限位元件、單向閥、組合物、彈性體材料、接枝石墨及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于單向閥減振技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種限位元件、單向閥、組合物、彈性 體材料、接枝石墨及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 壓縮機(jī)是空調(diào)、冰箱等制冷設(shè)備的核心部件，用于對(duì)冷媒（Refrigerant)氣體進(jìn) 行壓縮。在壓縮機(jī)中，單向閥是重要部件之一，單向閥只允許流體單向流動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)上述壓 縮過(guò)程。
[0003] 一種壓縮機(jī)中使用的單向閥結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示，其包括閥體1、閥片3、限位元件 2(限位器）。
[0004] 其中，閥體1上設(shè)有閥孔11，閥孔11 一端開(kāi)口在閥體1表面。
[0005] 閥片3可為由高周疲勞鋼（如彈簧鋼）制成的長(zhǎng)條狀薄片，其一端的固定部連接 在閥體1表面上，另一端的運(yùn)動(dòng)部則可在堵住閥孔11開(kāi)口的位置（關(guān)閉位置）和離開(kāi)閥體 1表面的位置（打開(kāi)位置）間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)被壓縮的流體要從圖2中的閥體1的下方向上 流動(dòng)時(shí)，流體可將閥片3頂開(kāi)并流出；而當(dāng)流體要從閥體1上方向下流動(dòng)時(shí)，流體壓力會(huì)將 閥片3壓在閥體1表面的關(guān)閉位置，堵住閥孔11，流體無(wú)法流過(guò)，從而實(shí)現(xiàn)"單向流動(dòng)"的功 能。
[0006] 限位元件2則包括位于閥片3運(yùn)動(dòng)部遠(yuǎn)離閥體1 一側(cè)的限位部（限位元件2其余 部分可連接在閥片3固定部上），在從閥片3的固定部指向運(yùn)動(dòng)部的方向上，限位部與閥體 1表面間的距離逐漸增，即限位元件2的限位部是逐漸"翹起"的。限位元件2的作用是在 閥片3打開(kāi)時(shí)將其"擋住"，從而限定閥片3離開(kāi)閥體1的最大距離，即限定閥片3的打開(kāi)位 置，以避免閥片3因變形過(guò)大而損壞，并保證閥片3能迅速回到關(guān)閉位置，提高效率。
[0007] 目前，制冷設(shè)備壓縮機(jī)的工作頻率通常在20Hz至100Hz之間，這意味著其中的閥 片在一秒鐘內(nèi)至少要開(kāi)關(guān)20次，且每次開(kāi)關(guān)中閥片都要撞擊在限位元件上。而撞擊一方面 會(huì)造成較大的噪音（實(shí)際上該噪音是壓縮機(jī)中最大的噪音來(lái)源）；另一方面，撞擊時(shí)閥片上 會(huì)產(chǎn)生比較大的應(yīng)力，從而降低其使用壽命；同時(shí)，為避免閥片損傷，故限位元件與閥體表 面間的最大距離不能太大，也就是閥片的最大打開(kāi)程度（也稱作閥片的"開(kāi)度"或"升程"） 不能過(guò)大，從而影響了冷媒的流速，降低了壓縮機(jī)的能效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于單向閥的限位元件，該限位元件可有效緩沖運(yùn) 動(dòng)元件（如閥片）所受的沖擊，從而減小噪音，延長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)元件使用壽命，提高運(yùn)動(dòng)元件的開(kāi) 度，加大單向閥的流體流速，改善壓縮機(jī)能效。
[0009] 該用于單向閥的限位元件用于設(shè)置在單向閥的運(yùn)動(dòng)元件一端上，從而限定所述運(yùn) 動(dòng)元件的打開(kāi)位置，其中，
[0010] 所述限位元件在用于與所述運(yùn)動(dòng)元件接觸的一側(cè)設(shè)置彈性體層，所述彈性體層由 彈性體材料制成。
[0011] 其中，優(yōu)選的是，上述的彈性體材料優(yōu)選由組合物交聯(lián)形成，所述組合物包括：丁 腈橡膠（優(yōu)選氫化丁腈橡膠）；接枝石墨，其包括石墨顆粒和接枝在所述石墨顆粒上的接枝 基團(tuán)，所述接枝基團(tuán)包括丁二烯和丙烯腈的共聚物基團(tuán)。
[0012] 其中，優(yōu)選的是，單向閥優(yōu)選為用于壓縮機(jī)中的單向閥。
[0013] 本發(fā)明的另一個(gè)目是提供用于壓縮機(jī)單向閥的限位元件，其用于設(shè)置在壓縮機(jī)單 向閥的閥片一端上，從而限定所述閥片的打開(kāi)位置，其中，
[0014] 所述限位元件在用于與所述閥片接觸的一側(cè)設(shè)置彈性體層，所述彈性體層由彈性 體材料制成，所述彈性體材料由組合物交聯(lián)形成，所述組合物包括：
[0015] 丁腈橡膠；
[0016] 接枝石墨，其包括石墨顆粒和接枝在所述石墨顆粒上的接枝基團(tuán)，所述接枝基團(tuán) 包括丁二烯和丙烯腈的共聚物基團(tuán)；
[0017]且
[0018] 所述組合物中丁腈橡膠的重量百分含量在28%至60% ;
[0019] 所述組合物中接枝石墨的重量百分含量在2%至12% ;
[0020] 在所述接枝石墨中，相對(duì)所述石墨顆粒的重量，所述接枝基團(tuán)的重量比例在6%至 20%〇
[0021] 其中，優(yōu)選的是，所述彈性體層的厚度在0. 1毫米至5毫米；
[0022] 所述閥片包括用于連接在單向閥的閥體上的固定部，以及用于相對(duì)閥體進(jìn)行運(yùn)動(dòng) 的運(yùn)動(dòng)部；
[0023] 所述限位元件包括用于限定所述閥片的打開(kāi)位置的限位部，所述限位部用于朝向 所述閥片一側(cè)的表面為凸弧面；當(dāng)所述限位元件設(shè)于所述單向閥中時(shí)，在從所述閥片的固 定部指向運(yùn)動(dòng)部的方向上，所述凸弧面的曲率在1/72毫米分之一至1/172毫米分之一。
[0024] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種使用上述限位元件的單向閥。該單向閥包括：
[0025] 具有閥孔的閥體；
[0026] 設(shè)置在閥體一端上的運(yùn)動(dòng)元件，用于在封閉所述閥孔的關(guān)閉位置與離開(kāi)所述閥孔 的打開(kāi)位置間運(yùn)動(dòng)；
[0027] 設(shè)置在運(yùn)動(dòng)元件一端上的上述的限位元件，用于限定所述運(yùn)動(dòng)元件的打開(kāi)位置， 且所述限位元件在用于與所述運(yùn)動(dòng)元件接觸的一側(cè)設(shè)置彈性體層，所述彈性體層由彈性體 材料制成。
[0028] 其中，該單向閥優(yōu)選為用于壓縮機(jī)中的單向閥。
[0029] 其中，上述的彈性體材料優(yōu)選由組合物交聯(lián)形成，所述組合物包括：丁腈橡膠（優(yōu) 選氫化丁腈橡膠）；接枝石墨，其包括石墨顆粒和接枝在所述石墨顆粒上的接枝基團(tuán)，所述 接枝基團(tuán)包括丁二烯和丙烯腈的共聚物基團(tuán)。
[0030] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種接枝石墨，其是用于制備上述的彈性體材料的原 料之一。
[0031] 該接枝石墨包括石墨顆粒和接枝在所述石墨顆粒上的接枝基團(tuán)，所述接枝基團(tuán)包 括丁二烯和丙烯腈的共聚物基團(tuán)。
[0032] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種上述接枝石墨的制備方法，其包括：
[0033] 對(duì)石墨顆粒進(jìn)行官能化；
[0034] 將接枝基團(tuán)接枝到所述石墨顆粒上，得到接枝石墨，其中，所述接枝基團(tuán)包括丁二 烯和丙烯腈的共聚物基團(tuán)。
[0035] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種組合物，其可用于形成上述的彈性體材料，包 括：
[0036] 丁腈橡膠（優(yōu)選氫化丁腈橡膠）；
[0037] 上述的接枝石墨，其包括石墨顆粒和接枝在所述石墨顆粒上的接枝基團(tuán)，所述接 枝基團(tuán)包括丁二烯和丙烯腈的共聚物基團(tuán)。
[0038] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種彈性體材料，其除具有良好的力學(xué)性能外，對(duì)油 和冷媒還具有很好的抗性（抗老化性），且具有良好的動(dòng)態(tài)抗老化性能，故特別適于用作壓 縮機(jī)單向閥中的彈性體層。
[0039] 該彈性體材料由上述組合物交聯(lián)形成，所述組合物包括：
[0040]丁腈橡膠（優(yōu)選氫化丁腈橡膠）；
[0041] 接枝石墨，其包括石墨顆粒和接枝在所述石墨顆粒上的接枝基團(tuán)，所述接枝基團(tuán) 包括丁二烯和丙烯腈的共聚物基團(tuán)。
【附圖說(shuō)明】
[0042] 圖1為現(xiàn)有的一種壓縮機(jī)單向閥的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043] 圖2為現(xiàn)有的一種壓縮機(jī)單向閥的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖3為本發(fā)明的實(shí)施例的一種壓縮機(jī)單向閥的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045]圖4為本發(fā)明的實(shí)施例的一種壓縮機(jī)單向閥的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]圖5為本發(fā)明的實(shí)施例一種壓縮機(jī)單向閥中的彈性體層的照片；
[0047]圖6為本發(fā)明的實(shí)施例的另一種壓縮機(jī)單向閥的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖7為本發(fā)明的實(shí)施例的另一種壓縮機(jī)單向閥的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049] 圖8為本發(fā)明的實(shí)施例的組合物中的石墨顆粒的透射電鏡（TEM)照片；
[0050]圖9為一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期中現(xiàn)有的一種單向閥的閥片各部位所受的最大應(yīng)力的模擬 分布圖；
[0051]圖10為一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期中本發(fā)明的實(shí)施例的一種單向閥的閥片各部位所受的最大 應(yīng)力的模擬分布圖；
[0052] 圖11為一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期中現(xiàn)有的一種單向閥的閥片的振動(dòng)情況的模擬圖；
[0053] 圖12為一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期中本發(fā)明的實(shí)施例的一種單向閥的閥片的振動(dòng)情況的模擬 圖；
[0054] 圖13為現(xiàn)有的一種丁腈橡膠在抗老化測(cè)試后的表面形貌照片；
[0055] 圖14為現(xiàn)有的一種氫化丁腈橡膠在抗老化測(cè)試后的表面形貌照片；
[0056]圖15為本發(fā)明的實(shí)施例的一種彈性體材料在抗老化測(cè)試后的表面