CN102734125A - 能够降低活塞与气缸之间余隙的活塞环结构及其加工方法 - Google Patents

Abstract

一种能够降低活塞与气缸之间余隙的活塞环结构及其加工方法，有：定位在活塞(2)圆周外围环槽(3)上的活塞环(1)，其特征在于：一.上述活塞环(1)呈缺角矩形断面(4-a)的形状，该缺角的断面形状为三角形，整个活塞环(1)是设置在它的环状平面与活塞(2)顶部齐平的位置上的；二.上述活塞环(1)呈V型断面(4-b)或半V型断面(4-c)的形状，它们的张口是向着圆心的，整个活塞环(1)是设置在它的环状平面与活塞(2)顶部齐平的位置上的。其加工方法如下：将塞环(1)套进活塞(2)的环槽(3)上，然后将该活塞(2)的上顶部与该活塞环(1)的上顶部一起进行平面研磨。它适合于需要消除活塞(2)与汽缸(5)之间余隙容积的任何现有的活塞往复式机型。

Description

能够降低活塞与气缸之间余隙的活塞环结构及其加工方法

技术领域.

本发明涉及活塞往复式压缩机的结构技术，尤其是涉及了活塞环的结构及其加工方法。

背景技术

目前的活塞往复式压缩机中的活塞与汽缸之间，是依靠具有向外圆周方向的弹性环形活塞环作为中间过渡部件来制约活塞两端高低压之间漏气的用途而设置的，然而，没有考虑到如何尽量减小：离开活塞顶部最近的活塞环至活塞顶部之间存在着活塞与汽缸之间的余隙容积问题，即俗称的余隙问题。——从宏观角度来说，该余隙越小，对于提高压缩机的排气效率或/和压缩比是有利的。

发明内容

本发明之目的：提出一种在结构上能够极大幅度降低上述“余隙”，甚至还能够增加限制上述活塞两端高低压之间漏气程度的结构设计方案及其加工方法。

为了实现上述发明目的，拟采用以下的技术：

有：定位在活塞圆周外围环槽上的活塞环，

其特征在于以下的A或B或C：

A.上述活塞环呈缺角矩形断面的形状，该缺角的断面形状为三角形，该缺角位置位于活塞环断面的内环侧上顶部，整个活塞环是设置在它的环状平面与活塞顶部齐平的位置上的，并且，该活塞环是通过与上述缺角矩形断面相吻合的环槽来实施定位的；

B.上述活塞环呈V型断面的形状，该V型断面的张口是向着圆心的，该V型断面张口的二个斜坡(该二斜坡未必相交成一点)与活塞的接触面为滑动配合，整个活塞环是设置在它的环状平面与活塞顶部齐平的位置上的，该活塞环是通过与上述V型断面相吻合的环槽来实施定位的，该V型断面另一个环状端部的平面与活塞的环槽平面接触的间隙应该大于该V型断面与活塞上述坡度接触的间隙。——以确保活塞在往复运行时，让该呈V型断面的活塞环在与活塞的坡度接触面上能够实施滑动配合接触。

C.上述活塞环呈半V型断面的形状，该半V型断面的张口是向着圆心的，该半V型断面张口的一侧(该侧与另一侧未必相交成一点)与活塞顶部的坡度接触面为滑动配合，并使得整个活塞环的一个环状端部平面正好与活塞顶部平面齐平，该活塞环是通过与上述半V型断面相吻合的环槽来实施定位的，该半V型断面另一个环状端部的平面与活塞的环槽平面接触的间隙应该大于该半V型断面与活塞上述坡度接触的间隙。——以确保活塞在压缩气体的行程当中，让该呈半V型断面的活塞环在活塞顶部能够实施在其坡度接触面上二者充分的滑动配合接触。

本发明活塞环与活塞的配用加工方法：

首先，将呈缺角矩形断面或呈V型断面或呈半V型断面的活塞环套进活塞的环槽上，然后，将该携带活塞环的活塞一起放进与汽缸内径相同的研磨工夹具内并将该活塞的上顶部与该活塞环的上顶部露出，最后，将露出的该活塞的上顶部与该活塞环的上顶部一起进行平面研磨。

本发明与现有技术比较的特点：

由于活塞环采用了呈缺角矩形断面或呈V型断面或呈半V型断面的形状，而且，它是设置在活塞环所在的环状平面与活塞顶部齐平的位置上的，并且，再由于让活塞的上顶部与该活塞环的上顶部一起进行平面研磨加工，这就为达到上述本发明之目的创造了极其有利的条件。

附图说明

图1示意了其断面为缺角矩形的活塞环断面形状及其定位在活塞上的位置。

图2示意了其断面为V型的活塞环断面形状及其定位在活塞上的位置。

图3示意了其断面为半V型的活塞环断面形状及其定位在活塞上的位置。

1：活塞环；2：活塞；3：环槽；4-a：缺角矩形断面；4-b：V型断面；4-c：半V型断面；5：汽缸。

具体实施方式

在现有常规的曲轴驱动型活塞往复式压缩机的活塞2与汽缸5之间，设置的活塞环1一般至少有二个，均为矩形断面，其中有一个活塞环1离开活塞2顶部较近，然而，这个“较近”是有一定的距离的，而这个距离与活塞2和汽缸5二者之间的间隙横断面积之积，就形成了上述活塞2与汽缸5之间的余隙体积(俗称的余隙)。对于一些希望减小该余隙体积的机型结构，采用了本发明技术，则可以得到理想的效果。

利用本发明的呈缺角矩形断面4-a或V型断面4-b形状或半V型断面4-c的关键在于：通过活塞环1与活塞2顶部一起进行让它们处于工作状态下的平面研磨的机加工方式，将容易实现在该二者密封的前提下又能够确保该二者的顶部位于同一个平面内。

如果需要由该二者通过并列构成的平面与另一个平面在工作状态下充分接触时，就会很容易让该二个充分接触的平面之间能够形成“无余隙”状态。

上述的V型断面4-b或半V型断面4-c形状的活塞环1，由于它与活塞2顶部的接触坡度是由圆心向着圆周方向的，因此在活塞2实施压缩气体的过程当中，该V型断面4-b或半V型断面4-c形状的活塞环1能够产生一个向着圆周方向的附加的水平挤压分力，该附加的挤压水平分力能够随着被压缩气体的压力升高而变大，该附加的挤压水平分力于限制活塞2两端的高压与低压之间的漏气是极其有利的，并且，而该水平挤压分力又是与被压缩气体的压力成正比的，如果活塞2携带者活塞环1处于压气行程的初始阶段时，上述的水平挤压分力就为零。——环槽3与活塞环1之间总是会存在一定的、哪怕是极其微小的由公差配合所引起的“间隙”，机加工时只要有意识地充分把握住并实现这一点，即：让该V型断面4-b或半V型断面4-c的另一个环状端部的平面与活塞2的环槽3平面接触的间隙大于该V型断面4-b或半V型断面4-c与活塞2坡度接触的间隙，就容易产生上述的水平挤压分力。

此外，V型断面4-b或半V型断面4-c形状的活塞环1二者之间的差别在于“半”字上面，即其断面张口是由二个相对着的斜坡形成还是由一个斜坡形成：

上述前者的V型断面4-b活塞环1在活塞2携带着它作往复运动的过程当中会在双向往复运行时产生上述的水平挤压分力，只是在吸气行程过程当中该水平挤压分力及其限制上述漏气的作用显得较小一些，然而，只要增加了上述的水平挤压分力，就存在功耗增加的问题(尽管很小)，同时也有利于在活塞2吸气行程时限制活塞2二端的高低压气体的泄漏，尽管此时限制漏气的作用很小，但总是有利的。

上述后者的半V型断面4-c活塞环1在活塞2携带着它作往复运动的过程当中只是仅仅在压缩气体时才会产生上述的水平挤压分力，而在吸气行程过程当中该半V型断面4-c活塞环1的作用完全同于现有技术的常规矩形断面活塞环1，即不存在该吸气行程过程中的哪怕是很小的功耗增加问题，同时也不会增加在活塞2吸气行程时对活塞2二端高低压气体泄漏的限制。

总之，本发明的不同结构有其不同的特点，至少可以在大幅度减小上述活塞2与汽缸5之间“余隙”状态的前提下，视不同的机型要求，自行决定选择所需要的类型。

至于活塞2与汽缸5之间还同时有设置在其他位置的活塞环1，对于减小余隙容积的意义就不大了，可以仍然采用现有技术的常规断面形状，例如：其断面为矩形。

Claims (2)

1.一种能够降低活塞与气缸之间余隙的活塞环结构，有：定位在活塞(2)圆周外围环槽(3)上的活塞环(1)，

其特征在于以下的A或B或C：

A.上述活塞环(1)呈缺角矩形断面(4-a)的形状，该缺角的断面形状为三角形，该缺角位置位于活塞环(1)断面的内环侧上顶部，整个活塞环(1)是设置在它的环状平面与活塞(2)顶部齐平的位置上的，并且，该活塞环(1)是通过与上述缺角矩形断面(4-a)相吻合的环槽(3)来实施定位的；

B.上述活塞环(1)呈V型断面(4-b)的形状，该V型断面(4-b)的张口是向着圆心的，该V型断面(4-b)张口的二个斜坡与活塞(2)的接触面为滑动配合，整个活塞环(1)是设置在它的环状平面与活塞(2)顶部齐平的位置上的，该活塞环(1)是通过与上述V型断面(4-b)相吻合的环槽(3)来实施定位的，该V型断面(4-b)另一个环状端部的平面与活塞(2)的环槽(3)平面接触的间隙应该大于该V型断面(4-b)与活塞(2)上述坡度接触的间隙；

C.上述活塞环(1)呈半V型断面(4-c)的形状，该半V型断面(4-c)的张口是向着圆心的，该半V型断面(4-c)张口的一侧与活塞(2)顶部的坡度接触面为滑动配合，并使得整个活塞环(1)的一个环状端部平面正好与活塞(2)顶部平面齐平，该活塞环(1)是通过与上述半V型断面(4-c)相吻合的环槽(3)来实施定位的，该半V型断面(4-c)另一个环状端部的平面与活塞(2)的环槽(3)平面接触的间隙应该大于该半V型断面(4)与活塞(2)上述坡度接触的间隙。

2.一种根据权利要求1所述的能够降低活塞与气缸之间余隙的活塞环结构的配用加工方法，

其特征在于：

首先，将呈缺角矩形断面(4-a)或呈V型断面(4-b)或呈半V型断面(4-c)的活塞环(1)套进活塞(2)的环槽(3)上，然后，将携带活塞环(1)的活塞(2)二者一起放进与汽缸(6)内径相同的研磨工夹具内并将该活塞(2)的上顶部与该活塞环(1)的上顶部露出，最后，将露出的该活塞(2)的上顶部与该活塞环(1)的上顶部一起进行平面研磨。

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