[发明专利]用于活塞压缩机的活塞环和活塞压缩机

说明书

活塞环包括环形的基环(5)和密封环(3)，其中基环(5)具有径向向外指的基环端面(5a)，密封环(3)具有径向向外指的密封端面(3e)和径向向内指的圆形密封环内侧面(3f)，密封环(3)具有三个沿密封环内侧面(3f)的切向延伸的切向切口(3d)，从而密封环(3)包括沿周向(U)前后相继布置且由切向切口(3d)分开的三个密封环部段(3a，3b，3c)，其中环形基环(5)和密封环(3)沿垂直于周向(U)延伸的纵向(L)前后相继布置，顶环(2)在纵向(L)上邻接密封环(3)布置，顶环(2)具有径向向外指的顶环外侧(2c)和径向向内指的顶环内侧(2d)，顶环(2)在背离密封环(3)的一侧具有至少一个径向延伸的回流通道(2a)，该回流通道沿顶环(2)的整个宽度在径向上延伸，其中密封端面(3e)在径向上突出超过顶环外侧(2c)和所述基环端面(5a)，且基环(5)和顶环(2)的抗拉强度大于密封环(3)的抗拉强度。

说明

本发明涉及根据本申请请求保护的用于活塞压缩机的活塞环。本发明还涉及活塞压缩机。

背景技术

包括气缸和可在其中线性运动的活塞的活塞压缩机是已知的。在一种可能的实施例中，活塞环安置在活塞上，其中活塞环沿着气缸壁滑动，确保活塞环密封由气缸和运动的活塞限定出的压缩腔。文献WO98/55783A1公开一种干式运转活塞压缩机，其具有布置在活塞上且摩擦气缸壁的活塞环。干式运转活塞压缩机很适用于将氢气压缩至例如高达200巴的最终压力。但是，人们对于将流体压缩至更高的最终压力存在越来越多的需求。但是已知的活塞环对于高压力差仅能有条件地适用，因为其在负载下呈现明显的冷流动，导致活塞环快速磨损。已知的活塞环因此仅能有条件地适用于对于具有超过200巴的最终高压的压缩机。

发明内容

本发明的目的是设计具有更有利的操作特性的活塞环和活塞压缩机。

该目的通过具有本申请请求保护的特征的活塞环实现。本申请请求进一步保护的涉及本发明的其它有利实施例。该目的还通过具有本申请请求保护的特征的活塞压缩机来实现。本申请请求进一步保护的涉及其它有利实施例。该目的还通过在活塞压缩机中使用根据本发明的活塞环来将流体压缩至超过500巴的压力。

该目的尤其借助包括环形基环和密封环的活塞环实现，其中基环具有径向向外指的基环端面，该密封环具有径向向外指的密封端面和径向向内指的环绕的密封环内侧面，其中密封环具有沿密封环内侧面的切向延伸的三个切向切口，由此密封环包括沿周向相继布置且被切向切口分开的三个密封环部段，其中环形基环和密封环沿着垂直于周向的纵向相继布置，其中顶环沿纵向紧邻密封环布置，其中顶环具有径向向外指的顶环外侧和径向向内指的顶环内侧，其中顶环在其背离密封环的一侧具有沿着顶环的整个宽度在径向上延伸的至少一个径向延伸的回流通道，其中密封端面在径向上突出超过顶环外侧和基环端面，且基环和顶环的抗拉强度大于密封环的抗拉强度。

在优选实施例中，基环和顶环的抗拉强度至少是密封环抗拉强度的1.5倍。

根据本发明的活塞环被实施为“夹心式”活塞环并且包括密封环和沿着轴向布置在两侧的支撑环，即贴靠密封环的基环和顶环，其中支撑环优选板状设计。相比于基环和顶环，密封环由具有优选良好的适形能力、尤其是沿径向的良好适形能力的较软的材料构成。相比于基环和顶环，密封环因此具有较低的抗拉强度。在轴向上，活塞环包括在一侧上的基环和在另一侧上的顶环，其中基环和顶环形成两个支撑环，并且因此密封环在每侧贴靠提及的其中一个环并且由它们支承。基环及优选的还有顶环是环形构造并且由相对强的材料即具有比密封环更大的抗拉强度的材料构成。由相对软的材料或具有较低抗拉强度的材料构成的密封环良好且稳定地保持在基环和顶环之间并且在径向具有良好的适形能力，确保其以良好的密封贴靠于活塞内壁，从而防止或减少任何可能发生的泄漏。

在根据本发明的活塞的例子下，密封环被构造为摩擦密封件，其中密封环沿着气缸内壁滑动，其中活塞环可以干运转方式运行或通过润滑运行。根据本发明的活塞环优选适于与活塞压缩机结合，其压缩腔具有优选大于500巴的高压负载和/或高温负载。