CN111718653B - 固态硅脂组合物及其使用方法、以及使用该组合物的压缩机壳体和制备方法 - Google Patents

固态硅脂组合物及其使用方法、以及使用该组合物的压缩机壳体和制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明一种固态硅脂组合物及其使用方法、以及使用该组合物的压缩机壳体和制备方法，属于压缩机技术领域，特别是涉及到一种硅脂组合物及使用方法、以及使用该组合物的壳体和制备方法；该组合物的组分及各组分的重量百分比如下：负载物10‑20％，膨胀石墨10‑20％，导热硅脂60‑80％，本发明还提供一种涂覆有固态硅脂组合物的壳体，所述壳体包括本体，本体表面设置有多个凸起。本发明采用上述固态硅脂组合物，可以加强壳体传热效率，降低壳体内部温度，提高能效；同时，降低壳体电导率，提高壳体导电安全性能。

Description

固态硅脂组合物及其使用方法、以及使用该组合物的压缩机 壳体和制备方法
技术领域
本发明属于压缩机技术领域，尤其涉及一种硅脂组合物及使用方法、以及使用该组合物的壳体和制备方法。
背景技术
在压缩机冷冻油循环系统中，冷冻油大部分位于油池中，少数分散在压缩机内部各个部件，冷冻油冷冻效果需要依靠大量不间断的对流接触换热才能最大限度发挥其冷冻作用，使得冷冻油的冷却效果大打折扣。
现有技术中，对于壳体散热方面主要还是考虑壳体本身材料，而压缩机冷冻油除了润滑作用外还承担着传热、降低电导率的作用，而这部分功能往往只是关注在其对压缩机内部泵体与电机上的作用，继而往往忽视冷冻油对壳体传热与导电的影响。
发明内容
本发明目的在于提供一种固态硅脂组合物及其使用方法、以及使用该组合物的压缩机壳体和制备方法，以解决壳体传热效率低和壳体电导率高的技术问题。
为实现上述目的，本发明的一种固态硅脂组合物及其使用方法、以及使用该组合物的压缩机壳体和制备方法的具体技术方案如下：
一种固态硅脂组合物，该组合物的组分及各组分的重量百分比如下：负载物10-20％，膨胀石墨10-20％，导热硅脂60-80％；
所述负载物为活性炭或分子筛；所述活性炭或分子筛，拥有较大的比表面积与孔隙率，起吸附冷冻油作用，可以大大提高冷冻油吸附在壳体的量；所述膨胀石墨用于改善活性炭或分子筛的传热系数；所述导热硅脂，为导热胶、是具有良好传热性质的载体。
进一步，所述活性炭为20-60目，所述活性炭为40-50目。
进一步，所述分子筛采用13X-APG型，规格为8×12目球形或者4×8目球形。
进一步，所述导热硅脂为二甲基硅油。
本发明还提供了一种固态硅脂组合物的使用方法，利用涂布法向壳体内部涂覆本发明所述的固态硅脂组合物，所述壳体内填充冷冻油，所述冷冻油与固态硅脂组合物充分接触，本发明中使用的冷冻油，热传递主要介质，包括烷基油、聚乙烯醚油、多元醇酯油；优选为，多元醇酯油，由于冷冻油在压缩机内部循环中作为热量载体之一，就可以更好的与壳体进行热交换。同时，进一步加入导热物质如膨胀石墨与硅油，进一步加强其导热系数，从而能够更好的传递热量到壳体表面，降低壳体内部温度，包括排气温度与电机发热温度，达到提升能效的作用；并且由于冷冻油的绝缘性，还具有降低壳体的导电性，提升压缩机用电安全性能。
本发明还提供了一种压缩机壳体，该压缩机壳体相比于普通压缩机壳体除了常规增加散热面积外，主要作用是增加上述固态硅脂组合物的容量作用，进一步提升散热效率，包括本体，所述本体表面设置有多个凸起，所述本体的内表面设置有本发明所述的固态硅脂组合物涂层，所述本体为上下开口的圆筒结构，所述本体上下两端分别设置有上盖和下盖，所述本体、上盖和下盖共同构成封闭容器，所述上盖和下盖上分别设置有一个吸入冷媒吸气口和排出冷媒排气口。
进一步，所述凸起围绕本体对称设置。
进一步，所述凸起的横截面为圆弧形。
本发明还提供了一种压缩机壳体的制备方法，包括以下步骤，且以下步骤顺次进行：
步骤S1、首先将石墨经过550-650℃烘烤10-15min得膨胀石墨，随之加水与活性炭或分子筛，搅拌均匀后进行烘干，优选为，95℃烘干12-14小时从而制成混合物；
步骤S2、将步骤S1中得到的活性炭或分子筛/石墨混合物在模具中500℃加压热处理成型2小时，成块状体；
步骤S3、采用导热硅脂将步骤S2的块状物质粘在壳体内壁然后在真空环境中，优选真空度为0.08MPa，进行250-300℃封闭焙烧烘干3小时、冷却后，得到壳体。
进一步，所述步骤S1中水与膨胀石墨的体积比为1：1，活性炭与膨胀石墨的质量比例为1:1-1.5:1。
本发明的一种固态硅脂组合物及其使用方法、以及使用该组合物的压缩机壳体和制备方法具有以下优点：加强壳体传热效率，降低壳体内部温度，提高能效；降低壳体电导率，提高壳体导电安全性能；该组合物拥有正的膨胀系数使其在压缩机运行发热过程中膨胀而润湿表面，从而有助于填充空隙。
附图说明
图1为本发明的一种压缩机壳体的主视图。
图2为图1在A方向上的剖视图。
图3为图1在B处的局部剖视图。
图中标记说明：1、本体；2、凸起；3、固态硅脂组合物涂层。
具体实施方式
为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明一种固态硅脂组合物及其使用方法、以及使用该组合物的压缩机壳体和制备方法做进一步详细的描述。
如图1-图3所示，本发明利用压缩机冷冻油作用对壳体改进从而加强壳体传热效率与降低导电率；由于起吸附作用的活性炭与分子筛的导热系数较低，不利于传热，考虑渗透性与导热性能，活性炭优选20-60目粒径，更优选40-50目；选用的分子筛为13X-APG型，规格为8×12目球形或者4×8目球形，加入相容性较好的石墨提升传热性能。
本发明提供了一种压缩机壳体，该压缩机壳体相比于普通压缩机壳体除了常规增加散热面积外，主要作用是增加上述固态硅脂组合物的容量作用，进一步提升散热效率，包括本体，所述本体表面设置有多个凸起，所述本体的内表面设置有本发明所述的固态硅脂组合物涂层，所述本体为上下开口的圆筒结构，所述本体上下两端分别设置有上盖和下盖，所述本体、上盖和下盖共同构成封闭容器，所述上盖和下盖上分别设置有一个吸入冷媒吸气口和排出冷媒排气口。
在本实施方式中，所述凸起围绕本体对称设置。
在本实施方式中，所述凸起的横截面为圆弧形。
实施例1：
固态硅脂组合物的组分及各组分的重量百分含量如下：活性炭10％，膨胀石墨10％，导热硅脂70％，水10％；
步骤S1、将石墨经过550℃烘烤10min得膨胀石墨，随之加水和活性炭，水与膨胀石墨的体积比为1:1，活性炭与膨胀石墨的质量比例为1:1，搅拌均匀后，95℃烘干12小时从而制成混合物。
步骤S2、然后将活性炭/石墨混合物在模具中500℃加压热处理成型2小时成块状体。
步骤S3、采用二甲基硅油将步骤S2中得到的块状体粘在壳体内壁然后在真空度为0.08MPa内进行250℃封闭焙烧烘干3小时、冷却后即可得到本发明的壳体。
实施例2：
固态硅脂组合物的组分及各组分的重量百分含量如下：活性炭15％，膨胀石墨10％，导热硅脂65％，水10％；
步骤S1、将石墨经过650℃烘烤15min得膨胀石墨，随之加水和活性炭，水与膨胀石墨的体积比为1:1，活性炭与膨胀石墨的质量比例为1.5:1，搅拌均匀后，95℃烘干14小时从而制成混合物。
步骤S2、然后将活性炭/石墨混合物在模具中500℃加压热处理成型2小时成块状体。
步骤S3、采用二甲基硅油将步骤S2中得到的块状体粘在壳体内壁然后在真空度为0.08MPa内进行300℃封闭焙烧烘干3小时、冷却后即可得到本发明的壳体。
实施例3：
固态硅脂组合物的组分及各组分的重量百分含量如下：分子筛13％，膨胀石墨10％，导热硅脂67％，水10％；
步骤S1、将石墨经过550-650℃烘烤10-15min得膨胀石墨，随之加水和分子筛，水与膨胀石墨的体积比为1:1，分子筛与膨胀石墨的质量比例为1.3:1，搅拌均匀后，95℃烘干13小时从而制成混合物。
步骤S2、然后将分子筛/石墨混合物在模具中500℃加压热处理成型2小时成块状体。
步骤S3、采用二甲基硅油将步骤S2中得到的块状体粘在壳体内壁然后在真空度为0.08MPa内进行280℃封闭焙烧烘干3小时、冷却后即可得到本发明的壳体。
对比例1：
固态硅脂组合物的组分及各组分的重量百分含量如下：活性炭15％，导热硅脂65％，水10％；
步骤S1、将水与活性炭混合，搅拌均匀后在95℃烘干14小时从而制成混合物。
步骤S2、然后将步骤S1得到的活性炭在模具中500℃加压热处理成型2小时成块状体。
步骤S3、采用二甲基硅油将步骤S2中得到的块状体粘在壳体内壁然后在真空度为0.08MPa内进行300℃封闭焙烧烘干3小时、冷却后即可得到本发明的壳体。
将实施例2的对比例1得到的壳体进行测试：
实施例2中，当活性炭质量比例为1.5:1时，该复合物导热系数可达2.61W/(M·K)；对比例1中，单纯不复合石墨的活性炭导热系数为0.36W/(m·K)，会严重影响冷冻油传热。
同时，实施例2中，壳体的渗透率：3.4μm2，可证明该复合物可以很好吸附冷冻油。
提升能效的作用为：压缩机系统中，电机温度过高会导致电机损耗从而导致电机功耗过高，所以本发明加快传热效果，进一步会导致压缩机能效降低。
可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (9)

1.一种压缩机壳体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，且以下步骤顺次进行：
步骤S1、首先将石墨经过550-650℃烘烤10-15min得膨胀石墨，随之加水与活性炭或分子筛，搅拌均匀后进行烘干12-14小时从而制成混合物；
步骤S2、将步骤S1中得到的活性炭或分子筛/石墨混合物在模具中加压热处理成型，成块状体；
步骤S3、采用导热硅脂将步骤S2的块状物质粘在壳体内壁然后在真空环境中，进行250-300℃封闭焙烧烘干、冷却后得到壳体。
2.根据权利要求1所述的压缩机壳体的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中水与膨胀石墨的体积比为1：1，活性炭与膨胀石墨的质量比例为1:1-1.5:1。
3.根据权利要求1所述的压缩机壳体的制备方法，其特征在于，步骤S1至S3中各组分的重量百分含量如下：活性炭或分子筛10-20%，膨胀石墨10-20%，导热硅脂60-80%。
4.根据权利要求1至3任一所述的压缩机壳体的制备方法，其特征在于，所述活性炭为20-60目。
5.根据权利要求1至3任一所述的压缩机壳体的制备方法，其特征在于，所述分子筛采用13X-APG型，规格为8×12目球形或者4×8目球形。
6.根据权利要求1至3任一所述的压缩机壳体的制备方法，其特征在于，所述导热硅脂为二甲基硅油。
7.根据权利要求1所述的压缩机壳体的制备方法，其特征在于，所述壳体包括本体（1），所述本体（1）表面设置有多个凸起（2）。
8.根据权利要求7所述的压缩机壳体的制备方法，其特征在于，所述凸起（2）围绕本体（1）对称设置。
9.根据权利要求8所述的压缩机壳体的制备方法，其特征在于，所述凸起（2）的横截面为圆弧形。
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