高效低噪往复活塞式冰箱压缩机及其制造工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高效低噪往复活塞式冰箱压缩机，包括吸气阀片、排气阀片和阀板，压缩机通过电机驱动曲轴、曲轴驱动活塞进行往复运行；吸气阀片、排气阀片两个零件的其中之一，在其表面上设有涂装层；或者，在吸气阀片、排气阀片两个零件的表面上，均设有涂装层；涂装层的材料为聚四氟乙烯；或者涂装层的材料为PEEK工程塑料。另外，本发明还涉及该冰箱压缩机的制造工艺。采用上述技术方案，压缩机阀片噪声大大降低；提高疲劳强度；提高压缩机的输气系数，从而增加制冷量；消除压缩机排气脉冲的效果好，压力损失减小，也能使输气系数提高；在降低压缩机噪声的同时，又能提高压缩机能效比，实现节能、环保的目的。
【专利说明】高效低噪往复活塞式冰箱压缩机及其制造工艺
【技术领域】
[0001]本发明属于制冷压缩机的【技术领域】，涉及一种高效低噪往复活塞式冰箱压缩机。更具体地说，本发明涉及该冰箱压缩机用的阀片与阀板。另外，本发明还涉及该冰箱压缩机的制造工艺。
【背景技术】
[0002]在冰箱压缩机噪声源中，机械噪声是压缩机主要噪声源之一。
[0003]机械运动副之间摩擦是一个零件在另一个零件表面相对滑动或者转动。由于零件在装配过程中需保证一定的装配间隙，同时在间隙中充满了润滑油膜，所以零件的相对滑动与转动产生的机械噪声并不高。
[0004]在现有技术中，压缩机吸气阀片、排气阀片，全部以高碳钢或者不锈钢作为材质；压缩机阀座，全部为金属材料，阀片击打阀座的噪声不可避免成为主要噪声源。如图1至图4所示。
[0005]目前，压缩机行业中普遍使用的压缩机阀片，均为高碳阀片钢或者马氏体不锈钢；压缩机所使用的阀座，均为粉末冶金、08AL或者铸铁，刚性较强，阀片在开启与闭合过程中，由于吸、排气阀片有一定刚性，阀片击打阀座，再加上阀座本身作为一种金属材料，刚性的阀片敲击刚性的阀座，击打频率很高，能量也高，并且阀片与阀座击打的噪声在传递过程中还会产生次生噪声，因此，阀片击打阀座噪声为压缩机主要噪声源之一，
[0006]现有的活塞冰箱压缩机普遍存在大小不一的阀片敲击阀座高频噪声等主要机械噪声。同时，为了兼顾降低压缩机噪声，金属阀片的升程小，质量大，克服阀片本身质量的气体阻力损失大，压缩机压力损失大，压力系数低，输气系数低，因此，压缩机能效比不可能太高。因此，现有的金属阀片和阀板存在噪声大、能效比低的隐患。
[0007]当今压缩机技术发展的方向是降低噪声，低噪声的压缩机才能被市场和用户接受。
【发明内容】
[0008]本发明提供一种高效低噪往复活塞式冰箱压缩机，其目的是降低压缩机噪声，提高压缩机能效比。
[0009]为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为:
[0010]本发明的高效低噪往复活塞式冰箱压缩机，包括吸气阀片、排气阀片和阀板，所述的压缩机通过电机驱动曲轴、曲轴驱动活塞进行往复运行；
[0011]所述的吸气阀片、排气阀片两个零件的其中之一，在其表面上设有涂装层；
[0012]或者，在所述的吸气阀片、排气阀片两个零件的表面上，均设有涂装层；
[0013]所述的涂装层的材料为聚四氟乙烯；或者所述的涂装层的材料为PEEK工程塑料。
[0014]所述的涂装层的厚度为0.002mm?0.008mm。
[0015]所述的涂装层设在吸气阀片、排气阀片与阀座吸、排气口吸合一面。[0016]所述的涂装层设在舌簧部位，所述的涂装层以舌簧部位前段为基准向后端延伸。
[0017]所述涂装层的涂装面积占舌簧总面积的1/2?2/3。
[0018]为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的高效低噪往复活塞式冰箱压缩机的制造工艺，其技术方案是所述涂装层的喷涂工艺过程为:
[0019]对待喷涂的吸气阀片、排气阀片进行滚抛、退磁、清洗并干燥；
[0020]采用喷涂设备即喷枪，在高速喷射力的作用下，压缩空气经喷枪前部的空气帽喷射出来，在与之相连的涂料喷嘴的前部产生了一个比大气压低的低压区，并在喷枪口产生压力差；
[0021]该压力差将液体状的聚四氟乙烯或者PEEK工程塑料的从涂料贮罐中吸出来，在压缩空气高速喷射力的作用下，将涂料聚四氟乙烯或者PEEK工程塑料雾化成微粒，喷射在吸气阀片、排气阀片的表面上；
[0022]所述的吸气阀片、排气阀片在喷涂后，送进密闭的40?45度洁净室，烘干固化10?20分钟；
[0023]烘干固化结束，在吸气阀片、排气阀片上形成涂装层。
[0024]所述的吸气阀片、排气阀片，其基体材料为PEEK工程塑料；
[0025]或者吸气阀片、排气阀片其中之一的基体材料为PEEK工程塑料；
[0026]所述的吸气阀片、排气阀片经过冲压或注塑制成。
[0027]所述的阀板的材质为PEEK工程塑料。
[0028]本发明采用上述技术方案，通过工程塑料，将吸、排气阀片与阀板刚性敲击产生的振动减弱，阀片噪声所辐射的高频宽带声功率，被聚四氟乙烯或者PEEK工程塑料吸收，压缩机阀片噪声大大降低；同时，PEEK工程塑料由于极高的抗疲劳和耐高温特性，能抵抗至少连续20万次以上机械冲击，不出现疲劳断裂或失效；当阀片与阀板阀贴合时，塑料阀座给予阀片反作用力小，可以加大阀片的升程并增大舌簧的长度，提高压缩机的输气系数，从而增加制冷量；即使不增大舌簧的长度，由于PEEK工程塑料阀片升程较大，密度小，质量轻，消除压缩机排气脉冲的效果好，克服阀片本身质量的气流阻力，压力损失减小，也能使输气系数提高，运行时产生噪声小。所以，在吸、排气阀片或者阀座在使用工程塑料后，既能同时降低压缩机噪声，又能提高压缩机能效比，实现节能、环保的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明:
[0030]图1为现有技术中的往复活塞式运动压缩机钢材质吸气阀片结构示意图；
[0031]图2为现有技术中的往复活塞式运动压缩机钢材质排气阀片结构示意图；
[0032]图3为现有技术中的往复活塞式运动压缩机钢材质阀板结构示意图；
[0033]图4为图3中的A-A剖视图；
[0034]图5为本发明中的涂装工程塑料聚四氟乙烯或PEEK的吸气阀片结构示意图；
[0035]图6为本发明涂装工程塑料聚四氟乙烯或PEEK的排气阀片结构示意图；
[0036]图7为本发明中的工程塑料PEEK材质的阀板结构示意；
[0037]图8为图7中的A-A剖视图；
[0038]图9为本发明中的工程塑料PEEK材质的吸气阀片结构示意图；[0039]图10为图9中的B-B剖视图；
[0040]图11为本发明中的工程塑料PEEK材质的排气阀片结构示意图；
[0041 ] 图12为图11中的A-A剖视图。
[0042]图中标记为:
[0043]1、吸气阀片，2、排气阀片，3、阀板，4、吸气阀片，5、排气阀片，6、涂装层。
【具体实施方式】
[0044]下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
[0045]如图5、图6所示的本发明往复活塞式冰箱用制冷压缩机的结构，包括气缸座、曲轴、吸气阀片1、排气阀片2和阀板3，
[0046]所述的压缩机通过电机驱动曲轴旋转运动；曲轴的旋转运动带动连杆，连杆通过活塞销驱动活塞进行往复运行。在活塞往复移动过程中，一个运动周期内压缩机完成吸气、压缩、排气、膨胀四个过程，吸、排气阀片分别关闭与推开一次。
[0047]在吸气阀片1、排气阀片2间隙吸、排气过程中，分别与阀板3贴合并打开实现压缩机吸、排气。
[0048]为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷，实现降低压缩机噪声，提高压缩机能效比的发明目的，本发明采取的技术方案为:
[0049]如图5、图6所示的吸气阀片1、排气阀片2两个零件的其中之一，在其表面上设有涂装层6 ;或者，在所述的吸气阀片1、排气阀片2两个零件的表面上，均设有涂装层6 ;所述的涂装层6的材料为聚四氟乙烯；或者所述的涂装层6的材料为PEEK工程塑料。
[0050]本发明的高效、低噪往复活塞式冰箱用制冷压缩机，其目的是在压缩机吸、排气阀片上涂装工程塑料，如聚四氟乙稀或PEEK工程塑料，并将阀板由刚性材料改为PEEK工程塑料。
[0051]在关闭阀口过程中，涂装有工程塑料的吸气阀片1、排气阀片2与工程塑料的阀板3敲击，将全属敲击所具备高能量、宽频带等高频噪声通过工程塑料与工程塑料接触，将高频、高能量噪声吸收、减振，破坏原阻抗，降低压缩机产生的机械噪声。
[0052]本发明中应用的PEEK工程塑料有如下优点:
[0053]1、稳定的耐高温性能:
[0054]PEEK具有很高的熔点(334°C )，具有很强的耐热性，其负载的热变型温度高达316°C，连续使用温度为260°C。工作温度300°C不分解，稳定性好。
[0055]2、低噪声:
[0056]PEEK在所有塑料中具有出众的滑动特性，用PEEK工程塑料制作的零件精度高，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、石墨各占一定比例并经混合改性的PEEK，自润滑性能更佳，因此可减少磨擦噪声和碰撞噪声；同时，工程塑料密度不到金属材料的1/4，惯性力大大减小，所传递力减小，减小了阀片与阀板的冲击能量，减振、吸振效果好，降低了阀片与阀板的撞击噪声。
[0057]3、极高的抗疲劳破坏能力:[0058]PEEK具有优异耐疲劳特性，抵抗交变应力强，是目前已知塑料中抗疲劳能力最强的。极好耐磨性、既具韧性、刚性又具备优良抗耐疲劳特性质，综合机械性能优异。
[0059]如图5至图12所示:
[0060]实施例一:
[0061]吸气阀片1、排气阀片2两个零件的其中之一的阀片表面涂装工程塑料聚四氟乙烯或者PEEK。
[0062]实施例二:
[0063]吸气阀片1、排气阀片2两个零件的表面均涂装工程塑料聚四氟乙烯或者PEEK。
[0064]实施例三:
[0065]以上所述的阀板3、吸气阀片4、排气阀片5三个零件的其中之一，直接用PEEK工程塑料冲压而成。
[0066]实施例四:
[0067]阀板3、吸气阀片4、排气阀片5三个零件的其中任意两个零件，直接用PEEK工程塑料冲压而成。
[0068]实施例五:
[0069]阀板3、吸气阀片4、排气阀片5三个零件，均直接用PEEK工程塑料冲压而成。
[0070]实施例六:
[0071]所述的压缩机在装配过程中，针对所要求降低噪声和提高压缩机输气系数程度要求，可采用涂装工程塑料聚四氟乙烯或者PEEK吸气阀片1、涂装工程塑料聚聚四氟乙烯或者PEEK排气阀片2进行装配。
[0072]实施例七:
[0073]与实施例六同理，所述的压缩机在装配过程中，采用涂装工程塑料聚聚四氟乙烯或者PEEK吸气阀片1、涂装工程塑料聚四氟乙烯或者PEEK排气阀片2、PEEK工程塑料阀板3进行装配。
[0074]实施例八:
[0075]与实施例六同理，所述的压缩机在装配过程中，采用PEEK工程塑料制成的吸气阀片4、PEEK工程塑料制成的排气阀片5以及PEEK工程塑料制成的阀板3进行装配。
[0076]以上各实施例，可以采用不同的组合方式加以应用，各实施例互不排斥。
[0077]在实施例一至实施例八中采用的程塑料，具有良好减振性、低密度、低惯性力特征，阀体承受的冲击力小，改善压缩机排气脉冲效果，可以提高阀片升程，并增加簧片开启角度，提高压缩机输气系数，提高能效比，提高冰箱制冷压缩机效率。
[0078]涂装工程塑料的排气阀片2或由工程塑料冲裁的排气阀片5升程可提高到
1.1mm?1.3mm,排气口舌簧位离排气定位压紧处长度可增加0.2mm?0.5mm。
[0079]所述的涂装层6的厚度为0.002?0.008mm。
[0080]所述的涂装层6设在吸气阀片1、排气阀片2与阀座吸、排气口吸合一面。
[0081]所述的涂装层6设在舌簧部位，所述的涂装层6以舌簧部位前段为基准向后端延伸。所述涂装层6的涂装面积占舌簧总面积1/2?2/3。
[0082]为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的高效低噪往复活塞式冰箱压缩机的制造工艺，其技术方案是所述涂装层6的喷涂工艺过程为:[0083]对待喷涂的吸气阀片1、排气阀片2进行滚抛、退磁、清洗并干燥；
[0084]采用特制的喷涂设备即喷枪，在高速喷射力的作用下，压缩空气经喷枪前部的空气帽喷射出来，在与之相连的涂料喷嘴的前部产生了一个比大气压低的低压区，并在喷枪口产生压力差；
[0085]该压力差将液体状的聚四氟乙烯或者PEEK工程塑料的从涂料贮罐中吸出来，在压缩空气高速喷射力的作用下，将涂料聚四氟乙烯或者PEEK工程塑料雾化成微粒，喷射在吸气阀片1、排气阀片2的表面上；
[0086]所述的吸气阀片1、排气阀片2在喷涂后，送进密闭的40?45度洁净室，烘干固化10?20分钟；
[0087]烘干固化结束，在吸气阀片1、排气阀片2上形成涂装层6。
[0088]所述压缩机的吸气阀片、排气阀片在涂装完成后，送进密闭的40?45度洁净室烘干固化10?20分钟；固化后涂装层厚度均匀，丰满度提高。
[0089]本发明针对现有的活塞式压缩机阀片机械噪声大、能效比的提高受到局限、影响制冷量等诸多问题，采取了以上技术方案。
[0090]在阀片冲裁、滚抛、退磁、清洗并干燥后，除去表面水分和杂质等，再将阀片移至洁净、恒温(温度为用40°C ±5°C)、恒湿、洁净的涂装室，用特制的喷涂设备，主要是喷枪，将涂料——工程塑料聚四氟乙烯或者PEEK雾化，经喷枪前部的空气帽喷射出来时，就在与之相连的涂料喷嘴的前部产生了一个比大气压低的低压区。在喷枪口产生的这个压力差就把工程塑料聚四氟乙烯或者PEEK从涂料贮罐中吸出来，并在压缩空气高速喷射力的作用雾化成微粒喷洒在阀片表面，使涂装的厚度为0.002mm?0.008mm。其涂装方向在与阀座吸、排气口吸合一面，涂装面积以舌簧部位前段为基准，占舌簧面积1/2?2/3。
[0091]总之，采用涂装工程塑料吸、排气阀或者直接由PEEEK工程塑料冲压或注塑阀片，或者采用PEEEK工程塑料冲压或注塑阀板，能降低压缩机噪声和提高冰箱压缩机能效比目的，做到了真正意义上的冰箱压缩机节能动、高效、低噪，符合国家的低碳节能、节材政策。
[0092]上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种高效低噪往复活塞式冰箱压缩机，包括吸气阀片(I)、排气阀片(2)和阀板(3)，所述的压缩机通过电机驱动曲轴、曲轴驱动活塞进行往复运行；其特征在于: 所述的吸气阀片(I)、排气阀片(2)两个零件的其中之一，在其表面上设有涂装层(6)； 或者，在所述的吸气阀片(I)、排气阀片(2)两个零件的表面上，均设有涂装层(6)； 所述的涂装层(6)的材料为聚四氟乙烯；或者所述的涂装层(6)的材料为PEEK工程塑料。
2.按照权利要求1所述的高效低噪往复活塞式冰箱压缩机，其特征在于:所述的涂装层(6)的厚度为0.002mm~0.008mm。
3.按照权利要求1所述的高效低噪往复活塞式冰箱压缩机，其特征在于:所述的涂装层(6)设在吸气阀片(I)、排气阀片(2)与阀座吸、排气口吸合一面。
4.按照权利要求1所述的高效低噪往复活塞式冰箱压缩机，其特征在于:所述的涂装层(6)设在舌簧部位，所述的涂装层(6)以舌簧部位前端为基准向后端延伸。
5.按照权利要求4所述的高效低噪往复活塞式冰箱压缩机，其特征在于:所述涂装层(6)的涂装面积占舌簧总面积的1/2~2/3。
6.按照权利要求1所述的高效低噪往复活塞式冰箱压缩机，其特征在于:所述的阀板(3)的材质为PEEK工程塑料。
7.权利要求1至6中任一项所述的高效低噪往复活塞式冰箱压缩机的制造工艺，其特征在于所述涂装层(6)的喷涂工艺过程为: 对于待喷涂的吸气阀片(I)、排气阀片(2)进行滚抛、退磁、清洗并干燥； 采用喷涂设备即喷枪，在高速喷射力的作用下，压缩空气经喷枪前部的空气帽喷射出来，在与之相连的涂料喷嘴的前部产生了一个比大气压低的低压区，并在喷枪口产生压力差; 该压力差将液体状的聚四氟乙烯或者PEEK工程塑料的从涂料贮罐中吸出来，在压缩空气高速喷射力的作用下，将涂料聚四氟乙烯或者PEEK工程塑料雾化成微粒，喷射在吸气阀片(I)、排气阀片⑵的表面上； 所述的吸气阀片(I)、 排气阀片(2)在喷涂后，送进密闭的40~45度洁净室，烘干固化10~20分钟； 烘干固化结束，在吸气阀片(I)、排气阀片⑵上形成涂装层(6)。
【文档编号】F04B39/10GK103925193SQ201410181190
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】何景云, 林银坤, 张文芳, 谢国家, 何进, 王丙银, 周伟, 占世忠, 田江锋, 吴高峰 申请人:芜湖欧宝机电有限公司