CN1856647A - 用于固定往复式压缩机电机定子的设备及其方法 - Google Patents

用于固定往复式压缩机电机定子的设备及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用于固定往复式压缩机电机内定子(320)的设备及其固定方法。该用于固定往复式压缩机电机内定子(320)的设备包括：前框架、被插入该前框架中并与之联接的气缸、以接触状态通过该前框架(210)支撑的外定子、形成为圆筒形并以与该外定子(310)内径有预定间隔插入在气缸(410)外圆周表面的内定子(320)、插入在外定子(310)和内定子(320)之间并联接到插入在柱体柱体(410)内活塞(420)上的动子(330)、以及定子固定装置，其中该定子固定装置与前框架(210)结合以在纵向穿过该气缸(410)或者内定子(320)，用于支撑和固定内定子两侧(213、215)。在这里，该设备通过使用浇铸物来制造。因此，该设备把内定子(320)牢固地固定到其他部件上，并使部件和全部过程简化。

Description

用于固定往复式压缩机电机定子的设备及其方法
技术领域
本发明涉及一种往复式压缩机，更具体地涉及一种用于固定往复式压缩机的电机定子的设备及其方法，其中该设备能把电机的定子固定地连接到其他部件上。
背景技术
通常，压缩机把电能转换成为动能，并通过动能压缩制冷剂。压缩机是制冷循环系统的主要部件之一，并根据用于压缩制冷剂的压缩机构分为旋转式压缩机、涡旋压式缩机以及往复式压缩机。
往复式压缩机分为通过把旋转电机的旋转力转换成为线性往复运动而压缩气体的压缩机，以及通过线性电机的线性往复运动驱动力压缩气体的压缩机。
使用线性电机的往复式压缩机包括框架、接收能量并产生线性往复运动的线性电机、用于接收线性电机的线性往复运动驱动力并压缩气体的压缩单元、用于使压缩单元的运动共振的共振单元，以及用于控制气体流动的阀门单元。
线性电机包括外定子、被插入外定子中的内定子，以及可移动地插入在外定子和内定子之间的动子。
外定子和内定子为圆筒形。为了使磁通量损失最小化，预定形状的薄板以圆筒形朝该圆筒形中心径向地堆叠。也就是说，外定子和内定子是堆叠体。
外定子和内定子固定地联接到框架上。由于外定子和内定子每个都为分别通过把多个薄板以圆筒形径向地堆叠形成的堆叠体，非常重要的是，把构成堆叠体的多个薄板固定地联接，然后把该固定堆叠体联接到框架或者其他物体上。特别地，在构成线性电机的外定子和内定子之间的间隙影响该线性电机的效率。因此，外定子和内定子必须精确地联接以使间隙最小化。另外，当磁通流过外定子和内定子时，力作用在构成堆叠体的薄板上。因此，该薄板必须牢固地固定。如果外定子和内定子没有牢固地固定而是在薄板连接状态下分离时，它们就会接触动子而损害部件。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于固定往复式压缩机的电机定子的设备及其固定方法，其中该设备能把电机的定子固定地连接到其他部件上。
为了实现这些及其他优点，根据在这里具体和概括地描述的本发明的目的，提供一种用于固定往复式压缩机电机定子的设备，该设备包括：预定形状的前框架；被插入该前框架中并与之联接的气缸；在接触状态下通过该前框架支撑的外定子；形成为圆筒形并插入在该气缸外圆周表面上同时与该外定子内径有预定间隙的内定子；插入在该外定子和内定子之间并联接到插入在气缸内活塞的动子；以及与前框架结合以沿纵向穿过气缸或内定子、用于支撑并固定内定子两侧的定子固定装置。
另外，提供一种用于固定往复式压缩机电机定子的方法，该方法包括的步骤为：通过以圆筒形堆叠多个薄板形成内定子；形成插入到内定子中的圆筒形气缸；把气缸插入到内定子内；把气缸和内定子的组件插入到预定形状的模具内；通过把浇铸物注射到模具内而在气缸和内定子之间填充浇铸物；以及通过使注射到气缸和内定子之间的浇铸物凝固而把气缸联接到内定子上。
从以下结合附图的本发明详细说明中，本发明的上述及其他目的、特征、形式以及优点将变得更明显。
附图说明
图1为示出了往复式压缩机的剖面图，其中该往复式压缩机包括根据本发明优选实施例的用于固定电机定子的设备；
图2和3为分别示出了根据本发明优选实施例的用于固定往复式压缩机电机定子的设备的前剖视图和侧剖视图；
图4和5为前剖视图和侧剖视图，分别示出了根据本发明优选实施例的、用于固定往复式压缩机电机定子的设备的定子固定装置的另一个实例；
图6为根据本发明优选实施例的、用于固定往复式压缩机电机定子的方法的顺序步骤的流程图；
图7为根据本发明优选实施例的、用于固定往复式压缩机电机定子的方法的组装过程示意图；以及
图8为根据本发明优选实施例的浇铸物通道单元的另一个实例透视图。
具体实施方式
下面将详细参照本发明的优选实施例，在附图中示出了这些优选
实施例的实例。
下面将参照附图，来详细描述根据本发明用于固定往复式压缩机电机定子的设备及其方法。
图1为往复式压缩机的剖面图，其中该往复式压缩机包括根据本发明的用于固定电机定子的设备。
参见图1，该往复式压缩机包括具有吸入管110和排出管120的壳体100、布置在该壳体100内的框架单元200、安装在该框架单元200上用于产生直线往复运动驱动力的电机300、用于接收该电机300的驱动力并压缩气体的压缩单元400以及用于使电机300的驱动力共振的共振弹簧单元500。
该框架单元200包括：前框架210，用于支撑电机300一侧、在内部联接到前框架210上的压缩单元400；用于以与该前框架210预定间隔支撑电机300另一侧的中间框架220、以及联接到中间框架220上的后框架230，共振弹簧单元500布置在其中。
该电机300包括：固定在前框架210和中间框架230之间的外定子310、被以预定间隙插入该外定子310中的内定子320、可移动地插入在外定子310和内定子320之间的动子330以及在内部联接到外定子310的绕组线圈340。该动子330具有磁铁331和用于支撑该磁铁331的磁铁支架332。
该压缩单元400包括：插入和固定地联接在该前框架210和该内定子320之间的气缸410、使其一侧可移动地插入气缸410内部空间P中以及其另一侧固定地联接到动子330的活塞420、以及联接到活塞420和气缸410的阀门系统。
如图2和3所示，该前框架210设置有具有预定厚度和面积的基座单元211以及形成在该基座单元211中心的气缸插入孔212，以便该气缸410能插入其中。
该气缸410包括：具有预定长度和直径的圆柱体单元411、形成在该体单元411中并且活塞420插入其中的通孔413，以及从该体单元411一侧伸出并具有预定宽度和高度的法兰单元412。
体单元411插入到该前框架210的气缸插入孔212内，紧固装置(未示出)固定于法兰单元412和基座单元211上，从而把气缸410牢固地固定到前框架210上。
内定子320形成为具有预定内径、外径和长度的圆筒形结构。在气缸410固定地联接到前框架210的状态下，气缸410的体单元411被插入内定子320中。内定子320通过定子固定装置固定地联接，而该定子固定装置沿纵向穿过内定子320，用于支撑和固定内定子320的两侧。
该内定子320为通过堆叠预定形状薄板30而形成的堆叠体321。构成圆筒形堆叠体321的该薄板30朝圆筒形堆叠体321的中心方向堆叠。该薄板30能通过使用专门的固定环(未示出)固定。
仍然参见图2和3，该定子固定装置包括：第一支撑单元213、多个通道槽322、多个填充条单元214以及第二支撑单元215。第一支撑单元213以预定面积形成在前框架210一侧，用于接触和支撑内定子320的一侧；多个通道槽322形成在内定子320内圆周表面的纵向，其中该内定子320的内圆周表面与气缸410的外圆周表面接触；该多个填充条单元214从该第一支撑单元213伸出并分别插入到内定子320的通道槽322内；而第二支撑单元215通过连接填充条单元214形成，用于支撑内定子320的另一侧。
该前框架210的第一支撑单元213在基座单元211的一个表面上，即圆筒插入部的端面上形成为环状表面。优选的是，该第一支撑单元213与插入到该前框架210的气缸410外圆周表面垂直。
该通道槽322沿圆周方向以预定间隔形成在内定子320的内圆周表面上。该通道槽322的截面为矩形。另外，填充在通道槽322内的该填充条单元214的截面也为矩形。然而，值得注意的是，该通道槽322的截面可以是各种形状。
该内定子320的通道槽322通过使构成内定子320的一些薄板30宽度小于其他薄板30的宽度而形成。也就是说，堆叠具有相对较大宽度的多个薄板31，而将具有相对较小宽度的多个薄板32堆叠在其上。该过程重复以形成圆筒形状。当该薄板30以圆筒形堆叠时，它们被堆叠以便圆筒的外圆周表面具有均匀的曲面。
第二支撑单元215形成为具有预定厚度并从填充条单元214伸出的环状。第二支撑单元215的一侧接触并支撑内定子320的一侧。优选的是，第二支撑单元215与气缸410的圆周表面垂直。
前框架210、填充条单元214和第二支撑单元215用相同的材料制成。
图4和5为分别示出了根据本发明定子固定装置另一个实例的前剖视图和侧剖视图。如图4和5所示，该定子固定装置包括：第一支撑单元213、多个通道槽414、多个填充条单元214以及第二支撑单元215。第一支撑单元213以预定面积形成在前框架210一侧，用于接触和支撑内定子320的一侧；多个通道槽414沿纵向形成在与内定子320内圆周表面接触的气缸410外圆周表面上；多个填充条单元214从该第一支撑单元213伸出并分别插入到气缸410的通道槽414内；而第二支撑单元215通过连接填充条单元214形成，用于支撑内定子320的另一侧。
该前框架210的第一支撑单元213在基座单元211的一个表面上即圆筒插入部的端面形成为环状表面。优选的是，该第一支撑单元213与插入到该前框架210的气缸410外圆周表面垂直。
该通道槽414沿圆周方向以预定间隔形成在气缸410的外圆周表面上。该通道槽414的截面为半圆形状。另外，填充在通道槽414内的该填充条单元214的截面也为半圆形状。然而，值得注意的是，该通道槽414的截面可以是各种形状。
第二支撑单元215形成为具有预定厚度并从填充条单元214伸出的环状。第二支撑单元215的一侧接触并支撑内定子320的一侧。优选的是，第二支撑单元215与气缸410的圆周表面垂直。
前框架210、填充条单元214和第二支撑单元215用相同的材料制成。
在图2、3、4和5中，相同的附图标记用于相同元件。
另一方面，如图1所示，该阀门系统包括：排放盖430、排放阀440、排放弹簧450和吸入阀440。排放盖430安装在前框架210一侧，用于覆盖/暴露气缸410的内部空间P；排放阀440安装在排放盖430内部，用于打开/关闭该气缸410的内部空间P；排放弹簧450，布置在该排放盖430内，用于支撑排出阀440；吸入阀460安装在活塞420端部，用于控制吸入到该气缸410内部空间P内的制冷剂流。
参考数字240表示紧固螺栓，510表示弹簧支撑元件，520表示前部螺旋弹簧，530表示后部螺旋弹簧，而600表示支撑弹簧。
图6和7为根据本发明优选实施例的、用于固定往复式压缩机电机定子的方法的顺序步骤流程图和过程示意图。
参见图6和7，用于固定往复式压缩机电机定子的方法包括以下步骤：形成圆筒形内定子320，和形成插入到内定子320内的圆筒形气缸410。该内定子320为通过以圆筒形堆叠预定形状薄板30而形成。在这里，多个薄板30被堆叠，以便浇铸物流动穿过的通道槽322能在纵向形成在内定子320的内圆周表面。该通道槽322沿圆周方向以预定间隔布置在作为圆筒形堆叠体的内定子320的内圆周表面。该通道槽322通过交替堆叠包括相对大尺寸薄板31的堆叠体和包括相对小尺寸薄板32的堆叠体而形成。
气缸410和内定子320在不同的生产线上形成。
此外，用于固定往复式压缩机电机定子的方法包括的步骤为：把气缸410插入到内定子320内、把气缸410和内定子320的组件插入到预定形状模具(未示出)内、通过把浇铸物注射到模具内而把浇铸物填充在气缸410和内定子320之间、以及通过使注射到气缸410和内定子320之间的浇铸物凝固而把气缸410联接到内定子320。
注射到模具内的浇铸物凝固而把该气缸410联接到内定子320上，并形成气缸410插入其中的预定形状的前框架210。
当浇铸物注射到模具时，一些浇铸物通过通道槽322从内定子320一侧流到另一侧，并还填充到通道槽322内。
优选的是，模具为压铸(diecasting)模具，而该浇铸物为熔化铝。
图8为根据本发明的浇铸物通道单元另一个实例的透视图。如在图8中所示，在形成气缸410的步骤中，多个通道槽414以预定宽度、深度和纵向长度形成在气缸410的外圆周表面上，以便当浇铸物注射到气缸410和内定子320组件内时，该浇铸物能在内定子320的纵向流动。优选的是，在气缸410的圆周方向，该多个通道槽414以预定间隔形成。
下面将详细描述用于固定往复式压缩机电机定子的设备及其固定方法的操作效果。
首先来说明往复式压缩机的操作。
当能量提供给该往复式压缩机时，通过电机300的电磁相互作用，直线往复运动驱动力产生，并通过动子330被传输到活塞420。
活塞420在气缸410的内部空间P内线性地往复运动。由于在气缸410的内部空间P内产生压差，操作吸入阀460和排放阀440，用于把制冷剂吸入到该气缸410内部空间P内并压缩和排放该制冷剂。
该共振弹簧单元500使动子330和活塞420的往复运动共振。
在压缩机操作期间，力通过磁通作用在构成内定子320的薄板30上，而磁通量由电机300外定子310和内定子320形成。然而，在气缸410被插入到内定子320的状态下，内定子320通过定子固定装置被牢固地固定，而该定子固定装置在纵向穿过气缸410或者内定子320，用于支撑和固定内定子320的两侧。因此，构成内定子320的薄板30没有移动。也就是说，通过布置在内定子320两侧的第一、第二支撑单元213、215和用于联接该第一、第二支撑单元213、215的填充条单元214，内定子320牢固地固定。
此外，内定子320以气缸410插入在其中的状态固定，从而减少前框架210、气缸410和内定子320组件的沿圆周方向尺寸。
另一方面，根据用于固定往复式压缩机电机定子的方法，浇铸物填充并凝固在气缸410和内定子320之间，以固定该内定子320，而浇铸物的一部分穿过内定子320并凝固在前框架210以及内定子320两侧，以牢固地固定内定子320。由于浇铸物使内定子320固定，因此固定内定子320的过程就得到简化。此外，前框架210和定子固定装置通过浇铸物而配合，减少了许多部件。
工业实用性
如前面论述的那样，根据本发明，通过牢固地固定电机内定子，借助于在往复式压缩机操作期间精确保持在部件之间组件公差，用于固定往复式压缩机电机定子的设备及其固定方法提高了可靠性，阻止了部件分离和损坏。
此外，通过使固定电机内定子的过程简化并减少部件数目，用于固定往复式压缩机电机定子的设备及其方法提高了组装生产率。
此外，通过降低前框架、气缸和内定子组件的径向尺寸，用于固定往复式压缩机电机定子的设备及其方法减少了该往复式压缩机的总体尺寸。
尽管在没有脱离本发明精神或者必要特征情况下，本发明可以几种形式实现，但应当理解的是，除非另作说明，以上描述的实施例没有通过上面描述的任何细节而受到限制，而应该概括地视为在附加权利要求书中限定的精神和范围内。因此，落入在权利要求书限定范围内的所有变化和改型或者这种范围的等效物从而也由附加权利要求书包含。

Claims (18)

1.一种用于固定往复式压缩机电机定子的设备，包括：
前框架；
被插入该前框架中并与之联接的气缸；
在接触状态下通过该前框架支撑的外定子；
形成为圆筒形并插入在该气缸外圆周表面上并与该外定子内径有预定间隙的内定子；
插入在该外定子和内定子之间并联接到插入在气缸内的活塞的动子；以及
与前框架结合以沿纵向穿过气缸或内定子、用于支撑并固定内定子两侧的定子固定装置。
2.如权利要求1的设备，其中该定子固定装置包括：第一支撑单元，以预定面积形成在前框架一侧，用于接触和支撑内定子的一侧；多个通道槽，形成在内定子内圆周表面的纵向，其中该内定子的内圆周表面与气缸的外圆周表面接触；多个填充条单元，从该第一支撑单元伸出并分别插入到内定子的通道槽内；第二支撑单元，通过连接填充条单元形成，用于支撑内定子的另一侧。
3.如权利要求2的设备，该通道槽沿圆周方向以预定间隔形成在内定子的内圆周表面上。
4.如权利要求2的设备，其中该填充条单元的截面和该通道槽的截面形成为矩形。
5.如权利要求2的设备，其中该第一支撑单元与气缸外圆周表面垂直。
6.如权利要求2的设备，其中第二支撑单元形成为具有预定厚度的环状，并从填充条单元伸出。
7.如权利要求1的设备，其中该定子固定装置包括：第一支撑单元，以预定面积形成在前框架一侧，用于接触和支撑内定子的一侧；多个通道槽，形成在气缸外圆周表面的纵向，其中该气缸的外圆周表面与内定子的内圆周表面接触；多个填充条单元，从该第一支撑单元伸出并分别插入到气缸的通道槽内；第二支撑单元，通过连接填充条单元形成，用于支撑内定子的另一侧。
8.如权利要求7的设备，其中该通道槽沿圆周方向以预定间隔形成在气缸的外圆周表面上。
9.如权利要求7的设备，其中该填充条单元的截面和该通道槽的截面形成为半圆形。
10.如权利要求7的设备，其中该第一支撑单元与气缸的外圆周表面垂直。
11.如权利要求7的设备，其中第二支撑单元形成为具有预定厚度的环状，并从填充条单元伸出。
12.如权利要求1的设备，其中该圆筒形内定子为通过对预定形状薄板进行堆叠而形成的堆叠体，其中构成圆筒形堆叠体的该薄板朝圆筒形堆叠体中心方向堆叠。
13.一种用于固定往复式压缩机电机定子的方法，该方法包括的步骤为：
通过以圆筒形堆叠多个薄板形成内定子；
形成插入到内定子中的圆筒形气缸；
把气缸插入到内定子内；
把气缸和内定子的组件插入到预定形状的模具内；
通过把浇铸物注射到模具内而在气缸和内定子之间填充浇铸物；以及
通过注射到气缸和内定子之间的浇铸物凝固而把气缸联接到内定子上。
14.如权利要求13的方法，其中注射到模具内的浇铸物凝固而把该气缸联接到内定子上，并形成气缸插入其中的预定形状的前框架。
15.如权利要求13的方法，其中在用于形成内定子的步骤中，浇铸物流经的多个通道槽沿纵向形成在内定子内圆周表面。
16.如权利要求15的方法，其中多个通道槽沿圆周方向以预定间隔形成在作为圆筒形堆叠体的内定子内圆周表面上。
17.如权利要求13的方法，其中在形成气缸的步骤中，多个通道槽以预定宽度、深度和纵向长度形成在气缸的外圆周表面上，以便当浇铸物注射到气缸和内定子组件内时，该浇铸物能在内定子纵向流动。
18.如权利要求17的方法，其中多个通道槽沿圆周方向以预定间隔形成在气缸的外圆周表面上。
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