CN112709883A - 一种减缓管路振动应力的方法、缓冲器、弯管结构及应用 - Google Patents

一种减缓管路振动应力的方法、缓冲器、弯管结构及应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于空调技术领域，公开了一种减缓管路振动应力的方法、缓冲器、弯管结构及应用，通过在设计无法改善的空调外机管路上测试余量小的管路弯管处增加缓冲器，减缓管路停机应力。缓冲器设置有壳体，壳体为不锈钢材料；壳体中充满高压气体；壳体封口处为耐高温高压薄膜材料，可在力的作用下膨胀。本发明主要空调外机管路增加缓冲器，通过在设计无法改善的外机管路，测试余量小的管路弯管处增加缓冲器，关机时减缓管路停机应力，避免高负荷停机断管问题和用户的困扰，提高了用户的体验。本发明可在空调在高负荷工况工作时，有效的减少应力应变，可以达到95％应力吸收。

Description

一种减缓管路振动应力的方法、缓冲器、弯管结构及应用
技术领域
本发明属于空调技术领域，尤其涉及一种减缓管路振动应力的方法、缓冲器、弯管结构及应用。
背景技术
目前，随着经济的发展，人们的生活水平得到了提高，对空调的需求也在不断提升，不同地区空调的使用习惯不同，环境负荷不同，很多地区投诉空调外机管路断管问题，给用户带来了很大的困扰，断管主要是应为空调运行负荷大，管路振动大，停机时冷媒突然撞击到管路弯管处，巨大冲击力就会导致断管，冷媒泄露，空调保修，给用户带来困扰。因此，急需一种减缓管路停机应力的方法，避免断管问题，提高用户体验。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有空调运行负荷大，管路振动大，断管现象多，冷媒泄露。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种减缓管路振动应力的方法、缓冲器、弯管结构及应用。
本发明是这样实现的，一种减缓管路振动应力的方法，应用于空调，所述空调在高负荷工况工作下，关机时，压缩机停机，前面的冷媒运动停止，后面的高速冷媒通过在空调外机管路上管路弯管处增加的缓冲器，部分高速冷媒挤压所述缓冲器，使所述缓冲器的封口变形，将所述高速冷媒的撞击前面的停止运动的冷媒产生的压力缓解，减少对弯管产生的应力。
进一步，所述缓冲器的封口位于空调外机管路上测试余量小的管路弯管处，所述封口封装有耐高温高压薄膜材料。
本发明的另一目的在于提供一种用于减缓管路振动应力的方法的缓冲器，所述缓冲器设置有壳体，所述壳体为不锈钢材料；
所述壳体中充满高压气体；所述壳体封口处为耐高温高压薄膜材料，可在力的作用下膨胀。
进一步，所述封口封装有耐高温高压薄膜材料由复合薄膜和内衬薄膜压制而成；
所述复合薄膜由可交联聚芳醚腈和氰基功能化石墨烯组成；
所述内衬薄膜为聚丙烯薄膜。
进一步，所述复合薄膜的制备方法包括：
第一步，将PEN-ph溶于N-甲基吡咯烷酮中，得到浓度为300～350mg/mL的PEN-ph溶液；
第二步，将GN-CN溶于N-甲基吡咯烷酮中，水浴超声并伴随机械搅拌得到浓度为16～20mg/mL分散均匀的GN-CN溶液；水浴超声70℃，150W；
第三步，将第二步得到的GN-CN溶液缓慢地滴加到第一步的PEN-ph溶液中，在70℃条件下超声及机械搅拌2～3h，获得分散均匀的PEN-ph/GN-CN溶液，其中GN-CN在PEN-ph中所占的质量分数为4％～6％；
第四步，将300mL沉析液加入到高速球磨机中，转速为14000～15000转/分钟，稳定转速，将第三步中分散均匀的PEN-ph/GN-CN溶液逐渐加入到高速球磨机中，伴随沉析液循环球磨5～7min，获得完全沉析的灰黑色浆料；沉析液为去离子水和NMP的混合物，质量比为1:1～2；
第五步，将第四步获得的PEN-ph/GN-CN浆料通过离心、去离子水煮沸并洗涤数次，最终干燥得到PEN-ph/GN-CN粉体；
第六步，将第五步得到的PEN-ph/GN-CN粉料通过熔融加工得到200～350μm的复合薄膜。
进一步，所述可交联聚芳醚腈为邻苯二甲腈封端的聚芳醚腈，制备方法包括：
将获得PEN-ph/GN-CN电介质复合薄膜在260℃下进行拉伸，拉伸倍率为30％～300％，获得不同拉伸倍率的PEN-ph/GN-CN复合薄膜；
将不同拉伸倍率的PEN-ph/GN-CN复合薄膜按照以下程序进行热处理：280～290℃/3h，290～310℃/3h，310～330℃/4h，330～350℃/2h，350～370℃/2h，得到PEN-ph/GN-CN复合薄膜。
所述聚丙烯薄膜的制备方法包括：
采用流延聚丙烯粒料与纳米颗粒在搅拌机内混合均匀，将混合均匀物料加入双螺杆挤出机中挤出；
水冷、切料、烘干；
将聚丙烯粒料在挤出机内二次挤出、冷却、切料、烘干；
将聚丙烯二次混合粒料在吹塑机内进行吹塑成膜；
在吹塑成膜收卷仓内进行亚真空或真空环境下等离子体处理，得到表面活化的聚丙烯膜材料；
所述纳米颗粒的粒径为100-150nm；
所述纳米粒子占聚丙烯混合粒料的总质量配比为1-25％；
所述流延聚丙烯薄膜的厚度为100-350μm。
本发明的另一目的在于提供一种减缓管路振动应力的弯管结构，所述减缓管路振动应力的弯管结构搭载所述的缓冲器。
本发明的另一目的在于提供一种搭载所述减缓管路振动应力的弯管结构的室内挂式空调、弯管结构的室内立式空调、弯管结构的冰箱、弯管结构的大型冰柜、弯管结构的公共办公区域中央空调、弯管结构的餐饮行业、医疗卫生行业中央空调。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明主要空调外机管路增加缓冲器，通过在设计无法改善的外机管路，测试余量小的管路弯管处增加缓冲器，关机时减缓管路停机应力，避免高负荷停机断管问题和用户的困扰，提高了用户的体验。
本发明加缓冲器，后面的高速冷媒会在通过缓冲器时，部分高速冷媒挤压薄膜材料使其变形，冷媒的压力得到了缓解，到达弯管避免压力减小，弯管应力变小，避免了停机断管问题，尤其是空调在高负荷工况工作时，有效的减少应力应变，可以达到95％应力吸收，而传统在管路加阻尼块和橡胶块仅能满足50％的减少，并且还具有随机性。
本发明聚丙烯颗粒与无机纳米粒子经过二次熔融混合挤出，使纳米粒子均匀分布于聚丙烯材料内部，提高材料的阻隔性能和其他性能。
本发明利用单向热拉伸和热交联实现质轻、耐高温、高力学强度、优异的柔韧性及优异综合性能的聚芳醚腈复合材料的制备，并提高了复合材料的力学强度和耐温等级，拓宽了材料的应用范围。制备的PEN-ph/GN-CN薄膜可加工成不同厚度、尺寸的薄膜；可交联聚芳醚腈及氰基功能化石墨烯表面含有大量的可交联基团，经过高温交联反应可进一步提高其性能。本发明通过改变GN-CN的含量、单向拉伸倍率及热交联作用得到一系列具有不同力学强度和介电性能的电介质复合薄膜，该电介质薄膜具有高的耐热性能(Tg＞400℃)、高力学强度(拉伸强度和模量分别大于350MPa和3.5GPa)以及优异的柔韧性，实现力学的可调性，应用于不同场合；本发明的聚芳醚腈/功能化石墨烯复合材料，耐热性能好，复合材料的力学等综合性能有明显的改善。广泛用于耐高温、耐高压等领域。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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是本发明实施例提供的缓冲器结构示意图；
图中：1、高压气体；2、壳体；3、耐高温高压薄膜；4、空调外机管路；5、缓冲器。
图2是本发明实施例提供的缓冲器与管路配合示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种减缓管路振动应力的方法、缓冲器、弯管结构及应用，下面结合附图对本发明作详细的描述。
本发明实施例提供的减缓管路振动应力的方法包括：
通过在设计无法改善的空调外机管路上测试余量小的管路弯管处增加缓冲器，减缓管路停机应力。
如图1-图2所示，本发明实施例提供的缓冲器设置有壳体2，所述壳体2为不锈钢材料；
所述壳体2中充满高压气体1；所述壳体2封口处为耐高温高压薄膜材料，可在力的作用下膨胀。
下面结合具体实施例对本发明的技术效果作进一步描述。
实施例：
本发明主要空调外机管路增加缓冲器，通过在设计无法改善的外机管路，测试余量小的管路弯管处增加缓冲器，关机时减缓管路停机应力，避免高负荷停机断管问题和用户的困扰，提高了用户的体验。
本发明采用缓冲器通过自设计可以得到的，设计图如图1，1为高压气体，2为壳体，材料不锈钢材料，3为耐高温高压薄膜材料，在力的作用下可以膨胀。加缓冲器的管路如图2所示，其中4为空调外机管路，5为缓冲器，在正常情况下腔内气体属于高压，在耐高温高压薄膜材料的变形压力内，焊接在外机管路的弯管前面。
实现过程：在设计无法改善的外机管路，测试余量小的管路弯管处增加缓冲器，测试管路应力应变，关机时，压缩机停机，但冷媒还在管路里流动，前面的冷媒运动停止了，后面的冷媒还在快速往前流动，在没有加缓冲器时，后面高速冷媒撞击的前面停下的冷媒，动量突变为零，转换为很大的压力施加到管路上，若果是经历弯道，冷媒还没来及转弯，就撞到弯头壁上，产生很大的应力，这两者情况后者应力更大，更容易产生断管。
当加缓冲器时，后面的高速冷媒会在通过缓冲器时，部分高速冷媒挤压薄膜材料使其变形，冷媒的压力得到了缓解，到达弯管避免压力减小，弯管应力变小，避免了停机断管问题，尤其是空调在高负荷工况工作时，有效的减少应力应变，可以达到95％应力吸收，而传统在管路加阻尼块和橡胶块仅能满足50％的减少，并且还具有随机性。
在本发明中，所述封口封装有耐高温高压薄膜材料由复合薄膜和内衬薄膜压制而成；
所述复合薄膜由可交联聚芳醚腈和氰基功能化石墨烯组成；
所述内衬薄膜为聚丙烯薄膜。
优选地，所述复合薄膜的制备方法包括：
第一步，将PEN-ph溶于N-甲基吡咯烷酮中，得到浓度为300～350mg/mL的PEN-ph溶液；
第二步，将GN-CN溶于N-甲基吡咯烷酮中，水浴超声并伴随机械搅拌得到浓度为16～20mg/mL分散均匀的GN-CN溶液；水浴超声70℃，150W；
第三步，将第二步得到的GN-CN溶液缓慢地滴加到第一步的PEN-ph溶液中，在70℃条件下超声及机械搅拌2～3h，获得分散均匀的PEN-ph/GN-CN溶液，其中GN-CN在PEN-ph中所占的质量分数为4％～6％；
第四步，将300mL沉析液加入到高速球磨机中，转速为14000～15000转/分钟，稳定转速，将第三步中分散均匀的PEN-ph/GN-CN溶液逐渐加入到高速球磨机中，伴随沉析液循环球磨5～7min，获得完全沉析的灰黑色浆料；沉析液为去离子水和NMP的混合物，质量比为1:1～2；
第五步，将第四步获得的PEN-ph/GN-CN浆料通过离心、去离子水煮沸并洗涤数次，最终干燥得到PEN-ph/GN-CN粉体；
第六步，将第五步得到的PEN-ph/GN-CN粉料通过熔融加工得到200～350μm的复合薄膜。
所述可交联聚芳醚腈为邻苯二甲腈封端的聚芳醚腈，制备方法包括：
将获得PEN-ph/GN-CN电介质复合薄膜在260℃下进行拉伸，拉伸倍率为30％～300％，获得不同拉伸倍率的PEN-ph/GN-CN复合薄膜；
将不同拉伸倍率的PEN-ph/GN-CN复合薄膜按照以下程序进行热处理：280～290℃/3h，290～310℃/3h，310～330℃/4h，330～350℃/2h，350～370℃/2h，得到PEN-ph/GN-CN复合薄膜。
在本发明中，所述聚丙烯薄膜的制备方法包括：
采用流延聚丙烯粒料与纳米颗粒在搅拌机内混合均匀，将混合均匀物料加入双螺杆挤出机中挤出；
水冷、切料、烘干；
将聚丙烯粒料在挤出机内二次挤出、冷却、切料、烘干；
将聚丙烯二次混合粒料在吹塑机内进行吹塑成膜；
在吹塑成膜收卷仓内进行亚真空或真空环境下等离子体处理，得到表面活化的聚丙烯膜材料；
所述纳米颗粒的粒径为100-150nm；
所述纳米粒子占聚丙烯混合粒料的总质量配比为1-25％；
所述流延聚丙烯薄膜的厚度为100-350μm。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种减缓管路振动应力的方法，其特征在于，应用于空调，所述减缓管路振动应力的方法包括：
所述空调在高负荷工况工作下，关机时，压缩机停机，前面的冷媒运动停止，后面的高速冷媒通过在空调外机管路上管路弯管处增加的缓冲器，部分高速冷媒挤压所述缓冲器，使所述缓冲器的封口变形，将所述高速冷媒的撞击前面的停止运动的冷媒产生的压力缓解，降低对弯管产生的应力。
2.如权利要求1所述的减缓管路振动应力的方法，其特征在于，所述缓冲器的封口位于空调外机管路上测试余量小的管路弯管处，所述封口封装有耐高温高压薄膜材料。
3.如权利要求1所述的减缓管路振动应力的方法，其特征在于，所述封口封装有耐高温高压薄膜材料由复合薄膜和内衬薄膜压制而成；
所述复合薄膜由可交联聚芳醚腈和氰基功能化石墨烯组成；
所述内衬薄膜为聚丙烯薄膜。
4.如权利要求3所述的减缓管路振动应力的方法，其特征在于，所述复合薄膜的制备方法包括：
第一步，将PEN-ph溶于N-甲基吡咯烷酮中，得到浓度为300～350mg/mL的PEN-ph溶液；
第二步，将GN-CN溶于N-甲基吡咯烷酮中，水浴超声并伴随机械搅拌得到浓度为16～20mg/mL分散均匀的GN-CN溶液；水浴超声70℃，150W；
第三步，将第二步得到的GN-CN溶液缓慢地滴加到第一步的PEN-ph溶液中，在70℃条件下超声及机械搅拌2～3h，获得分散均匀的PEN-ph/GN-CN溶液，其中GN-CN在PEN-ph中所占的质量分数为4％～6％；
第四步，将300mL沉析液加入到高速球磨机中，转速为14000～15000转/分钟，稳定转速，将第三步中分散均匀的PEN-ph/GN-CN溶液逐渐加入到高速球磨机中，伴随沉析液循环球磨5～7min，获得完全沉析的灰黑色浆料；沉析液为去离子水和NMP的混合物，质量比为1:1～2；
第五步，将第四步获得的PEN-ph/GN-CN浆料通过离心、去离子水煮沸并洗涤数次，最终干燥得到PEN-ph/GN-CN粉体；
第六步，将第五步得到的PEN-ph/GN-CN粉料通过熔融加工得到200～350μm的复合薄膜。
5.如权利要求4所述的减缓管路振动应力的方法，其特征在于，所述可交联聚芳醚腈为邻苯二甲腈封端的聚芳醚腈，制备方法包括：
将获得PEN-ph/GN-CN电介质复合薄膜在260℃下进行拉伸，拉伸倍率为30％～300％，获得不同拉伸倍率的PEN-ph/GN-CN复合薄膜；
将不同拉伸倍率的PEN-ph/GN-CN复合薄膜按照以下程序进行热处理：280～290℃/3h，290～310℃/3h，310～330℃/4h，330～350℃/2h，350～370℃/2h，得到PEN-ph/GN-CN复合薄膜。
6.如权利要求3所述的减缓管路振动应力的方法，其特征在于，所述聚丙烯薄膜的制备方法包括：
采用流延聚丙烯粒料与纳米颗粒在搅拌机内混合均匀，将混合均匀物料加入双螺杆挤出机中挤出；
水冷、切料、烘干；
将聚丙烯粒料在挤出机内二次挤出、冷却、切料、烘干；
将聚丙烯二次混合粒料在吹塑机内进行吹塑成膜；
在吹塑成膜收卷仓内进行亚真空或真空环境下等离子体处理，得到表面活化的聚丙烯膜材料。
7.如权利要求6所述的减缓管路振动应力的方法，其特征在于，所述纳米颗粒的粒径为100-150nm；
所述纳米粒子占聚丙烯混合粒料的总质量配比为1-25％；
所述流延聚丙烯薄膜的厚度为100-350μm。
8.一种缓冲器，其特征在于，所述缓冲器设置有壳体，所述壳体为不锈钢材料；
所述壳体中充满高压气体；所述壳体封口处为耐高温高压薄膜材料。
9.一种减缓管路振动应力的弯管结构，其特征在于，所述减缓管路振动应力的弯管结构搭载权利要求8所述的缓冲器。
10.一种搭载权利要求9所述减缓管路振动应力的弯管结构的室内挂式空调、室内立式空调、弯管结构的冰箱、大型冰柜、公共办公区域中央空调、餐饮行业及医疗卫生行业中央空调。
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