CN103696942A - 一种组合式压缩机亚稳态非晶碳涂层活塞环 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种组合式压缩机亚稳态非晶碳涂层活塞环，包括组合使用并等高的主活塞环和内副活塞环，主活塞环和内副活塞环上均开设有切口，两个切口相互错开设置，其特征在于：主活塞环的外环侧高度值为内环侧高度值的2倍，内副活塞环的外环侧高度值为内环侧高度值的1/2，主活塞环和内副活塞环的外环侧、内环侧的厚度值均相同且等于外环侧与内环侧之间的距离值，主活塞环的外圆柱面设有亚稳态非晶碳涂层，亚稳态非晶碳涂层上设有3～5μm钛基纳米陶瓷镀膜，主活塞环的外圆柱面与上端面、下端面均通过圆角过度连接，主活塞环的外圆柱面开设有“U”型卸荷槽。本发明能够相互有效的对其切口的间隙进行封堵，提高活塞环的密封性。
Description
技术领域
本发明涉及压缩机技术领域，具体涉及一种压缩机中的活塞环结构。
背景技术
在往复式压缩机中，活塞上通常安装有活塞环，通过活塞环来密封活塞与气缸镜面之间的间隙，主要起到密封作用。现有的活塞环主要存在磨损过快、密封性欠佳两个方面的问题。
关于活塞环的磨损过快问题，一定程度上是由活塞环的选择不当决定的，对同一种对磨的金属材料，不同的介质对于同一种配方的填充聚四氟乙烯环，其磨损因子不同；对于同一种介质，不同的对磨金属材料对同一种配方的填充聚四氟乙烯环，磨损因子也不同。
关于活塞环的密封性问题，要想活塞环的外缘紧密贴合气缸镜面，活塞环必须获得一定的有效弹力，因而使得活塞环必须制有切口；如果活塞环没有切口，其就不能获得初弹力，活塞环不一定贴着气缸镜面，压缩机压缩气体时高压的气体便可能从活塞环与气缸之间的间隙泄露。而设有切口的活塞环在正常工作时，由于活塞环存在切口，在长期的使用过程中，活塞环切口处的缝隙会越来越大，进而会影响压缩机的密封性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种组合式压缩机活塞环。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种组合式压缩机亚稳态非晶碳涂层活塞环，包括组合使用并等高的主活塞环和内副活塞环，主活塞环和内副活塞环上均开设有切口，两个切口相互错开设置，其特征在于：主活塞环的外环侧高度值为内环侧高度值的2倍，内副活塞环的外环侧高度值为内环侧高度值的1/2，主活塞环和内副活塞环的外环侧、内环侧的厚度值均相同且等于外环侧与内环侧之间的距离值，主活塞环的外圆柱面设有亚稳态非晶碳涂层，亚稳态非晶碳涂层上设有3～5μm钛基纳米陶瓷镀膜，主活塞环的外圆柱面与上端面、下端面均通过圆角过度连接，主活塞环的外圆柱面开设有“U”型卸荷槽。
进一步地，主活塞环和内副活塞环包括由聚四氟乙烯制成的本体和填充于本体内的聚醚醚酮。
本发明的有益效果在于：
1、活塞环包括等高的主活塞环和内副活塞环，主活塞环的内环侧卡入内副活塞环的外环侧与内环侧之间的凹槽内，内副活塞环的外环侧卡入主活塞环的外环侧与内环侧之间的凹槽内，组合后主活塞环和内副活塞环的上下两端面平齐，能够相互有效的对其切口的间隙进行封堵，提高活塞环的密封性；主活塞环的外圆柱面设有亚稳态非晶碳涂层，能够有效降低了活塞环对缸套的攻击性，大大延长了活塞环的使用寿命，亚稳态非晶碳涂层上设有3～5μm钛基纳米陶瓷镀膜，镀膜与亚稳态非晶碳涂层结合牢，且活塞环的硬度高，耐磨，可大幅度提高其使用寿命2-8倍，主活塞环的外圆柱面开设有“U”型卸荷槽，可有效卸载活塞环受到的压力，减小因压力增大对活塞环造成的磨损，延长其使用寿命；且主活塞环的外圆柱面与上端面、下端面均通过圆角过度连接，可有效防止活塞环因压力过大而发生咬缸现象，影响活塞环的使用寿命。
2、主活塞环和内副活塞环的本体由聚四氟乙烯制成，并在本体内填充有聚醚醚酮，聚四氟乙烯本体耐高温的温度范围为250～300℃,其摩擦系数≤0.20，聚醚醚酮具有机械强度高、耐高温、耐冲击、阻燃、耐酸碱、耐磨、耐疲劳等特点，两者结合可有效减少了活塞环的摩擦系数、提高了活塞环的耐高温性能、耐磨性能。
附图说明
图1为本发明中主活塞环和内副活塞环的结构示意图；
图2为本发明中主活塞环和内副活塞环的组合示意图；
图3为本发明的立体图；
其中附图标记为1—主活塞环、2—内副活塞环、3—切口、4—“U”型卸荷槽、5—圆角、11—主活塞环的外环侧、12—主活塞环的内环侧、21—内副活塞环的外环侧、22—内副活塞环的内环侧。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明做进一步说明：
实施例一
如图所示，一种组合式压缩机亚稳态非晶碳涂层活塞环，包括主活塞环1和内副活塞环2。主活塞环1和内副活塞环2的高度值相等，均包括由聚四氟乙烯材料制成的本体和填充于本体内的聚醚醚酮。主活塞环1和内副活塞环2上设有切口3，两个切口3相互错开设置。主活塞环1上端面的中间部位向内凹陷成一槽，形成带有外环侧11和内环侧12的主活塞环1，其中主活塞环1的外环侧11高度值为内环侧12高度值的2倍，内环侧12高度值与外环侧11、内环侧12之间的距离值相等，也与主活塞环1凹槽处的环的厚度值相等，使得主活塞环1上的外环侧的高度值、内环侧的高度值、外环侧与内环侧的间距值以及外环侧与内环侧之间的环的厚度值之比为：2:1:1:1。内副活塞环2上端面的中间部位向内凹陷成一槽，形成带有外环侧21和内环侧22的内副活塞环2，其中内副活塞环2的外环侧21高度值为内环侧22高度值的1/2，内环侧22高度值与外环侧21、内环侧22之间的距离值相等，也与内副活塞环2凹槽处的环的厚度值相等，使得内副活塞环2上的外环侧的高度值、内环侧的高度值、外环侧与内环侧的间距值以及外环侧与内环侧之间的环的厚度值之比为：1:2:1:1。主活塞环1的外圆柱面开设有“U”型卸荷槽4。主活塞环1的外圆柱面与上端面、下端面均通过圆角5过度连接，可有效防止活塞环因压力过大而发生咬缸现象，影响活塞环的使用寿命。。主活塞环的外圆柱面设有亚稳态非晶碳涂层，亚稳态非晶碳涂层上设有3～5μm钛基纳米陶瓷镀膜。在制备钛基纳米陶瓷镀膜时，表面镀膜的靶材为纯Ti或TiAlZr或TiCrNi,采用PVD技术,在活塞环表面沉积钛基纳米陶瓷,从而形成3～5μm的镀膜。
活塞环由组合使用并等高的主活塞环和内副活塞环组成，且由于外环侧高度值、内环侧高度值、外环侧与内环侧的间距值以及外环侧与内环侧之间的环的厚度值之间的关系，使得主活塞环与内副活塞环安装好后，两者的两端面均平齐，因而能够相互有效的对其切口处的间隙进行封堵，提高活塞环的密封性；主活塞环和内副活塞环的本体均由聚四氟乙烯材料制成，并在本体内填充有聚醚醚酮，因而可有效减少了活塞环的摩擦系数、提高了活塞环的耐高温性能、耐磨性能；除此之外，在主活塞环的外圆柱面开设有“U”型卸荷槽，工作情形时可有效卸载其压力，减小压力的变化对活塞环造成的磨损，延长活塞环的使用寿命；主活塞环的外圆柱面设有亚稳态非晶碳涂层，能够有效降低了活塞环对缸套的攻击性，大大延长了活塞环的使用寿命，亚稳态非晶碳涂层上设有3～5μm钛基纳米陶瓷镀膜，镀膜与亚稳态非晶碳涂层结合牢，且活塞环的硬度高，耐磨，可大幅度提高其使用寿命2-8倍。
实施例二
实施例一中的主活塞环1和内副活塞环2在进行装配时，主活塞环1的内环侧12卡入内副活塞环2的外环侧21、内环侧22之间的凹槽内，内副活塞环2的外环侧21卡入主活塞环1的外环侧11、内环侧12之间的凹槽内。由于主活塞环1上的外环侧11的高度值、内环侧12的高度值、外环侧11与内环侧12的间距值以及外环侧11与内环侧12之间的凹槽处环的厚度值之比为：2:1:1:1，内副活塞环2上的外环侧的高度值、内环侧的高度值、外环侧与内环侧的间距值以及外环侧与内环侧之间的环的厚度值之比为：1:2:1:1，使得主活塞环1与内副活塞环2安装完毕之后，主活塞环1与内副活塞环2的两端面均平齐，从而能够相互有效的对其切口处的间隙进行封堵，提高活塞环的密封性。
Claims (2)
1.一种组合式压缩机亚稳态非晶碳涂层活塞环，包括组合使用并等高的主活塞环和内副活塞环，主活塞环和内副活塞环上均开设有切口，两个切口相互错开设置，其特征在于：主活塞环的外环侧高度值为内环侧高度值的2倍，内副活塞环的外环侧高度值为内环侧高度值的1/2，主活塞环和内副活塞环的外环侧、内环侧的厚度值均相同且等于外环侧与内环侧之间的距离值，主活塞环的外圆柱面设有亚稳态非晶碳涂层，亚稳态非晶碳涂层上设有3～5μm钛基纳米陶瓷镀膜，主活塞环的外圆柱面与上端面、下端面均通过圆角过度连接，主活塞环的外圆柱面开设有“U”型卸荷槽。
2.如权利要求1所述的一种组合式压缩机亚稳态非晶碳涂层活塞环，其特征在于：主活塞环和内副活塞环包括由聚四氟乙烯制成的本体和填充于本体内的聚醚醚酮。
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