[实用新型]适用于高速大功率往复活塞式压缩机的活塞环

说明书

技术领域

一种适用于高速大功率往复活塞式压缩机的活塞环，用于高速大功率往复活塞式压缩机，涉及往复活塞式压缩机活塞环的设计制造技术领域。

背景技术

高速大功率往复活塞式压缩机，其转速n=1000r/min、功率P=6000kW，主要用于天然气的集输增压、储气库注气，是天然气勘探开发、储存必不可少的设备。当前天然气增压、采输、注气的高速大功率压缩机完全依赖进口，国内目前的大功率往复式压缩机主要应用于炼化企业，现有国产的复式压缩机功率可达10000kW，而转速只有350r/min，属于低速往复式压缩机；目前国内的低速往复式压缩机，由于设备体积十分庞大，而且笨重，因此，都要在现场分体安装、所以不适于天然气工业的应用。国内、国外目前生产的往复活塞式压缩机组包括静止部件和运动部件，静止部件包括机身、中体、压缩缸、润滑系统；运动部件包括曲轴、连杆、活塞杆、十字头、活塞，以及活塞环。

活塞环卡在活塞上，内环接触活塞，外环接触缸套，活塞环的主要任务主要有两点，任务之一刮油：活塞运行时，为了将缸套表面的润滑油刮干净的需要，活塞环与缸套接触的一面的宽度是有限的，太宽了会造成接触面过大，不能很好的将缸套表面的润滑油刮干净，因此，与缸套接触的活塞环的宽度（外环宽度）应在一个设计的较薄的尺寸区间内；任务之二密封：活塞环工作状态下它与活塞之间有一个背压腔（内有空气），缸套施加给活塞环的作用力在背压腔在反作用下使活塞环向外扩张，抵在缸套上，达到密封效果。背压越大密封越好，而背压的大小与背压腔的容积成正比关系，宽度一定的前提下与面积即活塞环内环宽度成正比关系。活塞环及其工作环境见附图1。

根据以上分析可知活塞环的两个任务分别与活塞环外环和内环宽度有关，经研究各自的要求反应在具体尺寸上并不一致。

然而现有活塞环的截面形状均为矩形，即外环与内环的宽度一致。使得刮油和密封两个技术要求不能都达到最佳效果。在实际设计加工时都仅考虑了刮油效果，从而损害了内环宽度要求，活塞运行中产生的背压较小，较小的背压给予活塞环与缸套贴合的压力也会较小，因此，现有技术中截面形状的矩形活塞环对缸套的密封效果是有限的。

实用新型内容

本实用新型旨在针对上述现有活塞环因矩形截面造成的刮油与密封效果不能兼得的问题，对活塞环的内环和外环的宽度区别设计，使刮油和密封效果能够同时达到较高水准。

为实现本实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：

适用于高速大功率往复活塞式压缩机的活塞环，其特征在于：活塞环内环宽度较外环宽。

所述活塞环的底面或顶面中至少有一面为阶梯型，即至少有两面高低平面。

所述两高低平面之间的斜面角度为130°-150°。

所述活塞环内环宽度是外环宽度的1.1-1.5倍。

本实用新型的有益效果和优点是：

本实用新型对活塞环的内环和外环的宽度区别设计，活塞环内环宽度较外环宽。与现有方案相比，较大的内环底面积可以增大活塞环的背压力，外环面积小可缩小活塞环与气缸接触的宽度，有利于活塞环与气缸壁的贴合，可以同时增强刮油和密封效果。

附图说明

图1是本实用新型断面结构示意图

图中标记：

1活塞环、2活塞、3活塞杆、4锁紧螺帽。

具体实施方式

本实用新型对现有技术的贡献在于根据研究出的规律，将内环和外环的宽度区别对待。外环具体宽度尺寸参照、满足相关要求和标准，内环宽度大于外环，宽度越大背压越高，密封就越严密。在设计生产时，内环具体尺寸可控制在较为合适的一定限度内，比如是外环宽度的1.1-1.5倍，可以根据介质种类，活塞环、活塞、缸套的材质，设备体积等相关因素进行调整，经有限次的试验就能找到最佳值。

图1所示，活塞环的顶面为阶梯型，底面为平面，顶面的阶梯型有两面高低平面，并均与底面平行。图示中，两级平面之间为直坡面衔接，直坡面的角度为130°-150°。

除图1实例之外，阶梯面亦可设置在底面，两级平面之间除了直坡面还可设计为其他能够满足工作条件的任何形状。

将本实用新型安装在活塞上，方法如下：

首先将活塞环（1）装进上一级活塞（2）中的缺口中，然后装下一级活塞（2），相邻两个活塞之间依靠止口定位，通过活塞杆（3）及锁紧螺帽（4），联接并固定所有部件。