活塞空压机及其活塞环

技术领域

本申请涉及空气压缩领域，更具体地说，涉及一种活塞空压机以及用于该空压机的活塞环。

背景技术

容积式空气压缩机直接依靠改变气体容积来提高气体压力，作为容积式空气压缩机的一种，活塞空压机的主要压缩元件是活塞，通过活塞在缸体内做往复运动以改变气体容积。因此活塞与缸体内壁的密封性，直接影响空压机的工作性能。而在实际使用中，活塞能否与缸体内壁保持长期可靠的密封性，也是影响活塞空压机使用寿命的重要因素。

因此，如何提高活塞空压机的使用寿命成为本领域需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提出了一种活塞空压机以及用于该空压机的活塞环，以通过改善活塞与缸体内壁的密封可靠性，从而提高活塞空压机的使用寿命。

根据本申请，提出了一种活塞环，该活塞环包括：环形部，该环形部包括环体，该环体具有自然状态下彼此断开的第一端和第二端；所述环形部具有在所述环体受径向向内压力时的压缩状态，在所述压缩状态下，所述第一端和第二端相互靠近，以使所述环体、第一端和第二端在厚度方向上的投影形状为闭合的环形。

优选地，所述环体为弹性体。

优选地，所述环形部包括弹性件，该弹性件固定于所述环体上，以提供使所述环形部维持所述自然状态的弹性力。

优选地，所述弹性件为沿所述环体延伸的C形弹簧。

优选地，所述环体的内周面开设有安装槽，所述弹性件设置于所述安装槽内且不突出于所述环体的内周面。

优选地，所述环体为聚四氟乙烯复合体。

优选地，所述第一端和第二端分别为形状互补的楔形。

优选地，所述第一端形成有第一搭接段，所述第二端形成有第二搭接段；在所述活塞环的厚度方向上，该第一搭接段和第二搭接段的至少一部分的投影重合。

优选地，所述第一搭接段和第二搭接段分别为能够相互配合的台阶结构；或者所述第一搭接段为突出于所述第一端的凸形销，所述第二搭接段为开设于所述第二端的凹形槽。

本申请还提供了一种活塞空压机，该活塞空压机包括如上所述的活塞环。

根据本申请的技术方案，活塞环在活塞空压机的缸体内时，受到缸体内壁的径向约束，从而使活塞环呈压缩状态。活塞环基于其环形部从压缩状态到自然状态的倾向性，始终贴合于缸体的内壁上。当活塞空压机长时间使用导致活塞环外周面磨损后，活塞环能够自行补偿与缸体内壁之间的间隙，以保持活塞与缸体内壁的密封可靠性，进而提高活塞空压机的使用寿命。

本申请的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施方式及其说明用于解释本申请。在附图中：

图1为根据本申请优选实施方式的活塞环的立体图；

图2为图1所示的活塞环另一视角的立体图；

图3为活塞环的侧视示意图。

具体实施方式

活塞环作为活塞空压机的关键零件，安装在空压机的活塞的环状槽内，与缸体内壁形成有效的容积密封。传统的活塞空压机的活塞环磨损后不能与气缸内壁形成有效的密封，造成空压机排气量下降，导致空压机寿命短且维护成本高。通过改善活塞与缸体内壁的密封可靠性，本申请提供了一种能够提高活塞空压机的使用寿命的活塞环。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本申请的技术方案。

如图1和图2所示，本申请的活塞环包括环形部和在该环形部上断开的开口部，所述环形部包括环体11，该环体11具有自然状态下彼此断开的第一端12和第二端13，该断开的第一端12和第二端13之间形成所述活塞环的开口部。其中，环形部具有在环体11受径向向内压力时的压缩状态，在压缩状态下，第一端12和第二端13相互靠近，以使环体11、第一端12和第二端13在厚度方向上的投影形状为闭合的环形。反之，在环体11未受到径向向内压力的影响时，环形部从压缩状态下恢复到自然状态，从而所述第一端12和第二端13相互远离，此时环体11、第一端12和第二端13在厚度方向上的投影形状可以依然为环形或也可以为C形。

根据上述方案，活塞环是用于安装在空压机的活塞的环状槽内，利用活塞环的外周面贴合缸体内壁从而与缸体内壁形成有效的容积密封。由于活塞环的开口部的存在，使得活塞环具有在压缩状态与自然状态之间变形的裕度。在实际使用中，活塞环在缸体的轴向方向上受到活塞的环状槽的约束，以随活塞运动而运动，而在活塞环的径向方向上则主要受到缸体内壁的径向约束，从而使活塞环处于压缩状态。在长时间工作后，活塞环的外周面被缸体内壁磨损，环形部自行扩张以弥补活塞环与缸体内壁的间隙，从而保证容积密封性能。因此，根据本技术方案，在活塞环受到较小磨损的情况下，能够通过活塞环的自补偿以减小磨损对容积密封性能的影响，进而提高活塞空压机的使用寿命。

活塞环的环形部对抗径向向内压力的力可以来自于环体11本身，也可以来自于环体11之外的弹性件，未受到径向向内压力的情况下，活塞环保持自然状态，受到径向向内压力时，该压力克服环体11本身或弹性件的弹性力，以使环形部呈压缩状态。优选情况下，环体11可以为弹性体，或者如图1和图2所示，所述环形部包括弹性件14，该弹性件14固定于环体11上，以提供使环形部维持自然状态的弹性力。所述弹性件14可以为弹性材质的环状件，或优选为沿环体11延伸的C形弹簧。弹性件14可以支撑于环体11的内周面上，或者在所述环体11内延伸。优选如图1和图2所示，环体11的内周面开设有安装槽15，弹性件14设置于安装槽15内且不突出于环体11的内周面。环体11可以为常规的金属或非金属活塞环材质，优选为具有自润滑功能的聚四氟乙烯复合体。

如图3所示，活塞环的环体11的第一端12和第二端13可以分别为形状互补的楔形，从而实现环体11、第一端12和第二端13在厚度方向上的投影形状为闭合的环形。根据该实施方式，压缩状态下的第一端12和第二端13可以为完全贴合，或者第一端12和第二端13之间存在较小间隙。由于活塞环在厚度方向上的投影形状为闭合的环形，因此即使存在较小间隙仍能够满足容积密封要求，在环形部自补偿与缸体内壁间的磨损间隙后，能够起到减小磨损对容积密封性能的影响的作用。

根据另一种优选的实施方式，如图1和图2所示，第一端12形成有第一搭接段16，第二端13形成有第二搭接段17，在所述活塞环的厚度方向上，该第一搭接段16和第二搭接段17的至少一部分的投影重合。优选情况下，第一搭接段16和第二搭接段17在环形部的压缩状态和自然状态下均有至少一部分始终靠近或贴合，从而进一步减小开口部由于环形部自补偿而产生的间隙，提高容积密封性能。上述第一搭接段16和第二搭接段17可以具备如下结构形式：所述第一搭接段16和第二搭接段17可以分别为能够相互配合的台阶结构；或者第一搭接段16为突出于第一端12的凸形销，第二搭接段17为开设于第二端13的与所述凸形销形状相匹配的凹形槽；或者第二搭接段17为突出于第二端13的凸形销，第一搭接段16为开设于第一端12的与所述凸形销形状相匹配的凹形槽。

根据本申请优选的实施方式，提供了一种具备自补偿机制的活塞环，并根据该活塞环提供了一种具备更高使用寿命的活塞空压机。该活塞空压机的活塞环在活塞空压机的缸体内时，环体11受到缸体内壁的径向约束，从而使活塞环呈压缩状态，即第一端12和第二端13彼此贴合或靠近。活塞环的环体11基于弹性件14提供的弹性力始终贴合于缸体的内壁上。当活塞空压机长时间使用导致活塞环外周面磨损后，环体11在弹性件14的弹性力作用下能够自行补偿与缸体内壁之间的间隙，此时第一搭接段16和第二搭接段17依然保持互相靠近或贴合，以保持活塞与缸体内壁的密封可靠性，从而使出现磨损的活塞环仍能够实现容积密封目的，进而提高了活塞空压机的使用寿命。

以上详细描述了本申请的优选实施方式，但是，本申请并不限于上述实施方式中的具体细节，在本申请的技术构思范围内，可以对本申请的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本申请的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本申请对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本申请的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本申请的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。