CN220910447U - 一种高压活塞动密封结构 - Google Patents
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Abstract
一种高压活塞动密封结构，包括活塞、用于支撑活塞的支撑座一、与支撑座一相连配合支撑活塞的支撑座二；支撑座一与活塞配合面上设有在活塞左右运动压缩气体时起导向作用的导向环一；支撑座二与活塞配合面上有导向环二；导向环一与导向环二之间的活塞上设有在活塞运行时密封高压气体的轴用组合密封；轴用组合密封为直角滑环式组合密封；支撑座一内圆、支撑座二内圆与活塞外圆间隙配合；导向环一内圆、导向环二内圆与活塞外圆过盈配合，轴用组合密封内圆与活塞外圆过盈配合。本实用新型将承受活塞运动过程中径向载荷的功能与密封高压气体的功能有效分离，两个导向环承担活塞的径向载荷，组合密封承担活塞的动密封性，结构简单，加工容易，密封可靠。
Description
技术领域
本实用新型属于压缩机技术领域，具体涉及一种压缩高压气体时活塞的动密封结构。
背景技术
压缩机在国民经济和国防建设中应用极为广泛，特别是在石油、化工、动力等工业领域中己成为必不可少的关键设备。压缩机有很多类型，其中往复式活塞压缩机占有很大的比例。活塞在套筒中往复运动时会产生压缩压力，因此必须解决活塞运动时表面动密封问题。目前通用的解决方式是在活塞上设置导向环及密封环，套筒内圆为密封面，如图1所示。在这种方式中起密封作用的密封圈一般采用橡胶材料，由于橡胶材料的硬度不够，导致对高压气体密封性能不好，同时活塞运行时密封圈直接与套筒内圆产生摩擦，导致密封圈可靠性不高，很快失效，如果在少油或无油润滑的工况时，活塞与套筒很快就会拉缸抱死。目前还没有有效的活塞动密封方案能同时满足高压及无油润滑两种特殊工况的需求。
发明内容
本实用新型的发明目的在于克服目前现有技术上的不足而提供一种高压活塞动密封结构，零件加工简单，装配容易，保证了高压气体的动密封性，有效解决压缩机活塞在高压时的动密封难题。
本实用新型的技术方案在于：一种高压活塞动密封结构，包括左右运动压缩气体的活塞、用于支撑活塞的支撑座一、与支撑座一相连配合支撑活塞的支撑座二。
所述支撑座一与活塞配合面上设有在活塞左右运动压缩气体时起导向作用的导向环一；所述支撑座二与活塞配合面上设有在活塞左右运动压缩气体时起导向作用的导向环二。
所述导向环一与导向环二之间的活塞上设有在活塞运行时密封高压气体的轴用组合密封；所述轴用组合密封为直角滑环式组合密封。
所述支撑座一内圆与活塞外圆间隙配合；所述支撑座二内圆与活塞外圆间隙配合；所述导向环一内圆与活塞外圆过盈配合，所述导向环二内圆与活塞外圆过盈配合，所述轴用组合密封内圆与活塞外圆过盈配合。
所述轴用组合密封由直角滑环、O型密封圈组成。
所述导向环一、导向环二、直角滑环由自润滑材料制成。自润滑材料可以是PTFE、聚甲醛、聚酷胺（尼龙PA）等具有良好自润滑和抗磨性能的工程塑料。
所述支撑座一与活塞配合面上设有用于容置导向环一的环形槽一。
所述支撑座二与活塞配合面上设有用于容置轴用组合密封的圆槽、用于容置导向环二的环形槽二。
所述支撑座一上设有用于与支撑座二连接的外止口；所述支撑座二上设有与外止口配合的内止口。
所述支撑座一与支撑座二经外止口与内止口配合定位并经螺钉固定连接，支撑座一与支撑座二连接后，支撑座一端面与支撑座二圆槽配合形成轴用组合密封密封腔。
所述导向环一、导向环二为斜开口圆环。
所述活塞与导向环一、导向环二及轴用组合密封接触部分为薄壁空心结构。
所述轴用组合密封内圆与活塞外圆过盈量大于导向环一/导向环二内圆与活塞外圆过盈量。
导向环一和导向环二承担了活塞在运动过程中由于受力不均衡带来的径向载荷，同时保证了活塞运行过程中的同轴度，降低了活塞与组合密封之间的径向载荷及偏心摩擦力，有效地提高了组合密封的高压密封性及可靠性。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型所提供的高压活塞动密封结构，将承受活塞运动过程中径向载荷的功能与密封高压气体的功能有效分离，两个导向环承担活塞的径向载荷，组合密封承担活塞的动密封性。这种方式结构简单，加工容易，密封件的可靠性得到很大程度地提高，很好地解决了活塞压缩高压气体时的动密封难题。同时通过选择有自润滑性能的导向环和组合密封直角滑环，能满足在无油润滑工况时活塞运行的可靠性要求，压缩的气体无污染，洁净度高。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术的结构示意图。
图2是本实用新型的结构示意图。
图3是支撑座一的结构示意图。
图4是支撑座二的结构示意图。
图5是组合密封的结构示意图。
图6是导向环一的结构示意图。
图7是活塞的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有开展创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
如图2-5所示，本实用新型所提供的高压活塞动密封结构，包括左右运动时压缩气体的活塞6，支撑活塞左右运动的支撑座一1，支撑活塞左右运动的支撑座二2，在活塞左右运行压缩气体时起导向作用的导向环一3和导向环二4，以及在活塞运行时密封高压气体的轴用组合密封5。
支撑座一1加工有环形槽一101，环形槽一101内放置导向环一3。支撑座一1内圆与活塞6外圆间隙配合。支撑座一1加工有外止口102。
支撑座二2加工有圆槽201和环形槽二202，圆槽201内放置轴用组合密封5，环形槽二202内放置导向环二4。支撑座二2内圆与活塞6外圆间隙配合。支撑座二2加工有内止口203。
支撑座一1和支撑座二2通过外止口102和内止口203配合定位，用螺钉固定。螺钉固定后，形成轴用组合密封5密封腔。密封腔内放置轴用组合密封5。轴用组合密封5由直角滑环501、O型密封圈502组成。
支撑座一1内圆与活塞6外圆间隙配合，支撑座二2内圆与活塞6外圆间隙配合。导向环一3和导向环二4内圆与活塞6外圆过盈配合，轴用组合密封5内圆与活塞6外圆过盈配合。轴用组合密封5内圆与活塞6外圆过盈量大于导向环一3和导向环二4内圆与活塞6外圆过盈量。
导向环一、导向环二及组合密封的直角滑环均选用自润滑基材，能满足在无油润滑工况时活塞运行的可靠性要求。
如图6所示，导向环一3和导向环二4均为斜开口圆环，其材料与轴用组合密封5直角滑环材料相同，均选用有自润滑性能的基材，如PTFE、聚甲醛、聚酷胺（尼龙PA）等具有良好自润滑和抗磨性能的工程塑料。
如图7所示，活塞6与导向环一3、导向环二4及轴用组合密封5接触部分为薄壁空心结构601，表面硬度及光洁度高。
装配时，将导向环一3安装在支撑座一1的环形槽一101内；将导向环二4安装在支撑座二2的环形槽二202内；如图2所示的方向，将活塞6薄壁圆筒段从左向右水平穿过支撑座一1、导向环一3，从右往左沿水平方向将组合密封5的直角滑环501安装在活塞6的圆筒外径上。
在已装有导向环二4的支撑座二2的圆槽201内放置轴用组合密封5的O型密封圈502，然后将支撑座二2按图2所示自右向左穿入活塞6，靠近支撑座一1时，通过支撑座一1外止口102和支撑座二2内止口203的配合定位，用螺钉将支撑座一1与支撑座二2联接固定。螺钉固定后，支撑座一1与支撑座二2形成轴用组合密封5密封腔。轴用组合密封5固定在密封腔内。支撑座一1和支撑座二2内圆共同组成活塞套筒，活塞6在套筒内左右运动，压缩气体。安装完成后，整体结构如图2所示。
装配完成后，活塞6在驱动装置带动下，在套筒内左右运动，压缩气体。导向环一3和导向环二4起到对活塞导向、承载径向载荷的作用，轴用组合密封5起到密封气体的作用。实现了承载与密封分离，提高了轴用组合密封5的可靠性。同时由于导向环一3、导向环二4及轴用组合密封5的直角滑环均选用有自润滑功能的基材，实现了活塞运动时的无油润滑，保证了压缩空气的洁净。
以上所述仅为本实用新型的示例性实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高压活塞动密封结构，其特征在于：包括左右运动压缩气体的活塞（6）、用于支撑活塞（6）的支撑座一（1）、与支撑座一（1）相连配合支撑活塞（6）的支撑座二（2）；
所述支撑座一（1）与活塞（6）配合面上设有在活塞左右运动压缩气体时起导向作用的导向环一（3）；所述支撑座二（2）与活塞（6）配合面上设有在活塞左右运动压缩气体时起导向作用的导向环二（4）；
所述导向环一（3）与导向环二（4）之间的活塞（6）上设有在活塞运行时密封高压气体的轴用组合密封（5）；所述轴用组合密封（5）为直角滑环式组合密封；
所述支撑座一（1）内圆与活塞（6）外圆间隙配合；所述支撑座二（2）内圆与活塞（6）外圆间隙配合；所述导向环一（3）内圆与活塞（6）外圆过盈配合，所述导向环二（4）内圆与活塞（6）外圆过盈配合，所述轴用组合密封（5）内圆与活塞（6）外圆过盈配合。
2.根据权利要求1所述的高压活塞动密封结构，其特征在于：所述轴用组合密封（5）由直角滑环（501）、O型密封圈（502）组成。
3.根据权利要求2所述的高压活塞动密封结构，其特征在于：所述导向环一（3）、导向环二（4）、直角滑环（501）由自润滑材料制成。
4.根据权利要求1所述的高压活塞动密封结构，其特征在于：所述支撑座一（1）与活塞（6）配合面上设有用于容置导向环一（3）的环形槽一（101）。
5.根据权利要求1所述的高压活塞动密封结构，其特征在于：所述支撑座二（2）与活塞（6）配合面上设有用于容置轴用组合密封（5）的圆槽（201）、用于容置导向环二（4）的环形槽二（202）。
6.根据权利要求1所述的高压活塞动密封结构，其特征在于：所述支撑座一（1）上设有用于与支撑座二（2）连接的外止口（102）；所述支撑座二（2）上设有与外止口（102）配合的内止口（203）。
7.根据权利要求1所述的高压活塞动密封结构，其特征在于：所述支撑座一（1）与支撑座二（2）经外止口（102）与内止口（203）配合定位并经螺钉固定连接，支撑座一（1）与支撑座二（2）连接后，支撑座一（1）端面与支撑座二（2）圆槽（201）配合形成轴用组合密封（5）密封腔。
8.根据权利要求1所述的高压活塞动密封结构，其特征在于：所述导向环一（3）、导向环二（4）为斜开口圆环。
9.根据权利要求1所述的高压活塞动密封结构，其特征在于：所述活塞（6）与导向环一（3）、导向环二（4）及轴用组合密封（5）接触部分为薄壁空心结构（601）。
10.根据权利要求1所述的高压活塞动密封结构，其特征在于：所述轴用组合密封（5）内圆与活塞（6）外圆过盈量大于导向环一（3）/导向环二（4）内圆与活塞（6）外圆过盈量。
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