限位元件、单向阀、组合物、弹性体材料、接枝石墨及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种限位元件、单向阀、组合物、弹性体材料、接枝石墨及其制备方法，属于单向阀减振技术领域。本发明专利技术的用于单向阀的限位元件，用于设置在单向阀的运动元件一端上，从而限定所述运动元件的打开位置，所述限位元件在用于与所述运动元件接触的一侧设置弹性体层，所述弹性体层由弹性体材料制成。本发明专利技术的单向阀包括上述限位元件，其噪音小，寿命长，流体流速大。本发明专利技术的弹性体材料由组合物交联形成，组合物包括：丁腈橡胶；接枝石墨，其包括石墨颗粒和接枝在石墨颗粒上的接枝基团，接枝基团包括丁二烯和丙烯腈的共聚物基团。该弹性体材料对油和冷媒的抗性好，且具有良好的动态抗老化性能和减振性能。

Limiting element, Dan Xiangfa, composition, elastomer material, graft graphite and process for producing the same

The invention provides a limiting element, a Dan Xiangfa, a composition, an elastomer material, a graft graphite and a preparation method thereof, and belongs to the technical field of one-way valve vibration reduction. Check valve for the limiting element of the invention, for is arranged at one end of the one-way valve element movement, thereby defining the motion components of the open position, the limiting elements for one side in contact with the moving element setting elastic body layer and the elastic layer made of elastomeric material. The one-way valve of the invention comprises the spacing element, which has the advantages of small noise, long service life and large flow speed of the fluid. The elastomer material of the invention is formed by composition, crosslinking composition includes: nitrile rubber; grafting graphite, including graft groups grafted on the graphite particles and graphite particles, including group copolymer of butadiene and acrylonitrile grafted groups. The elastomer material has good resistance to oil and cold media, and has good dynamic aging resistance and vibration damping performance.

【技术实现步骤摘要】
限位元件、单向阀、组合物、弹性体材料、接枝石墨及其制备方法
本专利技术属于单向阀减振
，具体涉及一种限位元件、单向阀、组合物、弹性体材料、接枝石墨及其制备方法。
技术介绍
压缩机是空调、冰箱等制冷设备的核心部件，用于对冷媒(Refrigerant)气体进行压缩。在压缩机中，单向阀是重要部件之一，单向阀只允许流体单向流动，以实现上述压缩过程。一种压缩机中使用的单向阀结构如图1、图2所示，其包括阀体1、阀片3、限位元件2(限位器)。其中，阀体1上设有阀孔11，阀孔11一端开口在阀体1表面。阀片3可为由高周疲劳钢(如弹簧钢)制成的长条状薄片，其一端的固定部连接在阀体1表面上，另一端的运动部则可在堵住阀孔11开口的位置(关闭位置)和离开阀体1表面的位置(打开位置)间往复运动。当被压缩的流体要从图2中的阀体1的下方向上流动时，流体可将阀片3顶开并流出；而当流体要从阀体1上方向下流动时，流体压力会将阀片3压在阀体1表面的关闭位置，堵住阀孔11，流体无法流过，从而实现“单向流动”的功能。限位元件2则包括位于阀片3运动部远离阀体1一侧的限位部(限位元件2其余部分可连接在阀片3固定部上)，在从阀片3的固定部指向运动部的方向上，限位部与阀体1表面间的距离逐渐增，即限位元件2的限位部是逐渐“翘起”的。限位元件2的作用是在阀片3打开时将其“挡住”，从而限定阀片3离开阀体1的最大距离，即限定阀片3的打开位置，以避免阀片3因变形过大而损坏，并保证阀片3能迅速回到关闭位置，提高效率。目前，制冷设备压缩机的工作频率通常在20Hz至100Hz之间，这意味着其中的阀片在一秒钟内至少要开关20次，且每次开关中阀片都要撞击在限位元件上。而撞击一方面会造成较大的噪音(实际上该噪音是压缩机中最大的噪音来源)；另一方面，撞击时阀片上会产生比较大的应力，从而降低其使用寿命；同时，为避免阀片损伤，故限位元件与阀体表面间的最大距离不能太大，也就是阀片的最大打开程度(也称作阀片的“开度”或“升程”)不能过大，从而影响了冷媒的流速，降低了压缩机的能效。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种用于单向阀的限位元件，该限位元件可有效缓冲运动元件(如阀片)所受的冲击，从而减小噪音，延长运动元件使用寿命，提高运动元件的开度，加大单向阀的流体流速，改善压缩机能效。该用于单向阀的限位元件用于设置在单向阀的运动元件一端上，从而限定所述运动元件的打开位置，其中，所述限位元件在用于与所述运动元件接触的一侧设置弹性体层，所述弹性体层由弹性体材料制成。其中，优选的是，上述的弹性体材料优选由组合物交联形成，所述组合物包括：丁腈橡胶(优选氢化丁腈橡胶)；接枝石墨，其包括石墨颗粒和接枝在所述石墨颗粒上的接枝基团，所述接枝基团包括丁二烯和丙烯腈的共聚物基团。其中，优选的是，单向阀优选为用于压缩机中的单向阀。本专利技术的另一个目是提供用于压缩机单向阀的限位元件，其用于设置在压缩机单向阀的阀片一端上，从而限定所述阀片的打开位置，其中，所述限位元件在用于与所述阀片接触的一侧设置弹性体层，所述弹性体层由弹性体材料制成，所述弹性体材料由组合物交联形成，所述组合物包括：丁腈橡胶；接枝石墨，其包括石墨颗粒和接枝在所述石墨颗粒上的接枝基团，所述接枝基团包括丁二烯和丙烯腈的共聚物基团；且所述组合物中丁腈橡胶的重量百分含量在28％至60％；所述组合物中接枝石墨的重量百分含量在2％至12％；在所述接枝石墨中，相对所述石墨颗粒的重量，所述接枝基团的重量比例在6％至20％。其中，优选的是，所述弹性体层的厚度在0.1毫米至5毫米；所述阀片包括用于连接在单向阀的阀体上的固定部，以及用于相对阀体进行运动的运动部；所述限位元件包括用于限定所述阀片的打开位置的限位部，所述限位部用于朝向所述阀片一侧的表面为凸弧面；当所述限位元件设于所述单向阀中时，在从所述阀片的固定部指向运动部的方向上，所述凸弧面的曲率在1/72毫米分之一至1/172毫米分之一。本专利技术的另一个目的是提供一种使用上述限位元件的单向阀。该单向阀包括：具有阀孔的阀体；设置在阀体一端上的运动元件，用于在封闭所述阀孔的关闭位置与离开所述阀孔的打开位置间运动；设置在运动元件一端上的上述的限位元件，用于限定所述运动元件的打开位置，且所述限位元件在用于与所述运动元件接触的一侧设置弹性体层，所述弹性体层由弹性体材料制成。其中，该单向阀优选为用于压缩机中的单向阀。其中，上述的弹性体材料优选由组合物交联形成，所述组合物包括：丁腈橡胶(优选氢化丁腈橡胶)；接枝石墨，其包括石墨颗粒和接枝在所述石墨颗粒上的接枝基团，所述接枝基团包括丁二烯和丙烯腈的共聚物基团。本专利技术的另一个目的是提供一种接枝石墨，其是用于制备上述的弹性体材料的原料之一。该接枝石墨包括石墨颗粒和接枝在所述石墨颗粒上的接枝基团，所述接枝基团包括丁二烯和丙烯腈的共聚物基团。本专利技术的另一个目的是提供一种上述接枝石墨的制备方法，其包括：对石墨颗粒进行官能化；将接枝基团接枝到所述石墨颗粒上，得到接枝石墨，其中，所述接枝基团包括丁二烯和丙烯腈的共聚物基团。本专利技术的另一个目的是提供一种组合物，其可用于形成上述的弹性体材料，包括：丁腈橡胶(优选氢化丁腈橡胶)；上述的接枝石墨，其包括石墨颗粒和接枝在所述石墨颗粒上的接枝基团，所述接枝基团包括丁二烯和丙烯腈的共聚物基团。本专利技术的另一个目的是提供一种弹性体材料，其除具有良好的力学性能外，对油和冷媒还具有很好的抗性(抗老化性)，且具有良好的动态抗老化性能，故特别适于用作压缩机单向阀中的弹性体层。该弹性体材料由上述组合物交联形成，所述组合物包括：丁腈橡胶(优选氢化丁腈橡胶)；接枝石墨，其包括石墨颗粒和接枝在所述石墨颗粒上的接枝基团，所述接枝基团包括丁二烯和丙烯腈的共聚物基团。附图说明图1为现有的一种压缩机单向阀的结构示意图；图2为现有的一种压缩机单向阀的剖面结构示意图；图3为本专利技术的实施例的一种压缩机单向阀的结构示意图；图4为本专利技术的实施例的一种压缩机单向阀的剖面结构示意图；图5为本专利技术的实施例一种压缩机单向阀中的弹性体层的照片；图6为本专利技术的实施例的另一种压缩机单向阀的剖面结构示意图；图7为本专利技术的实施例的另一种压缩机单向阀的剖面结构示意图；图8为本专利技术的实施例的组合物中的石墨颗粒的透射电镜(TEM)照片；图9为一个运动周期中现有的一种单向阀的阀片各部位所受的最大应力的模拟分布图；图10为一个运动周期中本专利技术的实施例的一种单向阀的阀片各部位所受的最大应力的模拟分布图；图11为一个运动周期中现有的一种单向阀的阀片的振动情况的模拟图；图12为一个运动周期中本专利技术的实施例的一种单向阀的阀片的振动情况的模拟图；图13为现有的一种丁腈橡胶在抗老化测试后的表面形貌照片；图14为现有的一种氢化丁腈橡胶在抗老化测试后的表面形貌照片；图15为本专利技术的实施例的一种弹性体材料在抗老化测试后的表面形貌照片；图16为现有的一种丁腈橡胶在抗老化测试前后的尺寸对比照片；图17为本专利技术的实施例的一种的弹性体材料在抗老化测试前后的尺寸对比照片；其中，附图标记为：1、阀体；11、阀孔；2、限位元件；21、基体；22、弹性体层；23、刚性层；3、阀片；91、第一阶梯；92、第二阶梯；H、最大距离；α、夹角。具体实施方式为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接枝石墨，其中，包括石墨颗粒和接枝在所述石墨颗粒上的接枝基团，所述接枝基团包括丁二烯和丙烯腈的共聚物基团。

【技术特征摘要】
1.一种接枝石墨，其中，包括石墨颗粒和接枝在所述石墨颗粒上的接枝基团，所述接枝基团包括丁二烯和丙烯腈的共聚物基团。2.根据权利要求1所述的接枝石墨，其中，相对所述石墨颗粒的重量，所述接枝基团的重量比例在6％至20％。3.根据权利要求2所述的接枝石墨，其中，相对所述石墨颗粒的重量，所述接枝基团的重量比例在6％至17％。4.根据权利要求1所述的接枝石墨，其中，所述接枝基团为氢化的丁二烯和丙烯腈的共聚物基团。5.根据权利要求1所述的接枝石墨，其中，所述接枝基团为封端的丁二烯和丙烯腈的共聚物基团。6.根据权利要求1所述的接枝石墨，其中，所述石墨颗粒的粒径在200纳米至5000纳米。7.一种接枝石墨的制备方法，其中，包括：对石墨颗粒进行官能化；将接枝基团接枝到所述石墨颗粒上，得到接枝石墨，其中，所述接枝基团包括丁二烯和丙烯腈的共聚物基团。8.根据权利要求7所述的接枝石墨的制备方法，其中，所述对石墨颗粒进行官能化包括：将石墨颗粒与强氧化剂混合后加热，使所述石墨颗粒官能化，其中，所述强氧化剂为过氧化二苯甲酰、过氧化二丙苯、高锰酸钾中的任意一种。9.根据权利要求7所述的接枝石墨的制备方法，其中，所述将接枝基团接枝到所述石墨颗粒上包括：将所述石墨颗粒分散在N,N-二甲基甲酰胺中，得到悬浮液；将丁二烯和丙烯腈的共聚物、二环己基碳二亚胺加入所述悬浮液中；加热所述悬浮液，使接枝基团接枝到所述石墨颗粒上。10.根据权利要求9所述的接枝石墨的制备方法，其中，所述丁二烯和丙烯腈的共聚物为氢化的丁二烯和丙烯腈的共聚物。11.根据权利要求9所述的接枝石墨的制备方法，其中，所述丁二烯和丙烯腈的共聚物为封端的丁二烯和丙烯腈的共聚物。12.根据权利要求9所述的接枝石墨的制备方法，其中，在所述悬浮液中，相对所述石墨颗粒的重量，所述丁二烯和丙烯腈的共聚物的重量比例在18％至40％。13.根据权利要求9所述的接枝石墨的制备方法，其中，在所述悬浮液中，相对所述石墨颗粒的重量，所述N,N-二甲基甲酰胺的重量比例在350％至450％，所述二环己基碳二亚胺的重量比例在1％至5％。14.根据权利要求9所述的接枝石墨的制备方法，其中，所述加热所述悬浮液包括：在80摄氏度至100摄氏度的温度下，加热所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙鑫鑫，喻学韬，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US