CN108194325B - 高效低噪活塞式压缩机阀板的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效低噪活塞式压缩机阀板的制造方法，所述压缩机包括气缸头组件，其中，阀板上设有月牙形吸气口，月牙形吸气口为月牙形的通孔。阀板为粉未冶金件；阀板制造方法的工艺过程为：混粉；用模具压制成型；高温烧结；整形；检验；蒸汽处理。采用上述技术方案，压力损失减小，压缩机能效比提高；进气口处的气流速度变小，阀片开启变缓，阀片位移变小；同时，阀片升程减小，减小阀片对限位板和阀座冲击，从源头上降低了阀片噪声；另外，阀片的位移减小，阀片腰部的应力减小，阀片危险应力区域面积随之减小，阀片可靠性提高；提高了能效比、降低气流噪声并提高压缩机的可靠性。

Description

高效低噪活塞式压缩机阀板的制造方法

技术领域

本发明属于制冷压缩机的技术领域，涉及高效低噪活塞式压缩机。更具体地，本发明涉及该压缩机的阀板的制造方法。

背景技术

作为传统活塞式压缩机，为了提高压缩机能效比，主要从提高输气系数、提高制冷量、提高零件精度等来降低磨擦功率；提高电机效率等来降低输入功率，达到提升压缩机能效比目的；为了降低噪声，从吸、排气角度设置多级抗性消声器降低气动噪声；从传播途径上减弱振动传播；通过提高零件精度等来降低磨擦功率降低运动副之间磨擦碰撞，达到减少机械噪声目的；通过加厚壳体、提高壳体刚度避开压缩机噪声源共振频率等手段。

如图1所示，作为传统压缩机阀板，其吸气孔进气口面积较小，在吸气量不变的情形下，吸气速度较高，马赫数增加，压力损失较大，阀片位移也较大，这样使得压力损失增大和阀片噪声增加，所以传统压缩机阀组存在能效比不高，噪声大隐患。

2002年12月18日公开的、申请号为“02216107”、名称为“冰箱压缩的凸凹阀板”的中国专利文献，公开了一种活塞式压缩机阀板，其技术方案是：整个凹凸阀板采用粉未冶金方法一次成型出各种不同孔和阀口，并使凸凹平行度、平面度为0.05mm，进气口平行度、平面度为0.025mm，孔距控制在0.05mm，进气口内凹1.5mm，并分别采用腰形口来提高制冷效率，提高节能节电的目的，其技术方案的最终目的是通过冶金成型方法使零件达到阀板密封的形位公差；通过腰形口来提高制冷效率，仅仅是腰形口，而如果不对吸气口面积增大并随着制冷剂流向设计坡度，则无法真正有效解决制冷效率等问题，还必须进行不断的设计改进，而该专利并没有公开任何提高制冷效率的方案，不能解决现有技术存在的问题。

2016年3月9日公开的、专利号为“ZL20130138243.7”、名称为“一种活塞式制冷压缩机及其汽缸头组件和阀板”的中国专利文献，公开了一种活塞式制冷压缩机阀板。其技术方案是：通过对常规阀板两边开设通油油道，减少阀板与汽缸盖之间热传递，又可使润滑油从两边通油通道带走阀板热量，降低缸内温度，提高工作效率，从现有阀板技术是利用润滑油来减少对制冷剂加热，但不能从噪声产生途径来降低噪声。

发明内容

本发明提供高效低噪活塞式压缩机阀板的制造方法，其目的是增大吸气口面积，能够保证压缩机长期高效低噪运行。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明的一种高效低噪活塞式压缩机，包括气缸头组件，所述气缸头组件包括吸气消声器、气缸盖、气缸盖垫片、阀板、吸气阀片和阀板垫片，所述制冷剂从吸气消声器的吸气口吸入，吸入后经过下消声室、上消声室到达阀板；所述的阀板上设有双吸气口，所述的双吸气口由两个圆通孔组成。

所述的双吸气口与吸气消声器的上消声室相连。

在所述的阀板与阀板凹槽同一面上设置一定长度的坡度，所述坡度设置在上消声室与阀板双吸气口相接位置，且由浅至深，最深处与两个所述的圆通孔相连。

在所述的阀板与设有阀板凹槽相反的一面上，所述的双吸气口的端部设置双吸气口密封阀线，所述的双吸气口密封阀线与阀板表面相平，或者高出阀板的表面0.01～0.02mm。

所述的双吸气口密封阀线与吸气阀片对应，所述的吸气阀片的舌簧对应于所述的双吸气口密封阀线，在压缩机压缩、排气时紧贴于双吸气口密封阀线进行密封。

本发明的另一种高效低噪活塞式压缩机，包括气缸头组件，所述气缸头组件包括吸气消声器、气缸盖、气缸盖垫片、阀板、吸气阀片和阀板垫片，所述制冷剂从吸气消声器的吸气口吸入，吸入后经过下消声室、上消声室到达阀板；所述的阀板上设有月牙形吸气口，所述的月牙形吸气口为月牙形的通孔。

所述的月牙形吸气口与吸气消声器的上消声室相连。

在所述的阀板与设有阀板凹槽相反的一面上，所述的月牙形吸气口的端部设置月牙形吸气口密封阀线，所述的形吸气口密封阀线与阀板表面相平，或者高出阀板的表面0.01～0.02mm。

所述的月牙形吸气口密封阀线与吸气阀片对应，所述的吸气阀片的舌簧对应于所述的月牙形吸气口密封阀线，在压缩机压缩、排气时紧贴于月牙形吸气口密封阀线进行密封。

所述的月牙形朝向阀板凹槽相反的一侧设有弧形的凸起。

在所述的月牙形凸起的位置，设有月牙形吸气口坡度，所述月牙形吸气口坡度由浅至深，最深处与两个所述的月牙形吸气口相连。

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制冷压缩机的阀板制造方法，其技术方案是：

所述的阀板为粉未冶金件；所述的阀板制造方法的工艺过程为：混粉；用模具压制成型；高温烧结；整形；检验；蒸汽处理。

在所述的混粉工艺中，其主要成分为铁粉，所述的铁粉的质量占总质量的95％以上；还包括碳和铜，碳和铜的质量占总质量的2.7％以下。

所述烧结工艺在连续式网带烧结炉进行；所述连续式网带烧结炉分为预烧与正式烧结；所述预烧温度为450℃～900℃；所述正式烧结温度为1020℃～1150℃。

所述的阀板在完成烧结并冷却后，在压力机上完成整形工艺，消除阀板烧结变形，整形后阀板平面度误差小于0.04mm。

在所述的蒸汽处理工艺中，将四氧化三铁均布在阀板表面，所述的四氧化三铁的厚度最小值为5um。

本发明采用上述技术方案，当阀板吸气口面积增大后，使得吸气速度下降，制冷剂气体流经阀隙时的速度降低，马赫数减小，压力损失减小，压缩机能效比提高；同时，进气口面积增大后，进气质量流量减小，进气口处的气流速度变小，阀片开启变缓，阀片位移变小；同时，阀片升程减小，减小阀片对限位板和阀座冲击，从源头上降低了阀片噪声；另外，阀片的位移减小，阀片腰部的应力减小，阀片危险应力区域面积随之减小，阀片可靠性提高；所以，本发明提高了能效比、降低气流噪声并提高压缩机的可靠性。

附图说明

图1现有技术阀板吸气孔示意图；

图2为本发明气缸头组件的结构示意图；

图3为本发明阀板组件结构示意图；

图4为本发明阀板结构示意图(实施例一)；

图5为本发明阀板吸气阀线示意图；

图6为本发明月牙形吸气口带坡度阀板(实施例二)；

图7为本发明月牙形吸气口阀板结构示意图(实施例三)。

图中的标记为：

1、吸气消声器，2、气缸盖，3、气缸盖垫片，4、阀板，5、吸气阀片，6、阀板垫片，7、带坡度双吸气口、8、双吸气口阀线，9、排气阀片，10、限位板，11、月牙形吸气口坡度，12、月牙形吸气口。

具体实施方式

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。

如图2所表达的本发明的结构，为一种高效低噪活塞式压缩机，包括气缸头组件，所述气缸头组件包括吸气消声器1、气缸盖2、气缸盖垫片3、阀板组件、吸气阀片5和阀板垫片6，所述制冷剂从吸气消声器1的吸气口吸入，吸入后经过下消声室、上消声室到达阀板4。

阀板组件包括阀板4、排气阀片9和限位板10，所述排气阀片9安装在阀板凹槽上，在排气阀片9上安装有限位板10，限位板10安装在凹槽上；

为了克服现有技术的缺陷，实现增大吸气口面积，能够保证压缩机长期高效低噪运行的发明目的，本发明的技术方案为：

实施例一，如图3所示：

本发明的一种高效低噪活塞式压缩机，其中，所述的阀板4上设有双吸气口7，所述的双吸气口7由两个圆通孔组成。

本发明的阀板吸气口面积增大阀板克服了现有技术的不足，能够保证压缩机长期高效低噪运行。由于压缩机转速排量一定，其吸气量不变，当阀板吸气口面积增大后，使得吸气速度下降，制冷剂气体流经阀隙时的速度降低，马赫数减小，压力损失减小，压缩机能效比提高。同时，进气口面积的增大后，进气质量流量减小，进气口处的气流速度变小，阀片开启变缓，阀片位移变小。

阀片噪声频谱一般是宽频噪声，当进气口面积的增大后，阀片升程减小，减小阀片对限位板和阀座冲击，从源头上降低了阀片噪声。

另外，在吸气口面积的增大后，阀片的位移减小，阀片腰部的应力不断减小，阀片危险应力区域面积随之减小，阀片可靠性提高。

所以，采用吸气口面积增大阀板，提高了能效比，降低气流噪声并提高压缩机可靠性。

如图3和图4所示：

在所述的阀板4与阀板凹槽同一面上设置一定长度的坡度，所述坡度设置在双吸气口7与阀板凹槽相反的一侧，且由浅至深，最深处与两个所述的圆通孔相连。

所述阀板4上面积加大吸气口为带坡度的双吸气口7，由两个圆通孔组成，在与阀板凹槽同面处开设一定长度的坡度，所述坡度与两个通孔相连，进一步加大吸气孔面积。而且，坡度也起到导流的作用，使得气流被吸入的过程更加顺畅。

如图5所示：

所述的双吸气口7与吸气消声器1的上消声室相连。所述吸气口另一面为吸气口密封阀线，其技术方案是：在所述的阀板4与设有阀板凹槽相反的一面上，所述的双吸气口7的端部设置双吸气口密封阀线8，所述的双吸气口密封阀线8与阀板4表面相平，或者高出阀板4的表面0.01～0.02mm。

所述的双吸气口密封阀线8与吸气阀片5对应，所述的吸气阀片5的舌簧对应于所述的双吸气口密封阀线8，在压缩机压缩、排气时紧贴于双吸气口密封阀线8进行密封。

实施例二，如图6所示：

本发明的第二种高效低噪活塞式压缩机，其中，所述的阀板4上设有月牙形吸气口12，所述的月牙形吸气口12为月牙形的通孔。所述的月牙形朝向阀板凹槽相反的一侧设有弧形的凸起。在所述的月牙形凸起的位置，设有月牙形吸气口坡度11，所述月牙形吸气口坡度11由浅至深，最深处与两个所述的月牙形吸气口12相连。

所述阀板吸气孔为带坡度月牙形吸气口12，月牙形通孔的面积与现有技术相比没有加大；但是，是通过在与阀板凹槽同面处开设一定长度的坡度，所述坡度与月牙形通孔相连，进一步加大吸气孔面积；所述带坡度吸气口与吸气消声器1上消声室相连。

在所述的阀板4与设有阀板凹槽相反的一面上，所述的月牙形吸气口12的端部设置月牙形吸气口密封阀线，所述的形吸气口密封阀线与阀板4表面相平，或者高出阀板4的表面0.01～0.02mm。

所述的月牙形吸气口密封阀线与吸气阀片5对应，所述的吸气阀片5的舌簧对应于所述的月牙形吸气口密封阀线，在压缩机压缩、排气时紧贴于月牙形吸气口密封阀线进行密封。

所述带月牙形通孔与坡度所容纳的制冷剂是现有技术阀板吸气孔体积2～4倍。

实施例二取得的有益效果和技术进步与实施例一相同。

实施例三，如图7所示：

本发明的另一种高效低噪活塞式压缩机，其中，所述的阀板4上设有月牙形吸气口12，所述的月牙形吸气口12为月牙形的通孔。其面积比现有技术的吸气口面积增大。

所述的月牙形吸气口12与吸气消声器1的上消声室相连。

在所述的阀板4与设有阀板凹槽相反的一面上，所述的月牙形吸气口12的端部设置月牙形吸气口密封阀线，所述的形吸气口密封阀线与阀板4表面相平，或者高出阀板4的表面0.01～0.02mm。

所述的月牙形吸气口密封阀线与吸气阀片5对应，所述的吸气阀片5的舌簧对应于所述的月牙形吸气口密封阀线，在压缩机压缩、排气时紧贴于月牙形吸气口密封阀线进行密封。

所述带月牙形通孔所容纳的制冷剂是现有技术中阀板吸气孔体积1.5～3倍。

实施例三的有益效果、技术进步与实施例一和实施例二相同。

实施例四：

对于以上实施例一至实施例三所述不同的高效低噪制冷压缩机，其阀板的制造方法均可采用以下的技术方案：

所述的阀板为粉未冶金件；所述的阀板制造方法的工艺过程为：混粉；用模具压制成型；高温烧结；整形；检验；蒸汽处理。

在所述的混粉工艺中，其主要成分为铁粉，所述的铁粉的质量占总质量的95％以上；还包括碳和铜，碳和铜的质量占总质量的2.7％以下。其目的是为满足加工和强度要求。

所述烧结工艺在连续式网带烧结炉进行；所述连续式网带烧结炉分为预烧与正式烧结；所述预烧温度为450℃～900℃；所述正式烧结温度为1020℃～1150℃。

所述的阀板在完成烧结并冷却后，在压力机上完成整形工艺，消除阀板烧结变形，整形后阀板平面度误差小于0.04mm。

在所述的蒸汽处理工艺中，将四氧化三铁均布在阀板表面，所述的四氧化三铁的厚度最小值为5um。

对实施例四的作用和效果分析如下：

在上述高效低噪制冷压缩机的阀板制造方法中，由于采用的是以铁粉为主的材料混合，零件压制后精度很高，尺寸形状与位置公差控制好；经过烧结后，能将原来压制后粉末态变成铁基态物质，使强度、硬度明显提高；同时，通过分段预烧450℃～900℃，将铁粉慢慢达到正式烧接温度，这样可以最大程度减少阀板零件的变形，尽量防止过高温度使零件变形。

通过烧接，零件已接近铁的密度。在零件烧结后，通过压力整形，能有效消除零件在烧结过程中产生的高温变形，使阀板零件尺寸与公差控制在图纸要求的范围内，进一步提高零件精度。

整形后通过高温蒸气处理，使四氧化三铁均布在阀板表面5um厚度以上，一来可以利用四氧化三铁来封闭阀板烧结过程中形成铁碳孔隙，同时，较厚四氧化三铁层能防止零件生锈，提高零件表面质量。

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。

Claims (2)

1.一种高效低噪活塞式压缩机阀板的制造方法，所述的高效低噪活塞式压缩机包括气缸头组件，所述气缸头组件包括吸气消声器(1)、气缸盖(2)、气缸盖垫片(3)、阀板组件、吸气阀片(5)和阀板垫片(6)；所述的阀板(4)上设有双吸气口(7)，所述的双吸气口(7)由两个圆通孔组成；

其特征在于：

所述的阀板组件包括阀板(4)、排气阀片(9)和限位板(10)，所述排气阀片(9)安装在阀板凹槽上，在排气阀片(9)上安装有限位板(10)，限位板(10)安装在凹槽上；

在所述的阀板(4)与阀板凹槽同一面上设置一定长度的坡度，所述坡度设置在双吸气口(7)与阀板凹槽相反的一侧，且由浅至深，最深处与两个所述的圆通孔相连；

所述阀板(4)上面积加大吸气口为带坡度的双吸气口(7)，由两个圆通孔组成，在与阀板凹槽同面处开设一定长度的坡度，所述坡度与两个通孔相连，进一步加大吸气孔面积，且该坡度也起到导流的作用，使得气流被吸入的过程更加顺畅；

所述的双吸气口(7)与吸气消声器(1)的上消声室相连；所述吸气口另一面为吸气口密封阀线，其结构是：在所述的阀板(4)与设有阀板凹槽相反的一面上，所述的双吸气口(7)的端部设置双吸气口密封阀线(8)，所述的双吸气口密封阀线(8)与阀板(4)表面相平，或者高出阀板(4)的表面0.01～0.02mm；

所述的双吸气口密封阀线(8)与吸气阀片(5)对应，所述的吸气阀片(5)的舌簧对应于所述的双吸气口密封阀线(8)，在压缩机压缩、排气时紧贴于双吸气口密封阀线(8)进行密封；

所述的阀板为粉未冶金件；所述的阀板制造方法的工艺过程为：混粉；用模具压制成型；高温烧结；整形；检验；蒸汽处理；

在所述的混粉工艺中，其主要成分为铁粉，所述的铁粉的质量占总质量的95％以上；还包括碳和铜，碳和铜的质量占总质量的2.7％以下；

所述烧结工艺在连续式网带烧结炉进行；所述连续式网带烧结炉分为预烧与正式烧结；所述预烧温度为450℃～900℃；所述正式烧结温度为1020℃～1150℃；

所述的阀板在完成烧结并冷却后，在压力机上完成整形工艺，消除阀板烧结变形，整形后阀板平面度误差小于0.04mm；

在所述的蒸汽处理工艺中，将四氧化三铁均布在阀板表面，所述的四氧化三铁的厚度最小值为5um。

2.一种高效低噪活塞式压缩机阀板的制造方法，所述的高效低噪活塞式压缩机包括气缸头组件，所述气缸头组件包括吸气消声器(1)、气缸盖(2)、气缸盖垫片(3)、阀板组件、吸气阀片(5)和阀板垫片(6)；所述的阀板(4)上设有月牙形吸气口(12)，所述的月牙形吸气口(12)为月牙形的通孔；

其特征在于：

所述的阀板组件包括阀板(4)、排气阀片(9)和限位板(10)，所述排气阀片(9)安装在阀板凹槽上，在排气阀片(9)上安装有限位板(10)，限位板(10)安装在凹槽上；

通过在与阀板凹槽同面处开设一定长度的坡度，所述坡度与月牙形通孔相连，进一步加大吸气孔面积；所述带坡度吸气口与吸气消声器(1)上消声室相连；

在所述的阀板(4)与设有阀板凹槽相反的一面上，所述的月牙形吸气口(12)的端部设置月牙形吸气口密封阀线，所述的形吸气口密封阀线与阀板(4)表面相平，或者高出阀板(4)的表面0.01～0.02mm；

所述的月牙形吸气口密封阀线与吸气阀片(5)对应，所述的吸气阀片(5)的舌簧对应于所述的月牙形吸气口密封阀线，在压缩机压缩、排气时紧贴于月牙形吸气口密封阀线进行密封；

所述的阀板为粉未冶金件；所述的阀板制造方法的工艺过程为：混粉；用模具压制成型；高温烧结；整形；检验；蒸汽处理；

在所述的混粉工艺中，其主要成分为铁粉，所述的铁粉的质量占总质量的95％以上；还包括碳和铜，碳和铜的质量占总质量的2.7％以下；

所述烧结工艺在连续式网带烧结炉进行；所述连续式网带烧结炉分为预烧与正式烧结；所述预烧温度为450℃～900℃；所述正式烧结温度为1020℃～1150℃；

所述的阀板在完成烧结并冷却后，在压力机上完成整形工艺，消除阀板烧结变形，整形后阀板平面度误差小于0.04mm；

在所述的蒸汽处理工艺中，将四氧化三铁均布在阀板表面，所述的四氧化三铁的厚度最小值为5um。