一种压缩机的低噪声排气阀及压缩机的制作方法

本实用新型涉及压缩机技术领域，特别是涉及一种压缩机的低噪声排气阀及压缩机。

背景技术：

气阀系统在压缩机的吸排气过程中起着举足轻重的作用，它直接控制压缩机的吸气，压缩，排气和膨胀四个过程，会影响到压缩机的噪音、能效、可靠性等其他各个性能参数。

发明人在实践积累过程中，对压缩机的气阀系统总结出以下几点要求：

1.阀片要有适合的结构刚度，阀片的刚度小，压缩机排气时，阀片就容易开启，开启造成的能量损失小，但是压缩机进行压缩制冷剂时，阀片就不能立即闭合，导致压缩机的性能降低，反之，阀片的刚度过大，则起相反的作用。

2.阀片材料的机械学性能高，阀片要有效地承受运动过程中的冲击载荷和弯曲载荷，保证压缩机的可靠性。阀座由于要承受阀片的撞击，强度不够高，表面也会出现不同程度的龟裂和缺口，发生失效，导致应力集中，甚至使阀片断裂。

3.耐磨损性能高，阀片与阀座和升程限位器在往复撞击中，局部会发生摩擦，尤其阀片需要有效抵抗在与其他配合零部件接触过程中产生的局部磨损，保证使用寿命。

4.抗变形能力高，保证阀片的平面度，阀片变形直接影响密封，最终影响压缩机的噪音、制冷和制热效率。

5.表面加工质量高，气阀系统中所有零件一方面要求表面无导致产生裂纹的加工缺陷，另一方面要求表面有一定的残余压应力，可以有效抵抗运动过程中的拉应力作用，延缓缺陷的产生。

6.良好的机械加工特性，易于成型。

7.优异的耐化学性能，在高温环境下，能够不变性，不与制冷润滑油、制冷剂等物质发生化学反应。

8.寿命长，排气阀片，阀座和升程限位器是在很恶劣的条件下连续或者断续运转工作的。

9.材料阻尼大，排气阀工作时与其升程限位器和阀座的高频冲击，产生噪音，影响压缩机的性能。

10.耐温高和高压，对于排气系统，需要保证在高温下长期可靠的运行，尤其排气阀片和升程限位器要能够承受交变的冲击载荷。

11.排气阀片质量要小，排气阀质量小，对于快速开合关闭有利，又可以大大降低冲击载荷及其引起的损坏。

12.排气阀片能够抵抗液击和硬质颗粒的冲击，压缩机运转过程中，有时极端工况会出现制冷剂的液态运行，对阀片的工况非常恶劣，另一种情况就是系统内存在的加工异物或者毛刺，磨粒随着制冷剂和润滑油一起运转，对阀片同样造成破坏作用，因此要求阀片能够有足够的能力来承受上述工况，保障压缩机的可靠性。

在现有技术中，旋转活塞式压缩机的气阀系统全部是金属材料，其中排气阀片以超高强度的高碳钢和不锈钢作为材质；压缩机阀座，为粉末冶金或者铸铁，限位升程器为低碳钢或者合金钢，排气阀片运动过程中击打阀座和升程限位器时的噪声不可避免成为压缩机的主要噪声源之一。现用的金属排气系统由于排气阀片与其他零件之间都是金属与金属的反复撞击，噪音问题一直没有得到有效地改善。同时随着压缩机的变频化比例越来越高，排气阀片寿命越难保证，阻力损失有可能越大，因此，排气阀片又是限制压缩机实现高速运转的因素，同时也限制了压缩机性能的提高，通过提高排气阀片的厚度来保证压缩机的可靠性，必然以牺牲压缩机的性能为代价，即使提高升程限位器的高度来补偿能效，又会带来排气阀片失效的风险或者升级更高性能的阀片材料，又会带来成本显著增加的问题。

为了降低压缩机噪声，金属阀片的升程设计不能太大，而金属阀片相对质量大，克服阀片本身质量的气体阻力损失大，导致压缩机的压力损失大，因此，压缩机能效的提高受到限制。实用新型专利(CN203756546U)公开了一种压缩机的升程限位器和具有其的压缩机，其虽然可在一定程度上降低压缩机的噪声，但仅能够避免排气阀片与升程限位器之间的直接撞击，却无法避免排气阀片与阀座之间的直接撞击，且在其减振部采用铜合金片体时，因排气阀片与铜合金片体减振部的撞击仍然为金属与金属的撞击，其对噪音的减弱作用较小。所以现有的压缩机气阀存在着噪音大、能效比低的问题。而消费者越来越重视噪声污染，低噪音的产品才能被市场和用户接受。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种压缩机的低噪声排气阀及压缩机，以解决上述现有技术存在的问题，以降低压缩机运转时的噪声，并提高压缩机的性能。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供了一种压缩机的低噪声排气阀，包括阀座、排气阀片和升程限位器，所述升程限位器与所述阀座连接，所述排气阀片设置在所述升程限位器和所述阀座之间，所述排气阀片在压缩机的带动下能够与所述阀座触接和分离，所述排气阀片整体的上侧面和下侧面涂装有工程塑料涂层或工程塑料基复合材料涂层。

优选地，所述排气阀片的舌簧部分的上侧面和下侧面涂装有所述工程塑料涂层或工程塑料基复合材料涂层。

优选地，所述阀座与所述排气阀片的触接部分涂装有所述工程塑料涂层或工程塑料基复合材料涂层。

优选地，所述阀座的排气孔的上端面为圆弧形，所述排气孔的上端面和内表面均涂装有所述工程塑料涂层或工程塑料基复合材料涂层。

优选地，所述升程限位器的下表面涂装有所述工程塑料涂层或工程塑料基复合材料涂层。

优选地，所述工程塑料涂层的材料或所述工程塑料基复合材料涂层基材的材料均为热塑性树脂材料。

优选地，所述热塑性树脂材料为聚醚醚酮。

优选地，当涂装的为所述工程塑料基复合材料涂层时，所述工程塑料基复合材料涂层的填料为石墨、二硫化钼、碳纤维、玻纤、钛酸钾晶须、硫酸钙晶须或碳酸钙晶须。

优选地，所述工程塑料涂层或工程塑料基复合材料涂层的厚度为0.001mm～1.0mm。

本实用新型还提供了一种压缩机，包括上述技术方案中任一项所述的压缩机的低噪声排气阀。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型针对现有压缩机的阀片机械噪声大、限制能效比的提高、影响制冷量的问题而做出，通过在排气阀片上涂装工程塑料涂层或工程塑料基复合材料涂层，将压缩机运转时金属与金属的撞击改变为了金属与涂层或涂层与涂层的撞击，可降低压缩机运转时的噪音、提高压缩机的性能，并能够适应恶劣的工况要求，使用寿命更长。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型压缩机的低噪声排气阀的整体结构示意图；

图2为本实用新型排气阀片的俯视结构示意图一；

图3为图2的剖视结构示意图；

图4为本实用新型阀座的剖视结构示意图；

图5为本实用新型排气阀片的俯视结构示意图二；

图6为图5的剖视结构示意图；

其中：1-阀座，2-排气阀片，3-升程限位器，4-工程塑料涂层或工程塑料基复合材料涂层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种压缩机的低噪声排气阀及压缩机，以解决上述现有技术存在的问题，以降低压缩机运转时的噪声，并提高压缩机的性能。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例一

如图1-图4所示：本实施例提供了一种压缩机的低噪声排气阀，包括阀座1、排气阀片2和升程限位器3，升程限位器3与阀座1通过螺栓连接，排气阀片2设置在升程限位器3和阀座1之间，排气阀片2在压缩机的带动下能够与阀座1触接和分离，排气阀片2整体的上侧面和下侧面涂装有工程塑料涂层4或工程塑料基复合材料涂层4。工程塑料涂层4或工程塑料基复合材料涂层4的厚度优选为0.001mm～1.0mm，且单层厚度不宜超过排气阀片2中金属质片体的厚度。

升程限位器3的下表面也可涂装有工程塑料涂层4或工程塑料基复合材料涂层4。阀座1与排气阀片2的触接部分也可涂装有工程塑料涂层4或工程塑料基复合材料涂层4，优选地，阀座1的排气孔的上端面为圆弧形，排气孔的上端面和内表面均涂装有工程塑料涂层4或工程塑料基复合材料涂层4。

工程塑料涂层4的材料或工程塑料基复合材料涂层4基材的材料优选为热塑性树脂材料，热塑性树脂材料优选为聚醚醚酮(PEEK)。当涂层的材料为工程塑料基复合材料时，工程塑料基复合材料涂层4的填料可选为石墨、二硫化钼(MoS2)、碳纤维(CF)、玻纤(GF)或其他纤维，也可为晶须(Whisker)，晶须可选为钛酸钾晶须、硫酸钙晶须、碳酸钙晶须。填料可以是一种或多种的组合，填料的总添加比例根据改性的要求可在3％～40％(质量百分比)之间任选。

需要说明的是：排气阀片2、升程限位器3和阀座1上的涂层可以相同也可以不同。

由于聚醚醚酮具有优异的机械性能，是所有的热塑性树脂中韧性和刚性结合最完美的材料，其强度和耐疲劳性甚至优于一些金属和合金材料。聚醚醚酮的熔点为334℃，经过填料改性增强后的复合材料，长期使用的温度可以达到260℃。除了浓硫酸等强氧化性酸的侵蚀，在各种化学试剂中能够完整地保留其机械性能，处于压缩机内部制冷剂和润滑油的环境完全可以胜任。聚醚醚酮本身即具有优异的自润滑性和耐磨性，填料改性增强后的复合材料摩擦系数可以低到0.15，而且磨耗量极低，是优异的耐摩擦材料。

因此涂覆有聚醚醚酮及其复合材料的排气阀片2具有以下优点：

1.压缩机噪音降低，由于涂层阻尼大，压缩机工作时排气阀片2与升程限位器3和阀座1的高频冲击以及摩擦产生的噪音被涂层弱化，降低了压缩机的噪声。

2.与金属阀片相比较，聚醚醚酮及其复合材料的弹性模量不到金属的二十分之一，单纯的聚醚醚酮阀片弹性模量太小，尽管容易开启，但是在压缩机运转过程中容易产生制冷剂压缩不足以及开启后不容易回复等问题，反而影响压缩机的性能。所以为了要保持阀片有适合的结构刚度，本实施例通过将金属阀片和聚醚醚酮及其复合材料复合起来的结构来保证整个排气阀片2的刚度。复合的排气阀片结构中，聚醚醚酮及其复合材料可以有效地承受运动过程中的冲击载荷和弯曲载荷，保证压缩机的可靠性。

3.耐磨损性能高，排气阀片2与阀座1和升程限位器3在往复撞击中，由于涂层的存在，可以有效地降低摩擦磨损，保证使用寿命。

4.密封效果好，排气阀片2与阀座1的刚性接触转变为涂层与阀座1或者涂层与涂层之间的柔性接触，可以有效地保证两个零件之间的接触面积，另一方面，这种柔性接触使阀片的振动衰减，尤其是运动过程中排气阀片2自身的颤震，确保排气阀片2的密封，最终改善压缩机的噪音、制冷和制热效率。

5.表面加工质量高，由于聚醚醚酮及其复合材料本身具有自润滑和自修复功能，不会出现金属阀片所具有的一些表面缺陷。

6.优异的耐化学、耐温高和高压性能；在高温环境下，涂层材料能够不变性，不与制冷润滑油、制冷剂等物质发生化学反应，可以保证压缩机在高温(260℃)以及高压(10MPa)的环境下长期可靠运行。

7.排气阀片2质量更轻；聚醚醚酮及其复合材料的密度通常在1.3g/cm³-1.5g/cm³，远远小于钢阀片的7.8g/cm³，与相同厚度的排气阀比较，更容易快速开合，又可以大大降低冲击载荷及其引起的损坏。

8.一定厚度的聚醚醚酮及其复合材料的涂层材料能够抵抗液击和硬质颗粒的冲击，保障压缩机的可靠性。不像金属阀片在遇到液击或硬质颗粒时会出现损失，复合结构的排气阀片2可以使硬质颗粒嵌入涂层内，清洁系统。

因此，本实施例的压缩机的低噪声排气阀具有以下优点：

1、低噪声：上述提到的涂层用工程塑料或工程塑料基复合材料适合于产品对低摩擦系数和耐摩耗性能有着严格要求的场合，特别是碳纤、石墨、晶须等填料改性后的工程塑料基复合材料，自润滑性能更佳，因此可减少摩擦噪声和碰撞噪声；同时，工程塑料密度不到金属材料的1/4，惯性力大大减小，所传递力也小，减小了排气阀片2与阀座1的冲击能量，减振、吸振效果好，降低了阀片与阀座1的撞击噪声。

2、高性能：由于涂层的设置，把金属材料之间的刚性撞击转换成了柔性撞击，撞击力得到缓解，排气阀片2运动过程中的颤震被极大弱化，改善了阀片的密封效果，有助于压缩机性能的提高。同时可以使用更薄的阀片和更高的升程设计，降低了排气阀片2开启时的能量损失，增加了气流的通流面积，都有助于压缩机性能的提高。

3、极高的抗疲劳破坏能力：金属阀片通过表面涂装以后，还保留了耐疲劳特性，而且抵抗交变应力的能力更强，既具有极好的耐磨性、韧性、刚性，又具备优良的抗耐疲劳特性质，综合机械性能优异。同时具有更高的抵抗液击和系统内颗粒物冲击的能力，保障了压缩机的可靠性。

4、稳定的耐高温性能：涂层中使用的热塑性树脂材料，以聚醚醚酮为例，具有很高的熔点(334℃)，具有很强的耐热性，其负载的热变型温度高达316℃，连续使用温度为260℃。工作温度300℃不分解，稳定性好。

本实施例还提供了一种压缩机，包括上述的压缩机的低噪声排气阀。压缩机优选为旋转活塞式压缩机。

本实施例采用上述技术方案，通过在排气阀片2上涂覆工程塑料涂层4或工程塑料基复合材料涂层4，将排气阀片2与阀座1、升程限位器3的刚性撞击产生的振动减弱，阀片噪声所辐射的高频宽带声功率，被工程塑料吸收，压缩机阀片噪声大大降低；同时当排气阀片2与阀座1贴合时，阀座1给予排气阀片2反作用力效果被涂层弱化，强化密封，而且可以使用更薄的阀片材料，减少排气阀片2开启时的能量损失，并提高排气阀片2的升程，提高压缩机的输气系数，从而增加制冷量，减小运行时产生的噪声。所以，采用本实施例的低噪声排气阀，既能降低压缩机噪声，又能提高压缩机的能效比，达到环保、节能、节材和高可靠性的目的。

实施例二

如图5-图6所示：本实施例提供了一种压缩机的低噪声排气阀，本实施例与实施例一的不同之处在于：仅在排气阀片2的舌簧部分的上侧面和下侧面涂装有工程塑料涂层4或工程塑料基复合材料涂层4，涂层以舌簧部位的前端为基准向后端延伸，且单侧涂装面积需占排气阀片2单侧总面积的1/3以上。其余技术特征和技术效果可参见实施例一。

本实施例还提供了一种压缩机，包括上述的压缩机的低噪声排气阀。

本说明书中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。