产品名称：PEEK压缩机活塞环
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更新时间：2014.08.02
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无油润滑压缩由于具有压缩气体不被润滑油污染 、节约大量润滑油、净化流程 、简化设备 、延长触媒的使用寿命 、提高产品产量及质量等优点 ，而广泛 应用于化工 、国防，金、石油炼制 、通讯 、仪表 、食品、医疗、纺织等部门。

要实现无油润滑压缩 ，一般是在活塞与气缸之间采用 自润滑材料 、连杆大小头采用滚动轴承和填料函采用自润滑密封元件等方法予以保证，采用无润滑活塞环是其中关键一环。随着无润滑技术 的 日益成熟无润滑活塞环在其材料 、型式 、设计和应用等方面都有了很大的发展。

作为无润滑的活塞环，一般 由 自润滑材料填充聚酰亚胺 （ PI） 来制造，填充聚酰亚胺性能  优于填充聚四氟乙烯，可以克服填充聚四氟乙烯在高  温高压下所引起的蠕变现象。可以改善活塞环机械性能、热稳定性 、耐磨性 ，从而提高活塞环的使用寿命。

将 填充 聚酰亚胺 活塞 环应用 在 4M82、4M83型机上，经2年试验，证明压缩机气量增加了，启动时间由原来 的 8h缩短为 4h，而耐温达 400~C，寿命为 7000h。于 1999年 9月在 5L一16／50压机上采用填充聚酰亚胺，检修周期由使用填充聚四氟乙烯环的 2个月延长为3个月，解决了填充聚四氟乙烯和尼龙耐磨性差 、使用寿命短的问题。

PEEK活塞环 
    活塞环是密封活塞与气缸间隙的部件，它置于活塞的环槽内，工作时外径紧贴气缸壁，阻塞间隙密封气体。它的质量能否达到主机的设计、加工要求，直接涉及到加气站的整机组的质量，有缺陷的活塞环会给用户带来维修量的增加，给生产带来隐患。所以设计高质量的活塞环是主机产品设计工作的重点。设计活塞环主要要考虑因素：活塞中各级的进气、排气温度，进气及排气压力，压差，润滑的方式，气缸的缸径，活塞的环槽宽度、深度等，这些因素直接决定材料配方和产品的结构。

    3.1活塞环材料配方 
    3.1.1各级的进气、排气温度，压力，压差C
NG压缩机分为母站、子站。母站的压缩机压缩的级数一般为3－4级，子站用的压缩机大多为1－2级压缩。PEEK活塞环适用于压力小于25MPa，压差小于25MPa。温度低于250℃的CNG机。

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    3.1.2 耐高温性,PEEK制作的活塞环能够在200-250℃的温度下*使用，这一点论文已有报道，我们根据这些年给主机厂作密封产品的经验，已对 PEEK高温活塞环进行了高温性能测试，其方法是：用高温活塞环料按美国ATSM标准制成测试样条，分别在高温250℃、中温160℃、常温23℃的环境下作机械性能对比试验，结果表明高温活塞环料的机械性能在高温250℃的环境下各项指标仍能保持高于PTFE材料常温下的机械性能。结果表明： PEEK活塞环在高温的工况下，从理论上是安全可靠的。 

    3.1.3高温下*使用的稳定性，在配方中我们把材料的线膨胀系数控制在2.5×10－5/℃以下，经多家用户应用证明：用PEEK活塞环料加工的活塞环用在CNG机上完*够满足子、母机的使用温度要求。 
    3.2润滑方式
CNG机的气缸部分润滑方式： 
    3.2.1有油润滑，活塞环的自润滑性要求的不高，对于压差高于25MPa的机型，可使用铸铁，铜合金的材质来制作活塞环，这不是本文涉及的内容暂不论述。 
    3.2.2微油或少油润滑，在压差低于25MPa的机型建议采用PEEK活塞环，与支撑环的配方设计不同之处，活塞环起着摩擦密封的作用，在PEEK材料配方中需要填加润滑材料以降低摩擦系数，使它在运行过程中有小的阻力，提高密封性能，确保主机的安全性。 

    3.2.3 无油润滑，在活塞环的设计中是比较难以达到的，目前国内的无油润滑有两种体系，一个是PTFE体系，另一个就是PEEK体系，两种体系各有千秋，PEEK 活塞环是用在工况比较恶劣的主机上，（温度较高250℃以下，压力差25MPa、压力25MPa较大的工况下）。PEEK的机械强度较PTFE高5－10 倍左右，价格上PTFE较PEEK更具有优势，为了满足性能和成本的需求，在同一台CNG机中，对于一、二级使用温度低的压差、压力不大的工况下，大多数选择PTFE材料，对于三、四级温度高，压差较大的工况下应选择PEEK材料。无油活塞环的配方更要注意摩擦系数、机械强度、热膨胀系数的兼顾和统一。

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    3.3设计活塞环的结构： 
    气缸、活塞都有圆度公差，环槽和环槽端面也有平面度公差，活塞环是利用外缘与气缸内壁相接触，活塞环的结构及几何尺寸是重要的，活塞环的尺寸随着各级温度的不同是动态的，尤其是外径和开口的尺寸大小，在设计产品时理论上要把材料的线膨胀系数算好留量，还需再加上经验系数修正，这样才可避免活塞环因温度的升高发生抱死或因没达到设计的胀量而产生泄漏现象。要达到理想的密封效果，外径和开口尺寸的大小是重要的。 

    要根据工况需要、气缸的缸径、活塞槽底径等来设计活塞环的结构，下面的几个尺寸很重要，直接影响活塞的密封质量，设计时要根据工况需要全面考虑。 
    3.3.1几何尺寸：外径、宽度、高度、开口。 
    3.3.2开口的型式：斜开口、直开口、搭结口。 
    3.3.3结构方式：整环、两瓣环 
    3.4 活塞环的数量活塞环的密封是阻塞和节流密封的组合。PEEK活塞环在一、二级活塞环的环槽数为4-6道，在三、四级活塞环的环槽数不超过9-12道，各槽内均置有两个或两个以上活塞环，因活塞环有切口，气体能够通过切口泄漏，同一环槽内放置多个活塞环能够减少泄漏，活塞环的道数与所密封的压力差、环的耐磨性、切口形式等有关，在设计配方时应尽量提高材料的耐磨性，这样可以减少活塞环的环数，缩短气缸轴向的长度，降低环与气缸内壁的摩擦力，降低压缩机的功耗。