CN101294561A - 活塞环和具有该活塞环的流体吸入/排出设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种活塞环，其由高分子聚合物制成，并且装配在压缩机或真空泵的汽缸中的活塞的周向槽中。在所述活塞环中形成多个切口。当从里侧向上翻转或者沿径向拉伸所述活塞环时，所述活塞环展开。所述活塞环能够容易地装配到活塞的周向槽中，通过充分的密封性以防止流体在活塞和汽缸之间泄露。

Description

活塞环和具有该活塞环的流体吸入/排出设备
技术领域
本发明涉及一种活塞环和一种具有所述活塞环的流体吸入/排出设备，并且具体涉及一种装配在于汽缸中往复运动的活塞上的活塞环。
背景技术
传统的流体吸入/排出设备包括压缩机和真空泵。压缩机包括有油往复式压缩机和无油往复式压缩机。
有油往复式压缩机包括活塞，活塞环安装在活塞的周向槽中，活塞随着曲轴箱中的曲轴在汽缸中往复运动，从而在汽缸顶壁与活塞上表面之间的压缩室中压缩气体，曲轴箱和压缩室通过曲轴箱中提供的润滑油的油膜密封。
JP8-9985B2公开了一种无油往复式压缩机，该压缩机包括主要由诸如聚四氟乙烯(PTFE)或聚四氟乙烯树脂的聚合物制成的活塞环。该活塞环不能像橡皮圈那样弹性放大，或者不能容易地装配在活塞的周向槽中。所以要使用具有端隙的C形活塞环。
在无油往复式压缩机中，为了防止气体从压缩室泄露到曲轴箱中，如JP60-26236Y2所公开的那样，活塞环的端隙在形状上进行了改进。
但是，在活塞压缩气体的压缩步骤中，气体很容易通过端隙泄露，使得更难表现出足够的密封性。特别地，如果真空泵中密封不充分，那么就不能在其中产生合适的真空状态。
发明内容
考虑到现有技术中的缺点，本发明的目的是提供一种防止流体泄露的活塞环，在无油往复式设备或真空泵中实现充分密封，所述活塞环易于安装在活塞上。
本发明的另一个目的是提供具有所述活塞环的流体吸入/排出设备。
附图说明
通过以下参照附图进行描述的实施方式，本发明的特征和优点将变得更加清楚。
图1是具有本发明第一实施方式的活塞环的流体吸入/排出设备的纵向剖视图。
图2是图1中圆圈X的放大纵向剖视图。
图3是根据本发明的活塞环的第一实施方式的立体图。
图4是图3中的活塞环的立体图，该活塞环从里侧向上翻转90度以扩大直径。
图5A到5D是示出如何将活塞环安装到活塞的周向槽中的步骤的放大纵向剖视图。
图6是根据本发明的活塞环的第二实施方式的立体图。
图7是根据本发明的活塞环的第三实施方式的立体图。
图8是示出环向外展开的立体图。
具体实施方式
在本发明的实施方式中，将以无油往复压缩机作为流体吸入/排出设备进行说明。
在图1中，压缩机1包括密封的曲轴箱2和位于曲轴箱2上的汽缸3。在汽缸3顶部，具有入口4的吸入室5和具有出口6的排放室7之间设置有间隔壁8。
吸入室5和排放室7分别通过吸入口9和排出口10与汽缸3连通。吸入口9和排出口10分别具有止回阀11、12。
在曲轴箱2中，与曲轴13一体连接的驱动轴14通过轴承15和密封件16以可旋转方式安装。
曲轴13通过轴承17以可旋转方式安装到连杆18的一端18a。活塞19安装到连杆18的另一端18b以便上下运动。在汽缸3的顶壁与活塞19的顶表面19a之间形成压缩室3a。
在图2中，在活塞19的外圆周表面中形成周向槽20。装配在周向槽20中的活塞环21与汽缸3的内圆周壁滑动接触。
在图3中，活塞环21由诸如PTFE纤维之类的高分子聚合物制成并且具有矩形截面。在活塞环21的上表面21a和下表面21b中沿圆周方向交替地形成多个第一切口22和多个第二切口23。
各个第一切口22平行地从上表面21a向下形成，而各个第二切口23平行地从下表面21b向上形成。第一切口22和第二切口23相对于环21的竖向轴线24倾斜。
如图3中的箭头A所示，将环21从里侧向上翻转90度，使得上表面21a中的第一切口22和下表面21b中的第二切口23变化为分别处于外圆周表面和内圆周表面，见图4。切口22、23开口向外以允许环21展开，使得翻转之后的图4中的半径R2变成比翻转之前的图3中的半径R1长。
图5A到5D是示出如何将活塞环21装配在活塞19的周向槽20中的步骤的放大纵向剖视图。
在图5A中，将活塞环21放在活塞19的顶表面19a上。然后，如图5A中箭头B所示，将环21从里侧逆时针向上翻转90度，使得上表面21a和下表面21b分别变成图5B中的外圆周表面和内圆周表面。切口22、23开口向外。活塞环21展开，使得在翻转之前的图5A中的半径R1变长为翻转之后的半径R2，并装配在活塞19的外圆周表面上。如图5B中箭头C所示，将活塞环21从这个位置向着活塞19的外圆周表面中的周向槽20向下移动。环21具有矩形截面，以便于形成切口并使得向上翻转更顺利。
将活塞环21如图5C中箭头D所示地向下移动到接近周向槽20，并将活塞环21逆时针向下翻转90度。环21变成短半径R1，并装配到周向槽20中，见图5D。通过将环21翻转180度，翻转之前的上表面21a中的第一切口22在翻转之后位于下表面，并且，翻转之前的下表面21b中的第二切口23在翻转之后位于上表面。
作为另一种方式，为了将活塞环21装配到活塞19的外圆周表面上，将通过逆时针向上翻转90度而展开的活塞环21直接装配到活塞19的外圆周表面上，如图5B所示，并将活塞环21向下移动到周向槽20。然后，将环21顺时针向下翻转90度，将环21装配到周向槽20中，使得第一切口22位于上表面，并且第二切口23位于下表面。
切口22、23相对于环21中心的竖向轴线24倾斜，将环21向上翻转90度以允许切口22、23的深度增加。因此，切口22、23的圆周宽度打开以允许环21的半径变得更长。
图6示出了根据本发明的活塞环的第二实施方式。
在图6中，在第二实施方式的活塞环25中，第一切口26和第二切口27不像第一实施方式中在同一方向上倾斜，而是在相反方向上倾斜，从而增加了活塞往复运动中活塞环25的位置稳定性。
图7是根据本发明的活塞环的第三实施方式的立体图，图8是展开的该活塞环的立体图。
在图7中，在第三实施方式的活塞环28中，第一切口29和第二切口30交替地分别形成在外圆周表面28a和内圆周表面28b，使得它们不会穿透一个表面到达另一个表面。
切口29、30相对于环28的半径倾斜。
如图7中箭头E所示，将活塞环28沿径向向外拉伸并且使切口29、30沿圆周打开。从而，拉伸之前的半径R1伸长到图8中的拉伸后的半径R2。R2比R1长。
切口29、30从环28的上表面竖直延伸到下表面。环28装配在图1中的活塞上，以允许压缩机1的压缩室3a与曲轴箱的内部连通。所以在装配到活塞上之前在切口29、30中填充例如粘合剂之类的填充物(未示出)。
前面仅仅涉及本发明的实施方式。本领域的普通技术人员可以做出多种变化和改进而不脱离权利要求的范围。

Claims (12)

1.一种由高分子聚合物制成的活塞环，在翻转所述活塞环时，所述活塞环的内径能够增加。
2.如权利要求1所述的活塞环，其中，在所述活塞环的上表面和下表面的至少一个中周向形成有多个切口，所述多个切口不从一个表面穿透到另一个表面。
3.如权利要求2所述的活塞环，其中，所述多个切口相对于所述活塞环的中心轴线倾斜。
4.如权利要求3所述的活塞环，其中，所述多个切口形成在上表面和下表面的每一个中，并且上表面中的所述多个切口相对于下表面中的所述多个切口交替设置。
5.如权利要求2所述的活塞环，其中，所述多个切口形成在如下表面中：当将所述活塞环从里侧向上翻转时，所述表面变成所述活塞环的外圆周表面。
6.如权利要求4所述的活塞环，其中，上表面中的所述多个切口沿与下表面中的所述多个切口相反的方向倾斜。
7.一种由高分子聚合物制成的活塞环，当将所述活塞环沿径向拉伸时，所述活塞环的内径能够增加。
8.如权利要求7所述的活塞环，其中，在所述活塞环的内圆周表面和外圆周表面的至少一个中周向形成有多个切口，所述多个切口不从一个表面穿透到另一个表面。
9.如权利要求7所述的活塞环，其中，在所述活塞环的上表面和下表面的至少一个中周向形成有多个切口，所述多个切口不从一个表面穿透到另一个表面。
10.如权利要求8所述的活塞环，其中，所述多个切口相对于所述活塞环的中心轴线倾斜。
11.如权利要求8所述的活塞环，其中，当扩大所述多个切口时，用填充物填充所述切口。
12.一种流体吸入/排出设备，其具有如权利要求1或7所述的活塞环。
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