旋转活塞式压缩机的制作方法

本发明涉及一种用于压缩气体、尤其是二氧化碳的旋转活塞式压缩机，其中，旋转活塞式压缩机具有工作壳体和旋转活塞，并且工作壳体具有壳体侧壁和布置在壳体侧壁的彼此相对的侧上的两个壳体盖，其中，壳体侧壁的侧壁面和相应的壳体盖的分别平面的密封面包围布置在工作壳体中的工作腔，并且旋转活塞在工作腔中可转动地支承在偏心轮上，并且旋转活塞式压缩机具有用于将待压缩的气体引入工作腔中的气体入口和带有过压排出阀的用于将经压缩的气体从工作腔中导出的气体出口，其中，旋转活塞具有两个分别面对壳体盖的平面的密封面中的一个的活塞基面(有时称为活塞底面)和面对壳体侧壁的侧壁面的活塞周面(有时称为活塞侧面)，并且在活塞基面中分别构造有平面密封件容纳通道，并且在平面密封件容纳通道中的每个中布置有平面密封件，其中，平面密封件分别具有密封表面以用于贴靠在壳体盖的平面的密封面中的一个处。

背景技术：

1、旋转活塞式压缩机本身长期以来是已知的。例如在us 4,105,375和us 4,118,157中示出了旋转活塞式压缩机。

2、在wo 2020/159394 al中示出了此类的旋转活塞式压缩机的旋转活塞。在此处公开的技术中，在平面密封件容纳通道中布置有弹性元件，以用于由此将平面密封件压靠到工作壳体的壳体盖的相应的平面的密封面处。在实际中，弹簧通常产生仅仅非常小的压靠力，并且大多情况下仅仅用于触碰式地保持在平面的密封面处。在现有技术中，实际的密封大多情况下通过作用到密封件上的气体压力产生，其中，在现有技术中，产生气体压力的气体通过在壳体盖的平面的密封面和活塞基面之间的间隙尺寸到达平面密封件。

技术实现思路

1、本发明的目的是，在此提出改进方案，该改进方案尤其即使在工作腔中的气体压力较高的情况下也确保借助于平面密封件进行的良好密封。

2、为了实现该目的，本发明从此类的旋转活塞式压缩机为出发点提出，为了将相应的平面密封件的密封表面压靠到相应的平面的密封面处，在旋转活塞的活塞周面中构造有周面开口，所述周面开口通过构造在旋转活塞的内部中的且分别在相应的平面密封件的背离密封表面的侧上通入相应的平面密封件容纳通道中的压力穿引管路与相应的平面密封件容纳通道处于传递压力的连接中。

3、因此，在本发明中不再设置成，气体压力通过间隙尺寸到达平面密封件。相反地本发明提出，在活塞周面中有针对性地设置周面开口，所述周面开口通过构造在旋转活塞的内部中的压力穿引管路直接与平面密封件容纳通道处于传递压力的连接中。来自工作腔的处于压力下的气体可通过周面开口和通入平面密封件容纳通道中的压力穿引管路直接作用到在平面密封件容纳通道中的平面密封件上，以便将平面密封件压靠到相应的壳体盖的相应的平面的密封面处。

4、一方面，根据本发明的解决方案具有的优点是，为了将相应的平面密封件的密封表面压靠到相应的壳体盖的相应的平面的密封面处需要更少的部件。因此，在本发明中，可完全省去在开头所提及的此类的现有技术中使用的在平面密封件容纳通道中的弹性元件。但在本发明中最重要的是，来自旋转活塞的相应的周面开口通入到其中的工作腔的区域的气体压力分别在平面密封件容纳通道的相应的区域中供使用，以便将相应的平面密封件以其密封表面压靠到相应的壳体盖的相应的平面的密封面处。由此，也自动地使压靠力匹配于在工作腔的该区域中当前存在的压力。这尤其是当在借助于根据本发明的旋转活塞式压缩机压缩气体时在工作腔中达到特别高的压力时经受住了考验。

5、用于根据本发明的旋转活塞式压缩机的一种特别优选的应用领域是压缩或者压制二氧化碳，以便能够将二氧化碳然后用作在冷却或者热循环中的对环境友好的制冷介质或制热介质。在此，为了压缩二氧化碳，必须达到至少80bar，优选地至少100bar的工作压力，以便二氧化碳可用作用于冷却器、空调设备的制冷介质或者也用作用于建筑物供暖设备热泵等的制热介质。在根据本发明的旋转活塞式压缩机中，主要涉及二氧化碳的压缩。尽管如此，根据本发明的旋转活塞式压缩机当然也可用于压缩其它气体。

6、就此而言，在正常条件下，即在20℃的温度和1013.25mbar的压力下为气态的一切都称为气体。在利用根据本发明的旋转活塞式压缩机压缩或者压制相应的气体时，气体、尤其是二氧化碳完全可被带入跨临界的或者超临界的状态中，在其中气体同时为液态的和气态的。尽管如此，在描述本发明的过程中，在语言简化的意义上，保留了术语“气体”。

7、在根据本发明的旋转活塞式压缩机中，旋转活塞可转动地支承在偏心轮上。因此，根据本发明的旋转活塞式压缩机也可称为根据徘徊原理(wandelprinzip)的旋转活塞式压缩机。旋转活塞也可称为回转活塞或简称为转动体。旋转活塞式压缩机自身也可被称为旋转活塞压制器。平面密封件也可被称为活塞基面密封件。

8、在旋转活塞中的压力穿引管路优选地构造成管形的。例如，压力穿引管路可构造成孔或在旋转活塞的内部中的一连串彼此通入的孔。但是，如何在旋转活塞中构造压力引导管路也存在其它可行性。

9、优选地，无论如何，周面开口与活塞基面间隔开地构造在活塞周面中。

10、为了在相应的平面密封件容纳通道中制造和布置平面密封件，存在不同的可行性。对此可特别成本高效地实现的第一组解决方案设置，直接在相应的平面密封件容纳通道中制造平面密封件。因此，一种优选的变型方案例如设置，平面密封件分别作为注塑件注入到相应的平面密封件容纳通道中。换句话说，在该变型方案中，平面密封件借助于注塑方法直接制造在平面密封件容纳通道中，并且由此也即刻布置在该处。但另一变型方案也可设置，平面密封件分别作为3d打印件被打印到相应的平面密封件容纳通道中。由此，在该变型方案中，相应的平面密封件分别直接通过打印过程制造在平面密封件容纳通道中并且由此也同时布置在该处。再另一变型方案设置，平面密封件分别作为模压件被压入相应的平面密封件容纳通道中。

11、但与此不同地也可行的是，首先制造平面密封件，并且随后在其制造之后将其布置在平面密封件容纳通道中。因此也可行的是，平面密封件分别预制成插入件，并且本身被插入相应的平面密封件容纳通道中。

12、本发明的优选的变型方案设置，压力穿引管路在其在相应的平面密封件容纳通道中的通入部的区域中分别借助于帽形件遮盖。当平面密封件例如通过注塑或3d打印直接构造在平面密封件容纳通道中时，使用相应的帽形件以用于遮盖压力穿引管路在相应的平面密封件容纳通道中的通入部是特别适宜的。在此，帽形件可防止，在平面密封件的制造过程中无心地封闭压力穿引管路的通入部。但当然，当平面密封件分别预制成插入件并且因而被插入相应的平面密封件容纳通道中时，也可使用相应的帽形件。在此应指出的是，表述“借助于帽形件遮盖所述通入部”并不意味着，帽形件耐压地封闭压力穿引管路的相应的通入部。帽形件仅仅被放上。在压力穿引管路中相应的气体压力下，气体完全可旁经帽形件挤入平面密封件容纳通道中，以便由此将平面密封件以其密封表面压靠到相应的壳体盖的相应的平面的密封面处。但是，在其它变型方案中，也可省去帽形件。

13、在尽可能少的部件数量的意义中，本发明的优选的变型方案设置，在活塞基面中的一个中在平面密封件容纳通道中的一个中平面密封件本身分别实施成单件。那么换句话说，在这种变型方案中，在平面密封件容纳通道中相应地始终仅仅存在刚好一个平面密封件。于是，该平面密封件容纳通道的平面密封件相应地本身构造成单件。

14、在根据本发明的旋转活塞式压缩机中适宜地设置，壳体侧壁的侧壁面在平行于壳体盖的平面的密封面的截面中观察完全或至少部分区段地构造成次摆线形。

15、优选地，旋转活塞具有两个或更多个角部区域。在此适宜地设置，在角部区域中分别布置有径向密封件以用于相对于壳体侧壁的侧壁面密封旋转活塞。特别优选地再次设置，活塞基面在旋转活塞的角部区域中的分别两个之间的区域中分别由边界线限制，其中，所述边界线分别构造成由次摆线组成的曲线簇的包络线。

16、为了将相应的径向密封件压靠到壳体侧壁的侧壁面处，存在不同可行性，其也可相互组合。因此，在根据本发明的旋转活塞式压缩机中例如可设置，在径向密封件处分别单件地模制有面向旋转活塞的弹性的元件以用于将相应的径向密封件压靠到壳体侧壁的侧壁面处。在优选的变型方案中，代替它或者也附加地设置，平面密封件用于将相应的径向密封件压靠到壳体侧壁的侧壁面处。于是，这种变型方案可设置，平面密封件分别具有接触面以用于将相应的径向密封件压靠到壳体侧壁的侧壁面处的。平面密封件的接触面可分别构造成斜面，并且作用在相应的径向密封件的相应的斜面上。

17、如进一步在下文在附图描述中说明的那样，在借助于旋转活塞式压缩机压缩气体时，在工作腔中产生不同的、借助于旋转活塞及其角部区域彼此分离的部分体积，在运行期间在这些部分体积中也存在不同的气体压力，并且这些部分体积的大小在运行期间连续地变化。相应地存在根据旋转活塞的瞬态位置将气体吸入其中的工作腔的部分体积，而在旋转活塞的另一侧上，在该时刻相应地压缩气体。因此，在旋转活塞的不同的侧上同时产生不仅低压侧而且高压侧。为了防止气体通过周面开口、压力穿引管路和平面密封件容纳通道从当前相应地构造的高压侧溢流到当前相应地构造的低压侧中，本发明的优选的变型方案设置，平面密封件分别在旋转活塞的角部区域中在其背离相应的密封表面的侧上相对于容纳该平面密封件的平面密封件容纳通道密封。为了实现这种密封，例如可设置，平面密封件优选地在背离密封表面的侧上具有密封桥接部，所述密封桥接部布置在平面密封件容纳通道中的相应的密封桥接部容纳部中。因此，可使在旋转活塞的相应两个相邻的角部区域之间的平面密封件容纳通道的区域相对于平面密封件容纳通道的相应相邻的区域密封。

18、如对于旋转活塞式压缩机本身已知的那样，根据本发明的旋转活塞式压缩机也可构造成带有不同的传动比。在此，传动比表示用于构造壳体侧壁的侧壁面而存在的次摆线弧形部的数量与旋转活塞的角部的数量的比。在根据本发明的旋转活塞式压缩机中适宜地，传动比为1:2或2:3或7:6。

19、在根据本发明的旋转活塞式压缩机中，气体入口和/或气体出口可被引导穿过壳体壁。但备选地也可行的是，气体入口和/或气体出口被引导穿过偏心轮。其混合形式也是可行的。

20、适宜地，平面密封件和/或必要时存在的径向密封件由聚合物或由带有干性润滑剂(trockengleitstoff，有时称为固体润滑剂)和/或增强纤维的聚合物制成。作为聚合物，例如可使用聚醚醚酮、聚酰胺酰亚胺、聚甲醛、聚酮、聚酰胺或者也可使用聚对苯二甲酸乙二醇酯。作为干性润滑剂，例如可使用聚四氟乙烯或二硫化钼。作为增强纤维，例如可考虑玻璃纤维或碳纤维。

21、在优选的变型方案中，壳体侧壁和壳体盖分别具有由铝合金或由铸铁制成的基体。优选地，在该基体上施加覆层以用于构造壳体侧壁的侧壁面和壳体盖的平面的密封面。例如，覆层可为镍-磷层、铝氧化物层或也可为起干式润滑作用的润滑漆层(gleitlackschicht，有时称为滑动漆层)。由这些层中的至少两个形成的组合也是可行的。覆层可直接施加在基体上。但是，在基体上也可存在开孔的附着层，然后覆层被施加在该附着层上。在由铝合金制成的基体中，附着层例如可是开孔的铝氧化物层，例如铝阳极氧化层或未被压缩的硬质铝阳极氧化层。载体或者附着层的另一变型方案在于开孔的等离子化学氧化的铝层。在由铸铁制成的基体中，载体或者附着层例如可通过磷化处理或喷砂处理构造。

22、只要在含义上并未转用，在此使用的术语“一”或者“一个”可理解成“至少一”或者“至少一个”的含义。