一种新型无润滑压缩机用活塞运动导向环制造技术

本实用新型专利技术涉及活塞式压缩机领域，尤其涉及一种安装和拆卸方便的新型无润滑压缩机用活塞运动导向环，包括套入活塞体相应环槽的导向环，所述导向环上开设有一斜向开口，所述斜向开口的锐角在45°~60°范围内。所述导向环外圆上设置有若干轴向通槽。所述轴向通槽的截面为三角形或者月牙形。导向环对应高压气体方向的外圆处设计有一锥形面，锥度为10~30度。本实用新型专利技术的目的在于克服现有技术中存在的整体热套式和分瓣式货代压缩机的缺点而提高提供一种安装便捷、工作可靠和使用寿命长的综合性能的新型无润滑压缩机用活塞运动导向环。

Piston motion guiding ring for novel non lubricated compressor

The utility model relates to the field of piston type compressor, especially relates to the movement of the piston guide ring a new installation and convenient disassembly without lubrication compressor, including a guide sleeve ring into the piston ring body corresponding groove, the guide ring is provided with an oblique opening, the oblique opening angle at 45 DEG ~60 DEG within the scope of. A plurality of axial grooves are arranged on the outer circle of the guide ring. The cross section of the axial groove is a triangle or a crescent. A conical surface is arranged at the outer circle of the guide ring corresponding to the direction of the high pressure gas, and the taper is 10~30 degrees. The utility model aims to overcome the existing technology in the whole heat sleeve and valve type compressor and improve the shortcomings of freight provides a convenient, reliable and comprehensive performance and long service life of the new non lubricated compressor with piston guide ring.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及活塞式压缩机领域，尤其涉及一种安装和拆卸方便的新型无润滑压缩机用活塞运动导向环。
技术介绍
导向环是活塞压缩机中使用的一个常用零件（图1），通常材料为非金属（一般采用填充聚四氟乙烯、尼龙等），其作用是控制活塞在运动过程中与气缸壁之间的间隙，从而保证活塞轴线与气缸轴线的同轴度，防止活塞在运动中因过量摆动引起活塞与气缸壁直接摩擦，导致气缸壁拉伤，引起被压缩介质泄露。导向环理想的工作位置是导向环内圆面紧贴环槽底面，对泄漏气体的阻力尽量小，仅承受摩擦力。在活塞压缩机中常用的导向环型式为整体热套式和分瓣式两种。整体热套式工作定位好，但安装过程需要专用的热套工具，同时需要一个大型的加热炉保证导向环和热套工具同时加温，使环热膨胀，直至环膨胀到大于活塞体外径，套入活塞体相应环槽，通过环内圆与环槽底面的过盈配合，能够很好的保证环内圆紧贴环槽底面，环只承受与气缸壁的摩擦力，使用寿命较长，但是安装过程复杂，耗时长，还有当环内圆尺寸与环槽底圆尺寸过盈量较大时，易引起环产生断裂。分瓣式导向环可在常温下安装，但在与活塞组装后，随活塞进入气缸过程中困难，同时因分瓣形式导致环在工作中无法准确定位，易导致摩擦表面比压较大，引起磨损加剧，环的使用寿命较短，也可另引入定位零件保证定位，但同时增加了易损件的数目，脱落后，同样会造成气缸划伤。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述现有技术中存在的整体热套式和分瓣式货代压缩机的缺点而提高提供一种安装便捷、工作可靠和使用寿命长的综合性能的新型无润滑压缩机用活塞运动导向环。本技术的技术方案是这样实现的：一种新型无润滑压缩机用活塞运动导向环，包括套入活塞体相应环槽的导向环，所述导向环上开设有一斜向开口，所述斜向开口的锐角在45°~60°范围内。所述导向环外圆上设置有若干轴向通槽。所述轴向通槽的截面为三角形；三角形通槽截面顶角e为45~60度，同时通槽不得低于活塞体外圆面。所述轴向通槽的截面为月牙形；月牙形通槽截面圆弧半径R为2.5~5mm，同时通槽不得低于活塞体外圆面。在导向环靠近压缩腔的外圆处，设计有一锥形面，锥度为10~23度。本技术的技术方案产生的积极效果如下：该设计的导向环为整体结构，在导向环上开一个截面宽度为B的切口。由于使用的材料硬度较低，弹性较大，可以通过手动把环张开，然后套入活塞体相应环槽内。拆下亦是如此方法，不需要任何工具。实现了安装和拆卸简易、方便的目的。在工作中自定位方面，主要靠配合尺寸（图2、图3）及气压压差作用实现（图4）。尺寸上主要考虑环在工作温度下热膨胀的影响。导向环内圆直径φd与活塞体的环槽底径采用过盈配合，通过过盈量来吸收部分导向环内圆的热膨胀量。导向环轴向高度K与活塞体的环槽间要求工作温度时一定要过盈，利用导向环与活塞体环槽间的摩擦力来吸收导向环内圆的另一部分膨胀量。另外利用导向环的缺口宽度B的大小来容纳环在导向环向的热膨胀量，保证导向环缺口两端在工作温度下不会因接触产生接触应力，以及避免因应力造成导向环内圆面脱离活塞体环槽底面，引起不希望的磨损加剧。以上综合措施能够保证导向环内圆面始终和活塞体环槽底径面接触。另外在压差方面。导向环外圆尺寸φD无论冷、热工况，始终保持比气缸壁直径小，保证压力气体在通过环的过程中压力损失较小，环后压力P2≈P1，而环外圆平均受压为（P1+P2）/2，且（P1+P2）/2＞P3，压差的方向是指向活塞体轴线，压缩机在工作时，在以上压差的作用下推动导向环向内收紧。另外在导向环靠近压缩腔的外圆处，设计有一锥形面，锥度为10~30度，在高压气体通过导向环时，给与导向环一个向心的分力，推动导向环向心收缩。通过以上措施的综合应用，能够有效的实现导向环自动定位在理想工作位置上。同时为了强化压差的作用，更有效的减小气体通过环过程中的压力损失，在导向环外圆加工大量的轴向通槽，减小气体流动阻力，保证足够压差。轴向通槽的截面形式以三角形（图2）和月牙形（图3）较好，三角形截面轴向通槽，能提供较大的通流截面，对减小气体的流动阻力效果较好，不利的是在尖角处会应力集中。月牙形对应力过渡较好，但形成的通流截面较小。对于使用寿命方面，主要是磨损寿命。在导向环的材质质量保证的前提下，磨损寿命只取决于环与气缸摩擦时环所受到的比压的大小。通常要保证导向环寿命为8000小时，首先保证气缸壁表面粗糙度在0.6左右，重要的是比压不应超过0.05MPa。这就要求环与气缸壁之间要有足够的接触面积，所以环外缘的轴向通槽的数目适当，不能太多。附图说明图1为本技术活塞组件视图。图2为本技术采用三角形轴向通槽的导向环结构示意图之一。图3为本技术采用三角形轴向通槽的导向环结构示意图之二。图4为本技术采用月牙形轴向通槽的导向环结构示意图之一。图5为本技术采用月牙形轴向通槽的导向环结构示意图之二。图6为本技术导向环的工作原理图。图中标注为：1、活塞体；2、导向环；3、活塞环；4、活塞杆；5、斜向开口；6、轴向通槽；7、排气阀；8、轴侧压缩腔；9、盖侧压缩腔；10、进气阀；11、锥形面；12、导向环开口锐角；13、气缸壁；B、导向环开口尺寸；K、导向环轴向高度；D、导向环外径；d、导向环内径；e、三角形通槽截面顶角；F、导向环与环槽间轴向间隙；m、锥形面轴向高度；n、锥形面径向宽度；R、月牙形通槽截面的圆弧半径；F、导向环与环槽间轴向间隙；P1、导向环前压力（高压）；P2、导向环后压力（低压）；P3、导向环内圆所受压力；P4、导向环锥面所受压力。具体实施方式一种新型无润滑压缩机用活塞运动导向环，如图1、2、3、4、5、6所示，包括套入活塞体1相应环槽的导向环2，所述导向环上开设有一斜向开口5，所述斜向开口的锐角在45°~60°范围内。所述导向环外圆上设置有若干轴向通槽6。所述轴向通槽的截面为三角形或者月牙形。在导向环靠近压缩腔处设计有一锥形面11，锥度为10~30度。斜向开口的缺口宽度B为计算得出，B=0.5π（D+d）（T-t）α+K；其中D、导向环外径；d、导向环内径；T、导向环最高工作温度；t、导向环安装时的大气平均温度，一般取20~25℃；α、导向环材料的线膨胀系数；K、安全裕量，根据D选取，D大K取大值，D小K取小值，K值范围：1~4mm。两个导向环2分别布置在活塞体1的两端，导向环2之间布置密封气体用的活塞环3，活塞体1顶面和底面分别与气缸及吸气阀10、排气阀7形成盖侧压缩腔9和轴侧压缩腔8，活塞杆4带动活塞体1在气缸中往复运动，周期性交替的在盖侧压缩腔9和轴侧压缩腔8进行压缩工作，即在两个压缩腔交替的产生高压气体。见图1，上侧导向环2外圆锥形面11设置在盖侧压缩腔9侧，下侧导向环2外圆锥形面11设置在轴侧压缩腔8侧。锥形面锥度为15~30度，锥形面轴向高度m为导向环轴向高度K的0.2~0.3倍，锥面径向宽度n不得大于导向环2高出活塞体1的部分，即要求锥形面不能低于活塞体外圆面。在压缩机运转工作时，货代感4带动活塞体在气缸内进行往复运动，当活塞体1向压缩腔运动时，压缩腔内的气体被压缩，气体压力升高，气体会在压力差的作用下，从高压区流向低压区，通过导向环2，在环前压力P1与环后压力P2的基础上，导向环2外圆的所受平均压力为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型无润滑压缩机用活塞运动导向环，其特征在于：包括套入活塞体相应环槽的导向环，所述导向环上开设有一斜向开口，所述斜向开口的锐角在45°~60°范围内。

【技术特征摘要】
1.一种新型无润滑压缩机用活塞运动导向环，其特征在于：包括套入活塞体相应环槽的导向环，所述导向环上开设有一斜向开口，所述斜向开口的锐角在45°~60°范围内。2.根据权利要求1所述的一种新型无润滑压缩机用活塞运动导向环，其特征在于：所述导向环外圆上设置有若干轴向通槽。3.根据权利要求2所述的一种新型无润滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛俊海，吕颢，于浩，柴春元，孙磊，张申，宋涓，高燕，王京红，王珠锋，
申请(专利权)人：开封空分集团有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41