CN1079901C - 强制性密封油环 - Google Patents

Abstract

本发明涉及活塞环，尤其是内燃机和气压机中活塞上安装的油环，是一种活塞环中的一道强制性密封油环。该油环能消除环口和环轴向跳动引起的泄漏和窜油，环外圆面与缸套接触面积小，可减少摩擦力，能节省燃油和润滑油，延长活塞环的使用寿命。其特征是，基环开口端的两端部上表面处设有凹槽，凹槽处配设弧段窄刮片和一段弧刮片，基环内圆表面设有弹簧胀圈，形成一道强制性密封无口油环。

Description

强制性密封油环

本发明涉及一种密封油环，尤其涉及用于内燃机或气压机中活塞上的一道强制性密封油环。

目前，往复式活塞密封装置使用的活塞环中的油环，可分为以下几种：一种是外圆具有一个凸条面(即外阶梯)油环；第二种是开槽油环，即两个凸条面油环；第三种是钢片组合油环，即由两个刮片环和一个衬簧组成。以上三种油环的共同缺点是，在工作中因环外圆面与缸套接触面的磨损，环口就张大，环在环槽中有轴向跳动，因而产生漏气和窜油，并且活塞环外圆面与缸套内圆面的接触面积大，机械摩擦力多，致使活塞环的使用寿命缩短。

本发明的目的是提供一种强制性密封油环，以解决现有油环环口张大和环的轴向跳动而产生的漏气和窜油，并使环外圆面与缸套内圆面的接触面积及机械摩擦力减少，延长油环的使用寿命。

本发明是这样实现的，其方案如下：

该密封油环包括一个设有开口的基环(基环结构形状可为外阶梯正扭曲油环)，基环内圆周表面上设有弹簧胀圈，基环的外圆周表面上部具有径向向外凸出的环形凸檐(滑肩)，在基环开口端的两端部上表面(包括凸檐上表面)处，设有沿基环径向延伸的相对称的贯通凹槽4、5，在凹槽4底平面上的内圆弧处连接地向上设置一个弧段窄刮片7，所述弧段窄刮片7的一个端面与凹槽4所在的环(基环)口端面平齐，其另一个端面与凹槽4的竖侧面吻合。在凹槽5底平面上的内圆弧处连接地向上设置一个弧段窄刮片6，所述弧段窄刮片6的一个端面与凹槽5所在的环口端面平齐，其另一个端面与凹槽5的竖侧面吻合，所述弧段窄刮片6、7的内圆弧表面与基环的内圆周表面平齐，其上表面与基环的上表面平齐，在弧段窄刮片6、7的外圆弧表面外，设置一段弧刮片8。

所述基环、凸檐、一段弧刮片、弧段窄刮片的内外圆周表面或圆弧表面，都为一个同心轴，一段弧到片的内圆弧表面半径与弧段窄刮片的外圆弧表面的半径相等，一段弧刮片的外圆弧表面的半径，与凸檐的外圆周表面半径相等，一段弧刮片的厚度导基环口端设的凹槽深度相等。

所述的基环与弧段窄刮片6、7为一个整体元件。这样有利于提高密封油环的使用可靠性。

为了便于制造，一段弧刮片与一个弧段窄刮片6为一个整体，并与凹槽5底平面的接触面连接在一起，例如可为粘接或焊接在一起。

为了装环时的方便，一段弧刮片与凹槽5底平面的接触面连接在一起(可为粘接在一起)。

为了使上述密封油环的上侧面与活塞环槽的上侧面紧密接触密封，在基环下表面相接触地设置轴向衬簧。

为了在制造或装环时的方便，在基环外圆周表面的下部设有一个径向向外的环形凸檐。

为了使用的可靠性，所述基环内圆周上部为圆柱面，基环下表面外圆周处是轴向向下的环形凸台，凸台内圆周表面为圆锥面，所述圆锥面与水平面的夹角α为30°至80°，在圆锥面下部相接触地设有弹簧胀圈。

由于本发明在基环口端部设置了凹槽，并在凹槽底平面的内圆弧处连接地句上设置了弧段窄刮片，并且配设了一段弧刮片，消除了环口处的径向方向和轴向方向的泄漏通道，形成了无泄漏口的密封油环，即便基环开口由于磨损变大，也不会使窜油增加，由于基环的扭曲作用，并再加上基环下设置了轴向衬簧，或基环上的圆锥面与弹簧胀圈配合产生的轴向分力的作用，从而使密封油环上侧面与活塞环槽上侧面强制性紧密接触。这样不但密封油环轴向不会跳动，消除了环在活塞环槽内跳动对环槽的磨损，而且具有密封气体的功能，尤其是基环上只有一个凸檐(滑肩)与缸套内圆面接触的密封油环，环与缸套的接触面积小，可以减少发动机的磨擦力。所以本发明的密封油环，可以节省燃油和润滑油，并提高密封油环的使用可靠性和耐久性

下面结合附图对本发明的具体实施例进行描述。

图1是强制性密封油环中的基环主视图；

图2是强制性密封油环的一个实施例的俯视图；

图3是图2的A-A剖面图；

图4是图2的B-B剖面图；

图5是在图2所示的实施例基础上但基环2与弧段窄刮片6、7为一个整体元件，而形成一个实施例的口端处局部俯视图(示意图)；

图6是图5的A-A剖面图；

图7是在图2所示的实施例基础上但弧段窄刮片6与一段弧刮片8为一个整体并与凹槽5接触面连接在一起，而形成一个实施例的口端处局部俯视图(示意图)；

图8是图7的A-A剖面图；

图9是一段弧刮片8形状的俯视图；

图10是图9的A向示意图，即一段弧刮片8两端呈微波浪形的示意图；

图11是在图2所示的实施例基础上仅在基环2下表面增加轴向衬簧10，而形成一个实施例的口端部一个截面示意图；

图12是在图5所示的实施例基础上仅在基环2下表面增加轴向衬簧10，而形成一个实施例的口端部一个截面示意图；

图13是在图2所示的实施例基础上仅在基环外圆周表面下部增加一个环形凸檐15，而形成一个实施例的口端部一个截面示意图；

图14是另一个实施例的强制性密封油环的口端部截面示意图；

图15是在图14所示的实施例基础上仅在弹簧胀圈9下面设置一形垫片环13，而形成一个实施例的口端部一个截面示意图；

图16是轴向衬簧10的俯视图；

图17是图16的A-A剖面的示意图；

图18是一段弧刮片8的一端处呈微波浪形的示意图。

如图2所示，根据本发明的密封油环，包括一个设有开口的基环2，基环2见图1中所示，基环2外圆周表面图中所示的上部，具有与所述基环同心轴设置的环形凸檐1(滑肩)，凸檐1的上表面与基环2的上表面平齐，基环2与凸檐1为一个整体。基环2的中部设有泄油孔3。在基环2开口端的两端部上表面(包括凸檐1上表面)处，设有沿基环2径向延伸的相对称的贯通凹槽4、5，在凹槽4底平面上的内圆弧处连接地(例如可为粘接或焊接)向上设置一个弧段窄刮片7，所述弧段窄刮片7的一个端面与凹槽4所在的环口端面平齐，其另一个端面与凹槽4的竖侧面吻合(可粘合，不得透气)。在凹槽5底平面上的内圆弧处连接地(可为粘接或焊接)向上设置一个弧段窄刮片6，所述弧段窄刮片6的一个端面与凹槽5所在的环口端面平齐，其另一个端面与凹槽5的竖侧面吻合(可粘合，但不得透气)。所述弧段窄刮片6、7的结构形状可为现在的钢片组合油环中的刮片(刮片的径向尺寸可适当窄些)而截断成若干段后的成形物的结构形状。所述弧段窄刮片6、7的内圆弧表面与基环2的内圆周表面平齐，其上表面与基环2的上表面平齐，在弧段窄乱片6、7的外圆弧表面外，设置一段弧刮片8。所述一段弧刮片8的结构形状可为现在的钢片组合油环中的刮片而截断成若干段(其弧长约等于弧段窄刮片6、7两个弧长之和)后的成形物的结构形状。图中所示的基环2是有弹性有合适弹力而且有开口的圆环，这与现有技术是相同的。根据本发明的密封油环，基环2内圆周表面的中部设有一个截面为半圆形的凹槽，该凹槽用于容纳弹簧胀圈9，这种结构与现有技术中的相同。在基环2内圆周表面的凹槽中设置弹簧胀圈9，所述弹簧胀圈9可为现有技术中的螺旋弹簧胀圈。

上述的基环2、凸檐1、一段弧刮片8、弧段窄刮片6、7的内外圆周表面或圆弧表面，都为一个同心轴，一段弧刮片8内圆弧表面的半径与弧段窄刮片6、7的外圆弧表面的半径相等，一段弧刮片8外圆弧表面的半径，与凸檐1的外圆周表面的半径相等，一段弧刮片8的轴向厚度与基环口端设的凹槽4、5深度相等。

图5是在图2所示的实施例基础上而经改进后形成的一个实施例的口端处局部俯视图(示意图)。图5中的基环2和弧段窄刮片6、7的形状与图2实施例中所示相互连接后的形状相同。但图5所示实施例的强制性密封油环，与图2所示实施例的区别在于：图5中所示的基环2与弧段窄刮片6、7为一个整体元件。而在图2所示的实施例中基环2和弧段窄刮片6、7为三个独立元件经粘接或焊接而连接在一起的。除此处的区别之外，图5中所示的实施例与图2中所示的实施例的其他部分相同，此不赘述。

图7是在图2所示的实旋例基础上而改进后形成的一个实施例的口端处局部俯视图(示意图)。但图7中所示的一个弧段窄刮片6与一段弧刮片8为一个整体元件，并与基环2口端设的凹槽5底平面的接触面相粘接或焊接相互连接。除此处与图2中所示有区别之外，图7中所示的实施例与图2中所示的实施例的其他部分相同。

图11所示的是本发明的另一个实施例的强制性密封油环的口端处横截面剖示图。图11表示的实施例是在图2所示的实施例基础上，仅仅在基环2下表面增设了轴向衬簧10，其他部分与图2所示的相同。

图12所示的是本发明的另一个实施例的强制性密封油环的口端处横截面剖示图。图12表示的实施例是在图5所示的实施例的基础上，仅仅在基环2下表面增设了轴向衬簧10，其他部分与图5所示的相同。

在图11或图12所示的实施例中，在制造一段弧刮片8时，一段弧刮片8的钢片轴向厚度小于(或等于)基环2口端处所设凹槽4、5的深度，所述一段弧刮片8两端处呈微波浪形(见图10，图10为图9的A向示意图)，其中间为峰顶相连接的直段16。其两端处波数多少可根据需要确定，可为一个波至数个波。一段弧刮片8在制有波浪形后，其自由状态的波峰上表面和波洼下表面之间的轴向尺寸(高度)，比凹槽4、5的深度尺寸大些。这样做时就可使凹槽4、5与一段弧刮片8配合的制造公差适当大些，利于大批量生产。同时由于一段弧刮片8成波浪形，使该强制性密封油环装入活塞坏槽中的初始时，使一段弧刮片8波形发生变形而贮存有弹力。一段弧到片8在以后的工作中靠本身具有的弹力，其波峰上表面和直段16上表面与活塞环槽上侧面的接触面接触，其波洼下表面与基环2口端所设凹槽4、5底平面的接磁触，以防止一段弧刮片8工作时轴向跳动及发生漏气和窜油。

上述的轴向衬簧10见图16、图17，图17是图16的A-A剖面示意图。轴向衬簧10的结构形状可与现在钢片组合油环中的轴向衬环的结构形状相同。轴向衬簧10的上表面与基环2的下表面接触，其下表面与活塞环槽的下侧面的接触面接触，轴向衬簧10在安装时轴向被压缩变形，形成轴向的弹力，始终使基环2的上表面与活塞环槽的上侧面紧密接触密封，轴向衬簧10同时具有泄润滑油通道的作用。该强制性密封油环中装设有轴向衬簧10，则基环2上可以不设泄油孔3。由于轴向衬簧10的轴向弹力作用，使基环2挤压一段弧刮片8并使其具有弹力，使一段弧刮片8的波峰上表面和直段16上表面与活塞环槽上侧面的接触面紧密接触，其波洼下表面与凹槽4、5底平面的接触面紧密接触。

图13所示是本发明的另一个实施例的密封油环口端处横截面剖面图。这种密封油环的结构与图2所示的基本相同，但仅仅是在基环2外圆周表面的下部设置一个径向向外的环形凸檐15。

所述一段弧刮片8与凹槽5底平面的接触面粘接在一起。这种情况时，凹槽5的弧长可短些，凹槽4与5可不对称。这时所选用的一段弧刮片8可为一端处呈微波浪形，其中间和另一端为直段16，其形状见图18。例如图18中的一段弧刮片8右端直段16下表面与凹槽5底平面的接触面相粘接。

图14所示是本发明的另一个实施例的密封油环口端处横截面刮视图。该实施例中的基环2、凸檐1、凹槽4、5、一段弧刮片8、弧段窄刮片6、7的设置同图2中的实施例相同。但是，其中的基环2内圆周表面和下表面有所变化，即其内圆周表面上部为圆柱面，其下表面外圆周处设有轴向向下的环形凸台11，所述凸台11与基环2为一个整体，凸台11的内圆周表面为圆锥面12，所述圆锥面12与水平面的夹角α为30°至80°，在所述圆锥面12的下部与之相接触地设有弹簧胀圈9，所述弹簧胀圈9可为螺旋弹簧胀圈，这与现有技术是相同的。

图15所示是本发明的另一个实施例的强制性密封油环的口端处横截面剖视图。图15表示的实施例是在图14所示的实施例的基础上仅在弹簧胀圈9下表面增设了

形垫片环13。所述横截面为

形的垫片环13也为设有开口的圆环，可为钢片制成。所述

形垫片环的外圆周上具有滑肩14，所述滑肩14可以为不耐磨的材料制成，如塑料或橡胶形成的滑肩14并与

形环粘合在一起。

Claims (9)

1、一种强制性密封油环，包括一个设有开口的基环[2]，基环[2]内圆周表面上设有弹簧胀圈[9]，其特征在于：基环[2]的外圆周表面上部具有径向向外凸出的环形凸檐[1]，在基环[2]开口端的两端部上表面(包括凸檐上表面)处，设有沿基环[2]径向延伸的相对称的贯通凹槽[4]、[5]，在凹槽[4]底平面上的内圆弧处连接地向上设置一个弧段窄刮片[7]，所述弧段窄刮片[7]的一个端面与凹槽[4]所在的环口端面平齐，其另一个端面与凹槽[4]的竖侧面吻合，在凹槽[5]底平面上的内圆弧处连接地向上设置一个弧段窄刮片[6]，所述弧段窄刮片[6]的一个端面与凹槽[5]所在的环口端面平齐，其另一端面与凹槽[5]的竖侧面吻合，所述弧段窄刮片[6]、[7]的内圆弧表面与基环[2]的内圆周表面平齐，其上表面与基环[2]的上表面平齐，在弧段窄刮片[6]、[7]的外圆弧表面外，设置一段弧刮片[8]。

2、根据权利要求1所述的密封油环，其特征在于：基环[2]与弧段窄刮片[6]、[7]为一个整体元件。

3、根据权利要求1所述的密封油环，其特征在于：一段弧刮片[8]与一个弧段窄刮片[6]为一个整体，并与凹槽[5]底平面的接触面连接在一起。

4、根据权利要求1或2所述的密封油环，其特征在于：一段弧刮片[8]与凹槽[5]底平面的接触面连接在一起。

5、根据权利要求1或2所述的密封油环，其特征在于：在基环[2]下表面相接触地设置轴向衬簧[10]。

6、根据权利要求1或2所述的密封油环，其特征在于：在基环[2]外圆周表面的下部设有一个径向向外的环形凸檐[15]。

7、根据权利要求1或2所述的密封油环，其特征在于：一段弧刮片[8]两端处呈微波浪形。

8、根据权利要求1或2所述的密封油环，其特征在于：所述的基环[2]内圆周上部为圆柱面，基环[2]下表面外圆周处是轴向向下的环形凸台[11]，凸台[11]内圆周表面为圆锥面[12]，所述圆锥面[12]与水平面的夹角α为30°至80°，在圆锥面[12]下部相接触地设有弹簧胀圈[9]。

9、根据权利要求8所述的密封油环，其特征在于：在弹簧胀圈[9]下表面增设 形垫片环[13]。

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