压缩机 【技术领域】
本发明涉及压缩机，特别是一种通过防止活塞的离心运动能够增强其性能和可靠性的压缩机。
背景技术
一般地讲，压缩机是一种当气缸内活塞进行往复运动时对气体进行吸入、压缩和排出的装置。
如图1所示，传统的压缩机的组成包括：机壳10，其上分别连接有吸气管12和排气管14，气体通过吸气管被吸入，压缩气体通过排气管排出；安装在机壳10里面的往复电机30，用于产生驱动力；压缩单元40，它通过往复电机30的驱动力来吸入、压缩和排出气体；谐振弹簧单元50，它对于往复电机30的往复运动产生谐振运动；以及支架单元20，用于分别支撑往复电机30、压缩单元40和谐振弹簧单元50。
所述往复电机30包括：外定子31；内定子32，它设置得与外定子31的内壁之间保持一定的气隙；磁体34，它安装在外定子31和内定子32之间；以及与磁体34相连接的磁体保持架33，它被外/内定子31/32和磁体34之间的电磁相互作用所驱动而进行往复运动。
所述压缩单元40包括：带有内部空间的气缸41；装在气缸41内的活塞42，它具有气体吸入路径F，通过与往复电机30的磁体保持架33的连接实现往复运动，从而改变气缸41内压缩空间P的容积；吸气阀43，它安装在活塞42的前面，并由压缩空间P内的气压所驱动来打开和关闭进气口；排气阀44，它安装在气缸41的前面，用于打开和关闭出气口；阀弹簧45，用于弹性支撑排气阀44；以及排气罩46，其经由导管16与排气管14连通，其内装有排气阀44和阀弹簧45。
所述支架单元20包括：第一支架21，它安装在往复电机30和气缸41的前面；第二支架22，它与第一支架21相连接，用来与第一支架21一起支撑往复电机30；以及第三支架23，它与第二支架22相连接，用来与第二支架22一起支撑谐振弹簧单元50。
所述谐振弹簧单元50包括：弹簧座53，它安装在第二支架22和第三支架23之间，通过与活塞42的连接实现往复运动；第一谐振弹簧51，它安装在第二支架22与弹簧座53之间，当活塞42向前或向后运动时该弹簧51就相应地被压缩或拉伸；以及第二谐振弹簧52，它安装在第三支架23与弹簧座53之间，当活塞42向前或向后运动时该弹簧52就相应地被拉伸或压缩。
如图2所示，所述第二支架22被制成为圆盘状，其上设有用于固定第一谐振弹簧51地弹簧固定突起22a。所述第三支架23被制成为弯曲板状，因此提供了容纳弹簧座53的空间，该第三支架23上设有用于固定第二谐振弹簧52的弹簧固定突起23a。而且，所述第三支架23的两端都设有预定宽度为L的凸缘部23b。该凸缘部23b与第二支架22之间通过螺栓B或焊接的方法连接在一起，这样就把第三支架23固定到第二支架22上了。
所述弹簧座53包括：连接部70，其被制成为圆盘状，与磁体保持架33或活塞42的一端相连接；一对第一支撑部80，它们分别从连接部70沿径向延伸出去，彼此之间的相位差为180°，而且各带有第一突起82以用于固定第一谐振弹簧51；以及一对第二支撑部90，它们分别从连接部70沿径向延伸出去，与第一支撑部80之间的相位差为90°，而且各带有第二突起92以用于固定第二谐振弹簧52。
所述第一谐振弹簧51被分别固定在第二支架22上的弹簧固定突起22a和弹簧座53的第一支撑部80上的第一突起82上；所述第二谐振弹簧52被分别固定在第三支架23上的弹簧固定突起23a和弹簧座53的第二支撑部90上的第二突起92上。
如图3所示，从弹簧座53的中心到第一支撑部80上的第一突起82的中心之间的距离d1大于从弹簧座53的中心到第二支撑部90上的第二突起92的中心之间的距离d2。也就是说，连接该对第一谐振弹簧51的两个中心的圆的半径d1大于连接该对第二谐振弹簧52的两个中心的圆的半径d2。
因此，施加到弹簧座53上的第一谐振弹簧51和第二谐振弹簧52的载荷并不是均等地施加到弹簧座53的圆周方向上，而是离心加载。由于这样的离心载荷，弹簧座53在进行直线往复运动的时候进行人们所不期望的旋转运动。因此，与弹簧座53和磁体保持架33相连接的活塞42就进行不稳定的运动，从而产生振动，且可能出现由活塞42与气缸41之间的摩擦所导致的磨损，从而降低了压缩机的性能。
【发明内容】
因此，本发明的目的就是提供这样一种压缩机，它通过安装多个用于对活塞的直线往复运动产生谐振运动的谐振弹簧，让谐振弹簧的中心都被布置在同一个圆周上，以此增强压缩机的性能。
为了实现这里所具体和广泛描述的这些和其它优点，并根据本发明的目的，本发明提供了一种压缩机，其包括：装在机壳里用于产生驱动力的往复电机；压缩单元，它利用连接到往复电机的活塞的直线往复运动来吸入、压缩和排出气体；以及多个谐振弹簧，它们与活塞相连接，用于对活塞的直线往复运动产生谐振运动，其中，谐振弹簧的中心都被布置在基于活塞中心轴的相同半径上。
前面所述的以及其它的关于本发明的目的、特征、所涉及的内容和优点将在下面通过与相应的附图相结合的方法进行清晰和具体地描述。
【附图说明】
附图显示了本发明的实施例，它们与说明书的文字一起用来解释本发明的原理，提供这些附图为的是进一步理解本发明，它们与本说明书相互结合并组成本说明书的一部分。
附图中：
图1是现有技术的压缩机的截面图；
图2是现有技术的压缩机的谐振弹簧支撑结构的立体图；
图3是现有技术的压缩机的谐振弹簧支撑结构的平面图；
图4是根据本发明所述的压缩机的截面图；
图5是根据本发明所述的压缩机的谐振弹簧支撑结构的立体图；
图6是根据本发明所述的压缩机的谐振弹簧支撑结构的平面图；及
图7是根据本发明另一实施例所述的压缩机的谐振弹簧支撑结构的立体图。
【具体实施方式】
下面具体说明本发明的优选实施方案，这些实施方案的例子显示在附图中。
下面说明本发明的优选实施例。
如图4所示，本发明一个实施例的压缩机包括：机壳10，其上分别连接有吸气管12和排气管14，气体通过吸气管吸入，压缩气体通过排气管排出；装在机壳10中的往复电机30，用来产生驱动力；压缩单元40，它利用往复电机30的驱动力来吸入、压缩和排出气体；谐振弹簧单元150，用来对往复电机30的往复运动产生谐振运动；以及支架单元100，用于分别支撑往复电机30、压缩单元40和谐振弹簧单元150。
所述往复电机30包括：外定子31；内定子32，它设置得与外定子31的内壁有一定气隙；磁体34，它安装在外定子31和内定子32之间；以及磁体保持架33，它与磁体34相连接，并利用外/内定子31/32和磁体34之间的电磁交换作用进行往复运动。
所述压缩单元40包括：带有内部空间的气缸41；装在气缸41内的活塞42，具有气体吸入路径F，通过与往复电机30的磁体保持架33的连接实现往复运动，从而改变气缸41内压缩空间P的容积；吸气阀43，它装在活塞42的前面，由压缩空间P内的气压所驱动来打开和关闭进气口；排气阀44，装在气缸41的前面，用于打开和关闭出气口；阀弹簧45，用于弹性支撑排气阀44；以及排气罩46，其经由导管16与排气管14连通，其内装有排气阀44和阀弹簧45。
所述支架单元100包括：第一支架110，装在往复电机30和气缸41的前面；第二支架120，它与第一支架110相连接，用来与第一支架110一起支撑往复电机30；以及第三支架130，它与第二支架120相连接，用来与第二支架120一起支撑谐振弹簧单元150。
所述谐振弹簧单元150包括：弹簧座153，它安装在第二支架120和第三支架130之间，利用与活塞42的连接实现往复运动；第一谐振弹簧151，它安装在第二支架120与弹簧座153之间，当活塞42向前或向后运动时该弹簧151就被压缩或拉伸；以及第二谐振弹簧152，它安装在第三支架130与弹簧座153之间，当活塞42向前或向后运动时该弹簧152就被拉伸或压缩。
如图5所示，所述弹簧座153被制成为圆盘状，其上有孔172，用于让被吸入的气体通过其中心。
如图5所示，所述弹簧座153包括：连接部170，其被制成为圆盘状，中心有孔172，被吸入的气体经由该孔通过，该连接部170与磁体保持架33或活塞42的一端相连接；一对第一支撑部180，它们分别从连接部170沿径向延伸出去，彼此之间的相位差为180°，而且各带有第一突起182用以固定第一谐振弹簧151；以及一对第二支撑部190，它们分别从连接部170沿径向延伸出去，与第一支撑部180之间的相位差为90°，而且各带有第二突起192用以固定第二谐振弹簧152。
所述第一支撑部180和第二支撑部190可以多于两个。在这种情况下，第一支撑部180和第二支撑部190的优选排列方式是使得它们从平面投影图上看是等间隔的。而且，第一支撑部180和第二支撑部190布置得最好是彼此交替的。
所述第二支架120被制成为圆盘状，其上有用于固定第一谐振弹簧151的弹簧固定突起122。所述第三支架130安装得与第二支架120之间隔有一定的距离，从而为弹簧座153提供了空间。所述第三支架130包括：矩形的主体部132，其中心有孔139，用于让被吸入的气体通过；从主体部132的两侧朝着第二支架120延伸出多个腿部137，这些腿部按一定的间隔排列，从而限定出开口135，弹簧座153的第二支撑部190从该开口135穿过；从腿部137的各个末端弯曲形成的凸缘部138，其通过螺栓B或焊接的方法与第二支架120连接在一起；弹簧固定部134，它从主体部132的两侧延伸出来，分别带有弹簧固定突起136用以固定第二谐振弹簧152。
在上述结构情形下，第一谐振弹簧151被分别固定在第二支架120上的弹簧固定突起122和弹簧座153的第一支撑部180上的第一突起182上，第二谐振弹簧152被分别固定在第三支架130上的弹簧固定部134的弹簧固定突起136上和弹簧座153的第二支撑部190上的第二突起192上。
如图6所示，从弹簧座153的中心到第一支撑部180上的第一突起182的中心之间的距离d1等于从弹簧座153的中心到第二支撑部190上的第二突起192的中心之间的距离d2。因此，被支撑在弹簧座153上的第一谐振弹簧151和第二谐振弹簧152的中心都被布置在基于活塞42的中心轴的相同半径上。
为了将第一谐振弹簧151和第二谐振弹簧152的每一个中心都布置在基于活塞42的中心轴的相同半径上，第二支架120上的弹簧固定突起122的中心和第三支架123上的弹簧固定突起136的中心都要布置在基于活塞42的中心轴的相同半径上。
由于第一谐振弹簧151和第二谐振弹簧152有相同的支撑半径，因此谐振弹簧载荷均等地施加到弹簧座153上，当压缩机运行的时候活塞42的运行是稳定的。
下面解释本发明第一实施例所涉及的压缩机的操作和效果。当将电力加到往复电机30的外定子31上时，磁体保持架33利用外/内定子31/32和磁体34之间的电磁相互作用实现直线往复运动。因此，与磁体保持架33相连接的活塞42在气缸41内作直线往复运动，从而改变压缩空间P的容积。通过压缩空间P的容积的改变，气体被吸到压缩空间P内并被压缩，然后排出来，此过程是重复进行的。而且，由于第二/第三支架120/130以及被支撑在弹簧座153上的第一/第二谐振弹簧151/152对活塞42产生谐振运动，因此活塞42的直线往复运动就能平稳地和持续地进行下去。这里，由于第一谐振弹簧151和第二谐振弹簧152的中心都被布置在同一个圆上，因此均等的负载被加到弹簧座153上。因此，活塞42和磁体保持架33就不会作离心运动或旋转，而是稳定地作往复运动。
下面参考图7对本发明另一实施例的压缩机进行说明。其中，与第一实施例中相同的部件用同样的附图标记表示，因此省略对它们的说明。
对于本发明另一实施例所涉及的压缩机，其第三支架230的构造为圆柱形，从而与第二支架120一起为弹簧座153提供了空间。也就是说，所述第三支架230安装得与第二支架120之间隔有一定的距离，该第三支架230包括：主体部232，其为十字板状，中心有孔239，用于让被吸入的气体通过；从主体部232朝着第二支架220延伸出多个腿部237，从而限定出开口270，弹簧座153的第一支撑部180和第二支撑部和190从该开口270穿过；从腿部237的各端弯曲形成的凸缘部238，其通过螺栓B或焊接的方法与第二支架120连接在一起；以及谐振弹簧固定部234，它朝着主体部232的右侧和左侧延伸出来，且各带有弹簧固定突起236用以固定第二谐振弹簧152。
所述腿部237之间的宽度，即开口270之间的宽度，最好是大于每一个第一支撑部180和第二支撑部190的宽度，以使得弹簧座153的第一支撑部180和第二支撑部190能够被前后移动。而且，腿部237和凸缘部238按一定的间隔被布置在第二支架120的圆周方向上。
对于本发明另一实施例所涉及的压缩机，由于第三支架230的腿部237和凸缘部238按一定的间隔布置在第二支架120的圆周方向上，因此第三支架230就被牢固地固定在第二支架120上。因此，第一谐振弹簧151和第二谐振弹簧152的载荷就更加稳定地施加到弹簧座153上。
本发明另一实施例所涉及到的压缩机的操作和效果与前面提到的第一实施例所涉及到的压缩机相同。
对于本发明所涉及的压缩机，有多个用于对活塞和磁体保持架的直线往复运动产生谐振运动的谐振弹簧，它们安装得使每个谐振弹簧的中心都布置在基于活塞的中心轴的相同半径上，以此来预防噪声、振动和部件磨损，并增强压缩机的功能。
应该理解，在不背离本发明的实质或本质特征的前提下，本发明可以以多种方式来实施，所以，除非特别指出，上面说明的实施例不受前述说明的任何细节所限制，相反，应该在所附权利要求所限定的精神和范围内作广义的理解，因此，那些落入权利要求范围内的所有改变或修改或者该范围内的等同物都被所附权利要求所涵盖。