2相對，同時第三活塞孔2-3與第三氣孔3-3相對，此時活塞流道2-4、第一氣缸流道3-5和第二氣缸流道3-6實現(xiàn)連通，工質(zhì)氣體從壓縮腔3-8通過連通流道進(jìn)入背壓腔3-7，使壓力差逐漸恢復(fù)到正常值；

當(dāng)壓縮腔3-8與背壓腔3-7之間壓力差低于正常值時，自由活塞2逐漸向壓縮腔3-8偏移，如圖3所示，當(dāng)達(dá)到設(shè)計最大沖程S時，第一活塞孔2-1與第二氣孔3-2相對，同時第二活塞孔2-2與第三氣孔3-3相對，此時活塞流道2-4、第一氣缸流道3-5和第二氣缸流道3-6實現(xiàn)連通，工質(zhì)氣體從背壓腔3-7通過連通流道進(jìn)入壓縮腔3-8，使壓力差逐漸恢復(fù)到正常值；

本專利如圖1所描述的自由活塞2和氣缸3結(jié)構(gòu)中的每組氣孔和流道組合均周向等距分布，可以根據(jù)具體設(shè)計需要確定每組氣孔流道組合之間的角度，圖4所示為壓縮機(jī)自由活塞2在第二活塞孔2-2處的徑向剖面結(jié)構(gòu)示意圖，自由活塞2外表面延周向每隔90°布置一組活塞孔和活塞流道，并且在氣缸3內(nèi)表面對應(yīng)位置與之匹配的一組氣孔和氣缸流道。

最后應(yīng)說明的是：本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本專利不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本專利的原理，在不脫離本專利精神和范圍的前提下，本專利還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本專利范圍內(nèi)。本專利要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。