一种适用于高压差的活塞环的制作方法

本发明涉及压缩机领域，具体是指一种适用于高压差的活塞环。

背景技术：

活塞环是一种密封气缸镜面和活塞之间缝隙的零件，对其基本的要求是密封性和耐磨性，活塞环上有开口，参见图1活塞环安装示意图，在自由状态下，活塞环直径大于气缸直径，活塞装入气缸后，由于活塞环材料的弹性，产生对气缸镜面的预压力，压缩机在工作时，活塞环在其前压力与后压力的压力差作用下，被推向压力较低的一方，密封了气体沿环槽端面的泄漏，腹胀在活塞环内圆上的压力，近似为环前压力，此压力大于作用在活塞环外圆上的平均压力，形成压力差，将环压向气缸镜面，阻止了气体沿气缸壁面的泄漏。气缸从高压侧第一道环逐级泄漏到最后一道环时，每一道环所承受的压力差相差很大，第一道环承受主要的压力差，并且随着转数的增高，背压的建立，压力差也增高，而第二道环的相对第一道环的压力差就会小很多，以后各环逐级减小，造成各道环磨损不均，过高的压力差造成活塞环磨损严重，且增加气缸的磨损。如何解决上述技术问题，成了本领域技术人员的努力方向。

技术实现要素：

基于以上问题，本发明提供了一种适用于高压差的活塞环。本发明降低了活塞环内圆和外圆的压力差，在保证密封的前提下，有效延长活塞环30％～40％的使用寿命。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种适用于高压差的活塞环，包括圆环形的基环，基环内圆环面向外环圆面贯穿连通有多个用于降低基环内圆和外圆压力差的泄压孔。

在本发明中，圆环形的基环是现有技术，其剖面的形式可以为圆形、矩形、梯形或楔形等，其外圆面形状可以为柱面、桶面、不对称桶面或锥面等，其棱边形状可以为如内倒角、内切台、外棱边倒角等形状，其可以含有渡边结构，渡边结构可以为无渡或涂层，喷涂如全喷涂、半镶嵌喷涂、镶嵌喷涂，电镀如圈电镀、半镶嵌电镀、镶嵌电镀，氮化如全表面氮化、特定面氮化。泄压孔可以为圆形孔、方形孔、或弯折状的通孔，也可以如条槽形，只要内联通基环内圆环面向外环圆面即可。

活塞环工作承压情况：压缩机在工作时，活塞环内圆环面及高压侧的端面受到压力，活塞环在其前压力与后压力的压力差作用下，被推向压力较低的一方，密封了活塞杆安装活塞环气体沿环槽低压侧端面的泄漏，高压侧的在活塞环内圆上的压力将活塞环腹胀，将基环环压向气缸镜面，阻止了气体沿气缸壁面的泄漏，而基环上开设的泄压孔通有基环内圆和外圆，降低基环内圆面与外圆面的压力差，进而减小基环的磨损。一般来说，基环上开设的泄压孔越多，基环内圆面与外圆面的压力差越小，活塞杆上每级活塞环压力差减缓趋势越趋平，因此泄压孔数量越多，活塞环磨损越小，活塞杆活塞环的级数越多，由于活塞环一般承受较高压力差为活塞杆上前两级活塞环，因此一般在活塞杆上前两级活塞环开设泄压孔。

作为一种优选的方式，基环外圆环面开设有至少一道环槽，泄压孔自基环内圆环面贯穿至外环圆面的环槽内底面上。

作为一种优选的方式，环槽与基环同心且呈圆环状开设在基环外圆环面上，滑槽将基环外圆环面分隔成两接触环岸。

作为一种优选的方式，泄压孔数量为六个，均匀分布在基环上。

作为一种优选的方式，基环的材质为碳纤维增强复合材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明降低了活塞环内圆和外圆的压力差，在保证密封的前提下，有效延长活塞环30％～40％的使用寿命；

(2)本发明基环外圆环面开设有至少一道环槽，泄压孔自基环内圆环面贯穿至外环圆面的环槽内底面上。环槽可以为整圆形，也可以为间断的多个弧形，环槽横截面形式可以为圆形、矩形、梯形或楔形等，环槽可以开设在外环圆面中间，也可以开设在外环圆面边缘处。基环内圆环面的压力自泄压孔进入外环圆面的环槽内，外环圆面均匀分布朝向内圆环面的压力，基环内圆环面与外圆环面每个弧段上的压力差更加均衡；

(3)本发明环槽与基环同心且呈圆环状开设在基环外圆环面上，滑槽将基环外圆环面分隔成两接触环岸。两接触环岸挤压气缸镜面进行密封，将一个活塞面的密封面分成二级，有利于提高密封性能，同时改善基环承压时的整体受力情况。

附图说明

图1为活塞环安装示意图。

图2为本发明的正视图。

图3为本发明的左视图。

其中，1基环，101环槽，102泄压孔，103接触环岸。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例1：

参见图2～3，一种适用于高压差的活塞环，包括圆环形的基环1，基环1内圆环面向外环圆面贯穿连通有多个用于降低基环1内圆和外圆压力差的泄压孔102。

在本实例中，圆环形的基环1是现有技术，其剖面的形式可以为圆形、矩形、梯形或楔形等，其外圆面形状可以为柱面、桶面、不对称桶面或锥面等，其棱边形状可以为如内倒角、内切台、外棱边倒角等形状，其可以含有渡边结构，渡边结构可以为无渡或涂层，喷涂如全喷涂、半镶嵌喷涂、镶嵌喷涂，电镀如圈电镀、半镶嵌电镀、镶嵌电镀，氮化如全表面氮化、特定面氮化。泄压孔102可以为圆形孔、方形孔、或弯折状的通孔，也可以如条槽形，只要内联通基环1内圆环面向外环圆面即可。泄压孔102数量可以为六个，均匀分布在基环1上。基环1的材质采用常规活塞环材质即可，本实施例采用的是碳纤维增强复合材料。

活塞环工作承压情况：压缩机在工作时，活塞环内圆环面及高压侧的端面受到压力，活塞环在其前压力与后压力的压力差作用下，被推向压力较低的一方，密封了活塞杆安装活塞环气体沿环槽101低压侧端面的泄漏，高压侧的在活塞环内圆上的压力将活塞环腹胀，将基环1环压向气缸镜面，阻止了气体沿气缸壁面的泄漏，而基环1上开设的泄压孔102通有基环1内圆和外圆，降低基环1内圆面与外圆面的压力差，进而减小基环1的磨损。一般来说，基环1上开设的泄压孔102越多，基环1内圆面与外圆面的压力差越小，活塞杆上每级活塞环压力差减缓趋势越趋平，因此泄压孔102数量越多，活塞环磨损越小，活塞杆活塞环的级数越多，由于活塞环一般承受较高压力差为活塞杆上前两级活塞环，因此一般在活塞杆上前两级活塞环开设泄压孔102。

实施例2：

本实施例是对于上一实施例的进一步改进。

参见图2～3，一种适用于高压差的活塞环，包括圆环形的基环1，基环1内圆环面向外环圆面贯穿连通有多个用于降低基环1内圆和外圆压力差的泄压孔102。

基环1外圆环面开设有至少一道环槽101，泄压孔102自基环1内圆环面贯穿至外环圆面的环槽101内底面上。环槽101可以为整圆形，也可以为间断的多个弧形，环槽101横截面形式可以为圆形、矩形、梯形或楔形等，环槽101可以开设在外环圆面中间，也可以开设在外环圆面边缘处。基环1内圆环面的压力自泄压孔102进入外环圆面的环槽101内，外环圆面均匀分布朝向内圆环面的压力，基环1内圆环面与外圆环面每个弧段上的压力差更加均衡。

环槽101与基环1同心且呈圆环状开设在基环1外圆环面上，滑槽将基环1外圆环面分隔成两接触环岸103。两接触环岸103挤压气缸镜面进行密封，将一个活塞面的密封面分成二级，有利于提高密封性能，同时改善基环1承压时的整体受力情况。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，这里就不再赘述。

如上即为本发明的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。