[實用新型]高壽命的活塞環密封系統

有效

• 申請號: 201922477295.2
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN211573723U
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 王躍飛;石德勛;朱亞海;曹坡坡;程亞亞;唐林;劉全國
• 申請（專利權）人: 重慶氣體壓縮機廠有限責任公司
• 主分類號: F04B39/00
• 分類號: F04B39/00;F04B39/06;F16J9/12
• 代理公司: 重慶萃智邦成專利代理事務所(普通合伙) 50231
• 代理人: 舒夢來

本實用新型屬于壓縮機領域，具體公開了高壽命的活塞環密封系統，包括安裝在活塞上的活塞環，還包括支撐環，所述支撐環同軸固定在活塞環上，且支撐環的外徑小于活塞環的外徑；所述活塞環和支撐環上均設有切口，活塞環的切口與支撐環的切口錯開設置；所述活塞環的側壁上設有周向槽，且活塞環朝向高壓的一側設有平衡孔，所述平衡孔與周向槽相連通；所述周向槽內固定設有磁塊，所述支撐環的導熱系數大于活塞環的導熱系數。相對于傳統的活塞環，本方案通過獨特的結構，在保證活塞環的強度的同時，從減少摩擦力、減少碎屑和避免局部高溫幾個方向同時進行改進，有效地減緩了活塞環的磨損，大幅度地增加活塞環的使用壽命。

技術領域

本實用新型屬于壓縮機領域，具體公開了高壽命的活塞環密封系統。

背景技術

往復壓縮機工作過程中需保證氣缸工作腔密閉以改變容積提高氣體壓力。活塞環即是封閉活塞與氣缸之間間隙的動態密封結構。

工作中，活塞環在環前（高壓側）壓力 QUOTE 和環后（低壓側）壓力 QUOTE的壓力差作用下，被推向壓力較低 QUOTE 的一側，密封了氣體沿環槽端面的泄漏。作用在活塞環內圓上的壓力，約為環前的壓力 QUOTE ，此壓力大于作用在活塞環外圓上的平均壓力，于是形成壓差，將環壓向氣缸鏡面，阻止了氣體沿氣缸壁面的泄漏。

隨著曲軸旋轉，活塞在氣缸內做往復運動，活塞環外圓工作面與氣缸鏡面間不斷摩擦，該摩擦是影響活塞環使用壽命的核心因素。摩擦會導致氣缸鏡面和活塞環的磨損，摩擦熱還會使工作溫度升高，而溫度升高又會顯著地降低活塞環的耐磨性，從而加快活塞環的磨損。

現有的活塞環密封系統通常是采用更優質的材料和更好的潤滑油，但是僅僅從材料上進行調整顯然存在瓶頸，也無法滿足中小企業生產成本的要求。因此急需高壽命的活塞環密封系統。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供高壽命的活塞環密封系統，以增加活塞環的使用壽命。

為了達到上述目的，本方案提供高壽命的活塞環密封系統，包括安裝在活塞上的活塞環，還包括支撐環，所述支撐環同軸固定在活塞環上，且支撐環的外徑小于活塞環的外徑；所述活塞環和支撐環上均設有切口，活塞環的切口與支撐環的切口錯開設置；所述活塞環的側壁上設有周向槽，且活塞環朝向高壓的一側設有平衡孔，所述平衡孔與周向槽相連通；所述周向槽內固定設有磁塊，所述支撐環的導熱系數大于活塞環的導熱系數。

本實用新型的原理和有益效果在于：

除了背景技術中指出的公知的導致活塞環的使用壽命的原因外，經過長期的實踐測試發現，活塞環的磨損往往是發生在中后期，其核心原因為：①潤滑油中含有細小的鐵屑雜質，這些雜質則會加大活塞環與氣缸的摩擦，導致活塞環快速磨損；②活塞環開始被磨損后，被磨損掉的碎屑則一直殘留在活塞環和氣缸之間，這又加重了活塞環的磨損，也是為什么一旦發生磨損后，活塞環后期會被加速的磨損的原因。

本方案中周向槽的設置，一方面是可以設置磁塊，通過磁塊來吸住潤滑油中的碎屑；另一方面其配合平衡孔，使得一部分高壓的氣體進入到周向槽中，用于平衡高壓對活塞環的推力，進而減少活塞環和氣缸之間的摩擦力；再一方面，周向槽的設置，可以使得高壓氣體的力均分到活塞環的凹槽中，減少了活塞環局部被磨損的幾率。

由于周向槽的設置，活塞環與氣缸的摩擦面積減少，但強度在一定程度被降低。而支撐環的設置則有效的加強了活塞環的強度。另外，由于支撐環的導熱系數大于活塞環，通常是采用高導熱系數的材料制成，則可快速地將活塞環的熱量導出，避免其局部高溫。

相對于傳統的活塞環，本方案通過獨特的結構，在保證活塞環的強度的同時，從減少摩擦力、減少碎屑和避免局部高溫幾個方向同時進行改進，有效地減緩了活塞環的磨損，大幅度地增加活塞環的使用壽命。