CN101487467A - 立式无润滑活塞压缩机活塞密封结构 - Google Patents

立式无润滑活塞压缩机活塞密封结构 Download PDF

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应家聪
吕颢
高燕
李淑英
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Abstract

本发明涉及一种在立式无润滑活塞压缩机中使用的立式无润滑活塞压缩机活塞密封结构，包括套装在活塞上的导向环和活塞环，其特征在于：在活塞的作用端设置有导向环，并且在导向环的外圈上加工有迷宫槽，在使用过程中，现有技术的活塞环的使用寿命一般都在半年左右，最长的也不超过一年。而本发明在立式无润滑活塞压缩机的使用过程中，活塞环的使用寿命一般都能提高30％至50％，有的甚至提高100％以上，具有延长活塞环的使用寿命，保证压缩机长期安全运行的优点。

Description

立式无润滑活塞压缩机活塞密封结构
技术领域
本发明涉及一种在立式无润滑活塞压缩机中使用的立式无润滑活塞压缩机活塞密封结构。
背景技术
活塞和气缸配合形成压缩容积，活塞和气缸间的密封就显得格外重要。它的密封性、耐久性、可靠性以及摩擦耗功等性能都需要充分考虑。在立式无润滑活塞压缩机常规设计中，通常采用在活塞上布置一道导向环(整体式)和几道活塞环(开口式)的结构，如图1所示。导向环起定心作用，活塞环起密封作用，采用几道活塞环取决于活塞的密封压差。该结构设计比较简单，气缸与活塞的对中要求比较低，因此制造成本较低，安装也比较方便。该结构由于导向环与气缸的间隙比较大，同轴度较低，在实际使用中，往往是导向环的寿命较长，而活塞环的寿命相对较短。
在进口的立式无润滑活塞压缩机中，还有两种比较典型的结构，一种是瑞士苏尔寿公司生产的迷宫压缩机，气缸和活塞上均开有许多迷宫槽，如图2所示。利用气体在迷宫槽内的不断节流，从而达到有效的密封效果。另一种是林德公司生产的T型截面密封环，如图3所示，用于组合活塞。整环开有一个直切口，T型截面环9与隔距环6之间存在一个很小的径向间隙δ。工作时，第一阶段，活塞环的密封和自动补偿原理与传统活塞环相同，即依赖气体压力。8为导向环，7为涨力环；当环磨损达δ＝0后，进入第二阶段，由于隔距环凸肩的限制，活塞环不可能再向外扩张以补偿摩损。此时活塞环的密封原理变成主要依赖节流迷宫作用。其它还有一些类似结构。这些结构虽然解决了一定的长期安全运行问题，但由于这些结构要求活塞必须有良好的导向，即要求气缸和活塞必须有良好的同轴度。因此大大增加了制造难度和制造成本。由于制造原因，这两种结构目前在国内制造厂很少采用。
另外，还有其它一些改进措施，目的主要是为了减小活塞环的密封压差和活塞环的工作温度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种使导向环既起导向作用又起节流作用，从而减小活塞环的密封压差，延长活塞环的使用寿命，保证压缩机长期安全运行的立式无润滑活塞压缩机活塞密封结构。
本发明的目的是这样实现的：包括套装在活塞上的导向环和活塞环，其特征在于：在活塞的作用端设置有导向环，并且在导向环的外圈上加工有迷宫槽。
在活塞的作用端设置有导向环是指在园柱形的活塞4的上端和下端圆周面上各套装有一个导向环。
所述的导向环的厚度大于常规导向环的厚度。所述的活塞环数量和结构不变。
在导向环和气缸之间设置有保证导向环既起导向作用又起节流作用的热涨间隙，即保证导向环在工作状态下和气缸保持较小的间隙。
所述的导向环和活塞环选用填充聚四氟乙烯材料。
所述的导向环为整体热套式导向环。
迷宫槽为类似60°三角形螺纹的沟槽。
根据活塞的大小，在导向环的外圈上加工的迷宫槽为3～10个槽，槽深取1～1.5mm，槽间距取1～3mm。
本发明具有如下积极效果：
本发明综合国内外立式无油润滑压缩机的各种结构通过对活塞和气缸间的密封结构进行改进，在导向环的改进中，在传统结构中采用整体热套式导向环，在活塞上下端各设一个，活塞环数量和结构不变。适当增加导向环的厚度，并在导向环外圈加工一定数量的迷宫槽，导向环和气缸间取合适的热涨间隙。目的是使导向环既起导向作用又起节流作用，从而减小活塞环的密封压差，延长活塞环的使用寿命，保证压缩机长期安全运行。如果用进口优质原料制作的填充聚四氟乙烯导向环和活塞环效果更佳。此结构在制造难度和成本上同常规结构(如图1)相比比较容易实现。在使用过程中，现有技术的活塞环的使用寿命一般都在半年左右，最长的也不超过一年。而本发明在立式无润滑活塞压缩机的使用过程中，活塞环的使用寿命一般都能提高30％至50％，有的甚至提高100％以上。
附图说明
图1为现有立式无润滑活塞压缩机的活塞上的导向环和活塞环密封结构。
图2为进口的立式无润滑活塞压缩机的气缸和活塞上的迷宫槽式密封结构。
图3为进口的立式无润滑活塞压缩机的T型截面密封环式密封结构。
图4为本发明的结构示意图，右边的图是左边的图中的导向环的结构放大图。
具体实施方式
如图4所示，实施例1：本发明包括套装在活塞4上的导向环5和活塞环3，其特征在于：在活塞4的作用端设置有一个导向环5，并且在导向环5的外圈上加工有迷宫槽。在活塞的作用端设置有导向环是指在园柱形的活塞4的上端圆周面上套装有一个导向环。
所述的导向环5的厚度大于常规导向环的厚度。在导向环5和气缸2之间设置有保证导向环既起导向作用又起节流作用的热涨间隙，即保证导向环在工作状态下和气缸保持较小的间隙。所述的导向环5和活塞环3选用填充聚四氟乙烯材料。所述的导向环5为整体热套式导向环。迷宫槽为类似60°三角形螺纹的沟槽。图4中右边的图是左边的图中的导向环的结构放大图。图中三角形螺纹的沟槽为迷宫槽。根据活塞的大小，在导向环5的外圈上加工的迷宫槽为3～10个槽，槽深取1～1.5mm，槽间距取1～3mm。
如图4所示，实施例2：本发明包括套装在活塞4上的导向环5和活塞环3，其特征在于：在活塞4的作用端各设置有一个导向环5，并且在导向环5的外圈上加工有迷宫槽。在活塞的作用端设置有导向环是指在园柱形的活塞4的上端和下端圆周面上各套装有一个导向环5。
所述的导向环5的厚度大于常规导向环的厚度。在导向环5和气缸2之间设置有保证导向环既起导向作用又起节流作用的热涨间隙，即保证导向环在工作状态下和气缸保持较小的间隙。所述的导向环5和活塞环3选用填充聚四氟乙烯材料。所述的导向环5为整体热套式导向环。迷宫槽为类似60°三角形螺纹的沟槽。图4中右边的图是左边的图中的导向环的结构放大图。图中三角形螺纹的沟槽为迷宫槽。根据活塞的大小，在导向环5的外圈上加工的迷宫槽为3～10个槽，槽深取1～1.5mm，槽间距取1～3mm。
适当增加导向环的厚度，并在导向环外圈加工一定数量的迷宫槽，导向环和气缸间取合适的热涨间隙。目的是使导向环既起导向作用又起节流作用，从而减小活塞环的密封压差，延长活塞环的使用寿命，保证压缩机长期安全运行。如果用进口优质原料制作的填充聚四氟乙烯导向环和活塞环效果更佳。此结构在制造难度和成本上同常规结构(如图1)基本相同，比较容易实现。
由于导向环外圆要加工出迷宫槽，所述的导向环5的厚度要稍大于常规导向环的厚度，即保证导向环5有足够的强度。所述的活塞环3的数量和结构不变。所述的在导向环5的外圈上加工的迷宫槽，根据活塞的大小，一般为3～10个槽。活塞直径大，导向环高度就高，相对环槽就多，活塞直径小，导向环高度就小，相对环槽就少。
导向环5是一个整体的圆环，而活塞环3是一个开口的圆环。由于目前生产的立式无润滑活塞压缩机大部分都是双作用活塞，所以为了保证导向环既起导向作用又起节流作用，必须在园柱形的活塞4的上端和下端圆周面上各套装有一个导向环5。如果是单作用活塞(较少)，在园柱形的活塞4的上端就装有一个导向环5可以了。所以改为在活塞4的作用端各设置有一个导向环5。
导向环既能起导向作用又能起节流作用，从而减小活塞环的密封压差，延长活塞环的使用寿命，保证压缩机长期安全运行。

Claims (8)

1、一种立式无润滑活塞压缩机活塞密封结构，包括套装在活塞(4)上的导向环(5)和活塞环(3)，其特征在于：在活塞(4)的作用端设置有导向环(5)，并且在导向环(5)的外圈上加工有迷宫槽。
2、根据权利要求1所述的立式无润滑活塞压缩机活塞密封结构，其特征在于：在园柱形的活塞(4)的上端和下端圆周面上各套装有一个导向环(5)。
3、根据权利要求1所述的立式无润滑活塞压缩机活塞密封结构，其特征在于：所述的导向环(5)的厚度大于常规导向环的厚度。
4、根据权利要求1所述的立式无润滑活塞压缩机活塞密封结构，其特征在于：在导向环(5)和气缸(2)之间设置有保证导向环既起导向作用又起节流作用的热涨间隙，即保证导向环在工作状态下和气缸保持较小的间隙。
5、根据权利要求1所述的立式无润滑活塞压缩机活塞密封结构，其特征在于：所述的导向环(5)和活塞环(3)选用填充聚四氟乙烯材料。
6、根据权利要求1所述的立式无润滑活塞压缩机活塞密封结构，其特征在于：所述的导向环(5)为整体热套式导向环。
7、根据权利要求1所述的立式无润滑活塞压缩机活塞密封结构，其特征在于：迷宫槽为类似60°三角形螺纹的沟槽。
8、根据权利要求6所述的立式无润滑活塞压缩机活塞密封结构，其特征在于：根据活塞的大小，在导向环(5)的外圈上加工的迷宫槽为3～10个槽，槽深取1～1.5mm，槽间距取1～3mm。
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