CN1461386A - 位置传感器和压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种位置传感器(10)，尤其是适于线性压缩机(15)用来检测活塞(1)位置并能防止活塞和位于冲程末端气缸头(3)碰撞的传感器。本发明的目的是提供一种传感器(10)，它能检测活塞(1)位置以防活塞和气缸头(3)碰撞，并易于制造安装，从而减少压缩机(15)的制造成本。活塞(1)在中空体(2)内可轴向往复运动，压缩机(15)包括阀片(9)，阀片(9)位于气缸头(3)和中空体(2)之间，传感器(10)的特征在于包括和控制回路(12)可电连接的探针(20)，探针(20)可以检测活塞(1)在中空体(2)内某点处的行程，并将信号发送给控制回路(12)。

Description

位置传感器和压缩机
技术领域
本发明涉及一种位置传感器，尤其是一种适用于线性压缩机并用来检测活塞位置的传感器，以及一种带有上述位置传感器的压缩机。
背景技术
线性压缩机通常包括一个可轴向置于中空体内的活塞，上述活塞压缩制冷循环中的气体。紧靠活塞冲程末端的吸气阀和排气阀在气缸或中空体内可以调节气体的输入和输出口。由支承磁构件的一个执行器来驱动活塞，它则由线性马达来驱动。该活塞和谐振弹簧相连，而磁构件和上述弹簧在一起形成了压缩机的谐振装置。
上述由线性电机驱动的谐振装置，其作用能够产生一个线性交替运动，使气缸内的活塞压缩吸气阀产生的气体，通过排气阀在高压侧进行排气。
在压缩机不同的操作条件下，或不同的输入电压值条件下，都可能使谐振装置超过可以承受的局限，导致活塞顶部撞到气缸头上，从而产生噪音，甚至使压缩机损坏。
有很多方法可以控制活塞的运动，以防止其和气缸头的碰撞。其中之一就是控制施加在电机上的电压值，从而防止活塞向前超出预定点而与气缸头相碰。
其他的解决方案就是在活塞和气缸头碰撞的同时检测活塞的超前量，从而防止压缩机的损伤。
为了防止上述的问题产生，一些方案中采用了位置传感器，通常是用感应传感器来检测活塞从靠近活塞冲程端部开始的那一段距离，以防止其撞击到气缸头上。但使用上述传感器的问题就是这样的传感器价格昂贵，而且不易安装，从而提高了压缩机的生产成本。
发明内容
本发明的目的就是提供一种传感器，使之能够检测活塞的位置，防止活塞和气缸头相碰撞，而且易于生产和安装，这样就减少了压缩机的生产和制造成本。
这个目的是通过一种传感器来获得，尤其是一种能够用于检测活塞位置的传感器。上述活塞轴向设置在中空体内，压缩机包括一个阀片，上述阀片位于气缸头和中空体之间，上述传感器包括和控制回路可电连接的探针，探针可以检测活塞在中空体内某点处的行程，并将信号发送给控制回路。
本发明另外的一个目的就是提供一种带有能够检测活塞在中空体内某点处的行程，并将信号发送给控制回路的传感器的压缩机，从而防止活塞和气缸头碰撞。
这种目的的实现通过一种压缩机，尤其是一种线性压缩机，其包括一个轴向设置在中空体内的活塞，还包括一个和控制回路可电连接的探针，探针可以检测活塞在中空体内某点处的行程，并将信号发送给控制回路。
附图说明
本发明通过参考附图中的实施例将得到更详细的描述，其中：
图1是安装有本发明传感器的线性压缩机横截面示意图；
图2是本发明传感器动作的时间图；
图3是安装有本发明传感器的压缩机部分横截面示意图；
图4是本发明安装在线性压缩机上的传感器部分细节示意图。
具体实施方式
如图1，3和4所示，压缩机15包括一个轴向设置在通常圆柱形的中空体2内的活塞1，靠近活塞1冲程端部设置的气缸头3包括吸气阀3a和排气阀3b，致动器4包括一个由线性电机6驱动的电磁元件5，并和谐振弹簧7相连，形成压缩机15的谐振装置。
如图3和4的细节所示，传感器10靠近气缸头3设置，能够在活塞1行程的最大取值点8发信号，从而防止和气缸头3相碰。
一种可行的解决方案中传感器10是一种电路45，通过和活塞1实际的连接的探针20，可以在活塞1的冲程上的点8发信号。
如图4所示，由电导体材料制成的探针20是控制回路12整体的一部分，它包括有电路45，电路45又包括电压源42(最好是直流电)和电阻40，它们都串联地和探针20和中空体2，甚至活塞1相连，这样就能够在活塞行程的最大点8发出信号。为了实施这个方案，探针20必须和中空体2绝缘，以便于当活塞1保持在点8的这一侧时，回路45是开放的。为实现这个目的，通过绝缘体11a和11b，和中空体2相连的探针20的部分需要绝缘，或者完全和气缸头3绝缘，遂使绝缘体11a和11b本身得到密封使与压缩机15相隔绝，并防止气体泄露，而且还显著降低其制造成本。
在点8对活塞冲程发信号会引起在终端47(靠近电阻40)测量的电压电平值从逻辑电平“0”变化到逻辑电平“1”，这种变化很容易从控制回路12看出来，因为控制回路12还包括一个电路(未予记叙，因为它不是本发明的目的)能够在点8检测活塞1的路径，并可以纠正活塞的路径。这样就防止了和气缸头5的碰撞。图2所示的是终端47的回路45时间框图。我们可以看到，当活塞1在时间dT阶段提前超过点8的时候，逻辑电平会从“0”变化到“1”。当活塞1返回到点8的这一侧的时候，又会从“1”返回到“0”，并在周期Tc时间内循环往复。
探针20最好是由阀片9本身制成。这个阀片9在气缸头3和中空体2之间定位。如图3所示，并进一步包括位于气缸头3和中空体2之间的绝缘体11a和11b，从而形成吸气阀3a。探针20还另外附加一个折叠片9，用来插入中空体2的内部以便于和活塞1实际的连接。形成探针20的那一插入端部应该基本上要比折叠片9更加远离气缸头3。
探针20最好是在靠近活塞1冲程端部的点设置，这样就基本上靠近中空体2内的气缸头3，但也可以位于压缩机15的另一个点，例如可以靠近致动器4的端部设置。这样活塞1的位置就足够避免活塞和气缸头3之间的碰撞了。
另外，探针20应该设计成总是能够在弹性范围内工作，这样在活塞通过点8的时候，它就在被活塞1压缩后还能恢复到初始状态。
上面描述了本发明的一个优选实施例，不难理解本发明包括由另附的权利要求书所限定范围内的其他各种的技术方案，及其所有可能的等同物。

Claims (23)

1、一种传感器(10)，尤其是一种能够用于检测压缩机(15)活塞(1)位置的传感器，上述活塞(1)轴向设置在中空体(2)内，压缩机(15)包括一个阀片(9)，上述阀片(9)位于气缸头(3)和中空体(2)之间，上述传感器(10)的特征在于包括和控制回路(12)可电连接的探针(20)，探针(20)可以检测活塞(1)在中空体(2)内某点处的行程，并将信号发送给控制回路(12)。
2、根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，探针(20)位于中空体(2)内的某点处，探针(20)可以和活塞(1)实际的连接并将信号发送给控制回路(12)。
3、根据权利要求1或2所述的传感器，其特征在于，探针(20)的第一端和中空体(2)固定连接，以便于和中空体(2)电绝缘。
4、根据权利要求3所述的传感器，其特征在于，电绝缘通过电绝缘材料(11a)和(11b)来实施，并且二者分别位于中空体(2)和阀片(9)以及气缸头(3)和阀片(9)之间。
5、根据权利要求4所述的传感器，其特征在于，电绝缘材料(11a)和(11b)是气缸头(3)的密封接头。
6、根据权利要求1，2，3，4或5所述的传感器，其特征在于，探针(20)和活塞(1)的实际连接是电连接。
7、根据权利要求1，2，3，4，5或6所述的传感器，其特征在于，中空体(2)内探针(20)的定位点(8)基本上靠近气缸头(3)。
8、根据权利要求1，2，3，4，5，6或7所述的传感器，其特征在于，探针(20)是阀片(9)的一个插入部。
9、根据权利要求8所述的传感器，其特征在于，上述插入部是阀片(9)的一个折叠部。
10、根据权利要求9所述的传感器，其特征在于，上述折叠部的端部基本上要比折叠片(9)更加远离气缸头(3)。
11、根据权利要求1，2，3，4，5，6，7，8，9或10所述的传感器，其特征在于，控制回路(12)包括有电路(45)，电路(45)又包括电压源(42)和电阻(40)，并串联地和探针(20)以及中空体(2)相连，当活塞(1)和探针(20)实际连接的时候，电路(45)闭合。
12、根据权利要求1，2，3，4，5，6，7，8，9或10所述的传感器，其特征在于，控制回路(12)包括有电路(45)，电路(45)又包括电压源(42)和电阻(40)，并串联地和探针(20)以及活塞(1)相连，当活塞(1)和探针(20)实际连接的时候，电路(45)闭合。
13、根据权利要求1，2，3，4，5，6，7，8，9或10所述的传感器，其特征在于包括有电路(45)，电路(45)又包括电压源(42)和电阻(40)，并串联地和探针(20)以及中空体(2)相连，当活塞(1)和探针(20)实际的连接的时候，电路(45)闭合。
14、根据权利要求1，2，3，4，5，6，7，8，9或10所述的传感器，其特征在于，包括有电路(45)，电路(45)又包括电压源(42)和电阻(40)，并串联地和探针(20)以及活塞(1)相连，当活塞(1)和探针(20)实际的连接的时候，电路(45)闭合。
15、一种压缩机(15)，尤其是一种线性压缩机，其包括一个轴向设置在中空体(2)内的活塞(1)，压缩机(15)还包括一个阀片(9)，上述阀片(9)位于气缸头(3)和中空体(2)之间，压缩机(15)的特征在于包括一个和控制回路(12)可电连接的探针(20)，探针(20)可以检测活塞(1)在中空体(2)内某点处的行程，并将信号发送给控制回路(12)。
16、根据权利要求15所述的压缩机，其特征在于，探针(20)位于中空体(2)内的某点处，探针(20)可以和活塞(1)实际的连接并将信号发送给控制回路(12)。
17、根据权利要求15或16所述的压缩机，其特征在于，探针(20)的第一端和中空体(2)固定连接，以便于和中空体(2)电绝缘。
18、根据权利要求17所述的压缩机，其特征在于，电绝缘通过电绝缘材料(11a)和(11b)来实施，并且二者分别位于中空体(2)和阀片(9)以及气缸头(3)和阀片(9)之间。
19、根据权利要求18所述的压缩机，其特征在于，电绝缘材料(11a)和(11b)是气缸头(3)的密封接头。
20、根据权利要求15，16，17，18或19所述的压缩机，其特征在于，中空体(2)内探针(20)的定位点(8)基本上靠近气缸头(3)。
21、根据权利要求15，16，17，18，19和20所述的压缩机，其特征在于，探针(20)是阀片(9)的一个插入部。
22、根据权利要求21所述的压缩机，其特征在于，上述插入部是阀片(9)的一个折叠部。
23、根据权利要求22所述的压缩机，其特征在于，上述折叠部的端部基本上要比折叠片(9)更加远离气缸头(3)。
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