一种长寿命活塞头的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种长寿命活塞头，包括心轴和活塞环，还包括锁紧端帽、弹力环和多个均设置有中心孔的活塞环挡圈，所述心轴呈一端设置有外螺纹的阶梯轴状，活塞环挡圈依次穿设在心轴上，相邻两个活塞环挡圈之间构成一个垂直于心轴轴线且呈环状的活塞环安装槽，每个活塞环安装槽上均套设有一个弹力环，每个弹力环上均套设有一个活塞环，且活塞环上设置有缺口，锁紧端帽与心轴的外螺纹段成螺纹连接。本发明结构简单，活塞环在活塞头上的安装和拆卸方便，同时削弱了气缸压缩空间气密性对活塞环磨损量的敏感度，有利于延长活塞环的使用周期，减小压缩机的故障率。
【专利说明】一种长寿命活塞头
【技术领域】
[0001]本发明涉及活塞式压缩机设备领域，特别是涉及一种长寿命活塞头。
【背景技术】
[0002]由于活塞式压缩机能够制造出低压、中压、高压、超高压等不同机型，方便根据需要选取不同排气压力的压缩机，相较于回转式压缩机还具有效率高、体积小、易于安装和排气量可在较广的范围内进行调整和选择等优势，被广泛运用于石化行业中。
[0003]活塞压缩机中的关键部件为气缸和活塞头，活塞式压缩机在运行中两者的配合关系将直接影响压缩机的效率和故障率。现有技术中活塞头由心轴和固定在心轴上的活塞环等部件组成，活塞环与气缸内壁接触形成压缩机的压缩空间。活塞环随着压缩机运行时间的加长均会被磨损，若活塞环与气缸内壁的间隙过大，将会使得压缩机气缸泄漏量过大而直接影响压缩机的排气量。现有技术中活塞环在活塞头上安装和拆卸不便，同时使用寿命短。
【发明内容】
[0004]针对上述现有技术中现有技术中活塞环在活塞头上安装和拆卸不便，同时使用寿命短的问题，本发明提供了 一种长寿命活塞头。
[0005]为解决上述问题，本发明提供的一种长寿命活塞头通过以下技术要点来达到目的:一种长寿命活塞头，包括心轴和活塞环，还包括锁紧端帽、弹力环和多个均设置有中心孔的活塞环挡圈，所述心轴呈一端设置有外螺纹的阶梯轴状，活塞环挡圈依次穿设在心轴上，相邻两个活塞环挡圈之间构成一个垂直于心轴轴线且呈环状的活塞环安装槽，每个活塞环安装槽上均套设有一个弹力环，每个弹力环上均套设有一个活塞环，且活塞环上设置有缺口，锁紧端帽与心轴的外螺纹段成螺纹连接。
[0006]具体的，设置的活塞环与气缸内壁接触形成密封面以形成活塞式压缩机的压缩空间。以上结构中，锁紧端帽将活塞环挡圈固定在心轴上靠近心轴螺纹端的轴肩和锁紧端帽之间，这样在装卸活塞环时，针对排气压力不同的压缩机，在活塞环上缺口未贯穿活塞环截面的情况下，即活塞环具有用于膨胀变形的缺口却并非开环结构的情况下，在安装和拆卸活塞环时不需要通过让活塞环应力变形，这样活塞环在心轴上的安装和拆卸不损伤活塞环。同时，以上结构便于安装变形量较大的弹力环，弹力环可采用弹性材料或环状的绕制弹簧，通过设置截面宽度较大的活塞环，在压缩机运行过程中通过弹力环膨胀可进一步弥补活塞环的磨损，这样削弱了气缸压缩空间气密性对活塞环磨损量的敏感度，有利于延长活塞环的使用周期，减小压缩机的故障率。优选活塞环挡圈与心轴、弹力环与活塞环安装槽、活塞环和弹力环均呈过盈配合，以防止上述四者之间发生相对运动而加剧活塞环的磨损和影响活塞环与气缸的配合精度。
[0007]更进一步的技术方案为:
所述活塞环安装槽横截面呈T形，且其内侧宽度大于外侧宽度，活塞环的截面也为内侧宽度大于外侧宽度的T形，活塞环的内侧外端与活塞环安装槽的内侧外端之间还具有宽度在范围内的滑移间隙。
[0008]活塞环和活塞环安装槽形状的设置，便于通过增大活塞环内侧的受力面积来增大活塞环外侧对气缸内壁的压应力，即便于选用高度大于活塞环外侧高度的弹力环，这样在保证活塞环密封性能的情况下，便于选用易于变形的弹力环，这样不仅便于弹力环和活塞环的安装，同时变形驱动力小的弹力环相较于变形驱动力大的弹力环，一般具有更大的变形补偿。
[0009]为减小活塞环上用于热变形的缺口在压缩机工作时的气体泄漏量，所述活塞环上的缺口为相对于心轴截平面呈45°的斜切口。为进一步减小泄漏量，优选各个活塞环上的斜切口错位安装。
[0010]还包括固定在心轴上呈盘状的导向环座和导向环，导向环座的外侧还设置有环状的槽，所述导向环位于所述槽内。设置的导向环用于对心轴相对于气缸运动轨迹的导向，有利于均匀活塞环周向方向的受力，延长活塞环的使用寿命。
[0011]为便于导向环在心轴上的安装，所述导向环座上设置有中心孔，导向环座穿设在心轴上，且所述槽与导向环座的端面贯通。以上设置还便于在导向环座与靠近其的活塞环挡圈之间设置一个活塞环，这样便于在一定长度的心轴上尽量设置多个活塞环。
[0012]由于设置的锁紧端帽需具有足够的强度以限制活塞环挡圈不滑动，为减小锁紧端帽的体积以减轻活塞头的重量，还包括导向环挡圈，所述导向环座位于活塞环挡圈和锁紧端帽之间，导向环挡圈位于锁紧端帽与导向环座之间，且导向环位于导向环座靠近锁紧端帽的一端。设置的导向环挡圈可采用直径略小于气缸内径的圆盘以使得导向环挡圈端面受力均匀，而不必采用结构较大的锁紧端帽。
[0013]本发明具有以下有益效果:
1、锁紧端帽将活塞环挡圈固定在心轴上靠近心轴螺纹端的轴肩和锁紧端帽之间，这样在装卸活塞环时，针对排气压力不同的压缩机，在活塞环上缺口未贯穿活塞环截面的情况下，即活塞环具有用于膨胀变形的缺口却并非开环结构的情况下，在安装和拆卸活塞环时不需要通过让活塞环应力变形，这样活塞环在心轴上的安装和拆卸不损伤活塞环。
[0014]2、以上结构便于安装变形量较大的弹力环，弹力环可采用弹性材料或环状的绕制弹簧，通过设置截面宽度较大的活塞环，在压缩机运行过程中通过弹力环膨胀可进一步弥补活塞环的磨损，这样削弱了气缸压缩空间气密性对活塞环磨损量的敏感度，有利于延长活塞环的使用周期，减小压缩机的故障率。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明所述的一种长寿命活塞头一个具体实施例的结构示意图；
图2为所述活塞环一个具体实施例的俯视图；
图3为所述活塞环一个具体实施例的主视图。
[0016]图中的标记分别为:1、心轴，2、活塞环挡圈，3、弹力环，4、活塞环，5、导向环，6、锁紧端帽，7、导向环挡圈，8、导向环座，9、活塞环安装槽，10、滑移间隙。
【具体实施方式】[0017]下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明的结构不仅限于以下实施例。
[0018]实施例1:
如图1、图2和图3，一种长寿命活塞头，包括心轴I和活塞环4，还包括锁紧端帽6、弹力环3和多个均设置有中心孔的活塞环挡圈2，所述心轴I呈一端设置有外螺纹的阶梯轴状，活塞环挡圈2依次穿设在心轴上，相邻两个活塞环挡圈2之间构成一个垂直于心轴I轴线且呈环状的活塞环安装槽9，每个活塞环安装槽9上均套设有一个弹力环3，每个弹力环3上均套设有一个活塞环4，且活塞环4上设置有缺口，锁紧端帽6与心轴I的外螺纹段成螺纹连接。
[0019]具体的，设置的活塞环4与气缸内壁接触形成密封面以形成活塞式压缩机的压缩空间。以上结构中，锁紧端帽6将活塞环挡圈2固定在心轴I上靠近心轴I螺纹端的轴肩和锁紧端帽6之间，这样在装卸活塞环4时，针对排气压力不同的压缩机，在活塞环4上缺口未贯穿活塞环4截面的情况下，即活塞环4具有用于膨胀变形的缺口却并非开环结构的情况下，在安装和拆卸活塞环4时不需要通过让活塞环4应力变形，这样活塞环4在心轴I上的安装和拆卸不损伤活塞环4。同时，以上结构便于安装变形量较大的弹力环3，弹力环3可采用弹性材料或环状的绕制弹簧，通过设置截面宽度较大的活塞环4，在压缩机运行过程中通过弹力环3膨胀可进一步弥补活塞环4的磨损，这样削弱了气缸压缩空间气密性对活塞环4磨损量的敏感度，有利于延长活塞环4的使用周期，减小压缩机的故障率。优选活塞环挡圈2与心轴1、弹力环3与活塞环安装槽9、活塞环4和弹力环3均呈过盈配合，以防止上述四者之间发生相对运动而加剧活塞环4的磨损和影响活塞环4与气缸的配合精度。
[0020]实施例2:
本实施例在实施例1的基础上作进一步改进，如图1、图2和图3，所述活塞环安装槽9横截面呈T形，且其内侧宽度大于外侧宽度，活塞环4的截面也为内侧宽度大于外侧宽度的T形，活塞环4的内侧外端与活塞环安装槽9的内侧外端之间还具有宽度在范围内的滑移间隙10。
[0021]活塞环4和活塞环安装槽9形状的设置，便于通过增大活塞环4内侧的受力面积来增大活塞环4外侧对气缸内壁的压应力，即便于选用高度大于活塞环4外侧高度的弹力环3，这样在保证活塞环4密封性能的情况下，便于选用易于变形的弹力环3，这样不仅便于弹力环3和活塞环4的安装，同时变形驱动力小的弹力环3相较于变形驱动力大的弹力环3，一般具有更大的变形补偿。
[0022]为减小活塞环4上用于热变形的缺口在压缩机工作时的气体泄漏量，所述活塞环4上的缺口为相对于心轴I截平面呈45°的斜切口。为进一步减小泄漏量，优选各个活塞环4上的斜切口错位安装。
[0023]实施例3:
本实施例在实施例1的基础上作进一步改进，如图1、图2和图3，还包括固定在心轴I上呈盘状的导向环座8和导向环5，导向环座8的外侧还设置有环状的槽，所述导向环5位于所述槽内。设置的导向环5用于对心轴I相对于气缸运动轨迹的导向，有利于均匀活塞环4周向方向的受力，延长活塞环4的使用寿命。
[0024]为便于导向环5在心轴I上的安装，所述导向环座8上设置有中心孔，导向环座8穿设在心轴I上，且所述槽与导向环座8的端面贯通。以上设置还便于在导向环座8与靠近其的活塞环挡圈2之间设置一个活塞环4，这样便于在一定长度的心轴I上尽量设置多个活塞环4。
[0025]由于设置的锁紧端帽6需具有足够的强度以限制活塞环挡圈2不滑动，为减小锁紧端帽6的体积以减轻活塞头的重量，还包括导向环挡圈7，所述导向环座8位于活塞环挡圈2和锁紧端帽6之间，导向环挡圈7位于锁紧端帽6与导向环座8之间，且导向环5位于导向环座8靠近锁紧端帽6的一端。设置的导向环挡圈2可采用直径略小于气缸内径的圆盘以使得导向环挡圈7端面受力均匀，而不必采用结构较大的锁紧端帽6。
【权利要求】
1.一种长寿命活塞头，包括心轴(I)和活塞环(4)，其特征在于，还包括锁紧端帽(6)、弹力环(3)和多个均设置有中心孔的活塞环挡圈(2)，所述心轴(I)呈一端设置有外螺纹的阶梯轴状，活塞环挡圈(2)依次穿设在心轴上，相邻两个活塞环挡圈(2)之间构成一个垂直于心轴(I)轴线且呈环状的活塞环安装槽(9)，每个活塞环安装槽(9)上均套设有一个弹力环(3)，每个弹力环(3)上均套设有一个活塞环(4)，且活塞环(4)上设置有缺口，锁紧端帽(6)与心轴(I)的外螺纹段成螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的一种长寿命活塞头，其特征在于，所述活塞环安装槽(9)横截面呈T形，且其内侧宽度大于外侧宽度，活塞环(4)的截面也为内侧宽度大于外侧宽度的T形，活塞环(4)的内侧外端与活塞环安装槽(9)的内侧外端之间还具有宽度在范围内的滑移间隙(10)。
3.根据权利要求1所述的一种长寿命活塞头，其特征在于，所述活塞环(4)上的缺口为相对于心轴(I)截平面呈45°的斜切口。
4.根据权利要求1所述的一种长寿命活塞头，其特征在于，还包括固定在心轴(I)上呈盘状的导向环座(8)和导向环(5)，导向环座(8)的外侧还设置有环状的槽，所述导向环(5)位于所述槽内。
5.根据权利要求4所述的一种长寿命活塞头，其特征在于，所述导向环座(8)上设置有中心孔，导向环座(8)穿设在心轴(I)上，且所述槽与导向环座(8)的端面贯通。
6.根据权利要求5所述的一种长寿命活塞头，其特征在于，还包括导向环挡圈(7)，所述导向环座(8)位于活塞环挡圈(2)和锁紧端帽(6)之间，导向环挡圈(7)位于锁紧端帽(6)与导向环座(8)之间，且导向环(5)位于导向环座(8)靠近锁紧端帽(6)的一端。
【文档编号】F04B39/00GK103807143SQ201410070077
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2014年2月28日
【发明者】贺昶明 申请人:成都大漠石油机械有限公司