加压流体管路用的旋转接头装置制造方法及图纸

用于加压流体管路特别是高压高流速管路中的旋转接头，把管路中第一和第二靠近的部分相互保持同心和不连接的状态而形成一个位于两部分之间的轴向连接处．使第一部分能绕其自己轴线相对于第二部分旋转．还包括一装置用来把两个管路部分支持在相互同心和不连接的状态；一个管状密封件被同心地置于管路中并横过轴向连接处，位于两靠近的部分和连接处之间并直接与它们接触，以便从内部密封连接处而让管路内的流体从一个部分流到另一部分．（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术关于用于加压流体管路的旋转接头装置，特别是一种用于高压(超过10，000磅/平方英寸)高流速的流体管路中的接头装置。为了使加压流体管路的一部分能相对于同心的另一部分绕轴旋转，就需要提供一种介于两部分之间的一种接头，以及密封该接头的装置。先有技术中的一种实现在高压高流速下这种连接的装置是利用一个大直径的轴，它包含着接头，以及绕着轴的外径包着接头的密封件。然而，被发现这样的装置会造成轴的一部分和密封件之间高的相对表面速度，从而产生热量，热量会超出密封件的耐热范围，进而使它损坏。此外，这种型式需要相当高的驱动扭矩来把一部分的轴相对于另一部分旋转，一个大的罩来支承高的内压，以及一个大的轴承来支承轴的巨大轴向力(这是假设只用了一个密封件，不是两个密封件因而可平衡轴向力的旋转接头)。一种减小上述方法引起的热和高扭矩等问题，同时又显著地减小了旋转接头外形尺寸的措施，是把密封件置于流体管路中，如美国专利2，421，974(凡得福专利技术的)所示。可见到这两部分的流体管路被置成相互同心，形成两者间一个轴向连接，在管路中有一个组合填充的密封金属环，它横跨连接处，然而，特别注意到的是金属环本身在连接处和填充密封之间延伸横过连接处，在该专利的图2中清楚示出。密封作用要求这个金属环特别是它的外径具有精密的尺寸。在这个环和相配的连接处的两个孔之间的环形间隙应该非常小以便不会发生密封件的凸出。其结果是整个旋转接头只能在相当低的管路压力下工作。特别是当美国专利2，421，974中的旋转接头在内压足够高的情况下，这个金属环就会向外变形，凸出进入两个管路部分的连接处之间，接触着两个配合部分的孔壁，造成非常大的摩擦，从而显著地阻碍接头的旋转动作，并可能使接头不能旋转。由于上面所述，因此本专利技术的一个目的是提供一种旋转接头，它没有上述那种密封件装在外面的接头的发热和扭矩大的缺点，并特别适用于高压高流速的使用场合。本专利技术的另一个目的是提供一种旋转接头，它使用一个横过连接处的内装密封件，即使在高内压下该密封件凸出进入连接处，接头还能随意旋转。本专利技术的又一个目的是提供一种刚才提到的那种旋转接头，用简单和可靠的方法使它的两部分间的同心度提高，偏摆度缩小。本专利技术的再一个目的提供一种旋转接头，它使用一个管路内密封件被置于两部分中，不论密封件旋转与否，都不会咬死旋转或不旋转的部分。本专利技术另外一个目的是提供一种旋转接头，它有一个管路内密封件，它被做成减小在高管路压力下凸出进入连接处的可能性。本专利技术还有一个目的是提供一种刚才说到的装置，它的密封件做成有轴向的断面，以便把它放在管路内后减小横过接头的管路内压力损耗。本专利技术尚有一个目的是提供一种旋转接头，它包括一个沿着一列轴承的管路内密封件，它被做成能容易地更换密封件而不妨碍各轴承。本专利技术更有一个目的是提供一种旋转接头，它包括一个管路内密封件，它被做成让密封件容易地插入工作位置，同时更有效地利用流过该装置的流体来冷却这个密封件。本专利技术另外的一个目的是提供一种旋转接头，它包括一个横过连接处的管路内密封件，它被做成消除连接处的任何轴向间隙。正如下面要仔细讲的那样，这里公开的旋转接头使用加压流体管路的第一和第二两个相近的部分，它们是同心的，但彼此不连在一起，因而形成两部分间的轴向连接，第一部分能绕着它的轴线相对于第二部分旋转。该接头还有装置用来把管路的第一和第二部分支持在相互同心但又不连接的状态，一个管状的密封件被同心地布置在流体管路中横过相邻两部分间的轴向连接处，从内部密封这个连接处，但让管路内的流体从一个部分通到另一个部分。按照本专利技术的一个特征，该管状密封件是用密封材料一体做成，它具有密封和轴承(低摩擦)性能，例如用特氟隆做成。这样，这个被置于和连接处直接接触的密封件既起密封作用又提供了相当低摩擦的轴承表面。此外，如果管道内的内压使它产生径向向外变形，从而凸入两管路部分间的连接处的话，也不会影响横过连接处的密封性或相邻两部分间的旋转活动。按照本专利技术的另一个特征，该密封件的轴向断面在靠近连接处的部分要比这部分外的任何一侧为大，因而加强了该密封件以抵抗管路内压造成的径向向外凸入轴向连接中。在这个实施例中的密封件的轴向断面可取地形成了一个横过连接处的文氏管，方向和通过管路的流体流动方向一致，因而减小了任何横过连接处的压降。按照本专利技术的又一个特征，密封件伸入第一管路部分比伸入第二管路部分为长，所以它能绕着它自己的轴线和第一管路部分一起旋转，而不需要固接在第一部分上。另一方面，如果需要，密封件可以布置成伸入第二管路部分比伸入第一管路部分长些，使它不跟着第一管路部分一起旋转，同样也不需要把密封件固接在其位置上。按照本专利技术的再一个特征，做成整个接头的第一和第二部分被一个同心地套在它们外径并盖住它们之间的连接处的一个单个径向轴承支持在相互同心但又不连接的状态。这就有助于增加两部分之间的同心度和减小偏摆度。按照本专利技术另外一个特征，管路的一部分又被分成至少两个分部，分部之一并不和整个接头的轴承形成部分配合。这个特别的分部可以容易地从另一个上脱开，以便将密封件从它的工作位置上移开。这样，替换密封件就可以不影响整个接头装置中的轴承系统。本专利技术其余的目的和特征通过下面参照附图的详细说明可以变得明白，其中图1按照本专利技术一个实施例设计的带有管路内密封件的旋转接头的轴向剖面图;图2简略表示了当泄漏或无泄漏情况下横过管路内密封件的压力分布;图3、4和5都简略表示了按照本专利技术三个不同的实施例设计的管路内密封件;图6、7、8和9简略地表示了一些按照本专利技术其他的实施例设计的旋转接头的轴向断面;图10简略表示了按照本专利技术设计的带有管内密封件和座的旋转接头的轴向断面，消除了整个装置连接处的任何间隙;图11A是图10中装置的座形成部分的侧视图，该座被设计成流体静力平衡;图11B是图11A中所示的座的端视图;图12是用于图10中装置的一个改进的座的侧视图。先看图1，它示出按照本专利技术设计的一个旋转接头10。整个装置特别适用于高压场合，它包括两个靠近的第一部分12和第二部分14，当它们被装配在工作位置上后，形成整个加压流体管路(未显示出)的一部分。下面要说的支持装置16形成整个装置的一部分，用来把部分12和14支持在相互不连接的同心状态，以形成一个位于两部分之间的轴向连接处18，这样，至少两部分中之一，例如部分12，能绕着它自己的轴线相对于另一部分，例如部分14，旋转。如图1所示，管路部分12和14的两个不相对端20和22制有外螺纹，因此它们可以拧入管路端部的相配内螺纹中而连接于整个管路中(未示出)。这样，流体在压力下能从一部分流到另一部分，如箭头25所示。在图1所示的实施例中，支持装置16被设计来支持这两个管路部分12和14，只有部分12作相对于部分14的旋转。应该说明的是，支持装置也可以做成使任何一部分相对于另一部分旋转。记住这一点，图示的支持装置包括一个主联接器26，其两端28和30制有内螺纹各自容纳外螺纹端塞32和34。联接器和端塞被布置成同心地围绕着管路部分12和14以及连接处18，如图所示。按照本专利技术的一个观点，一个单个圆筒形径向轴承36被布置成围绕并直接接触管路两相邻部分12和14的外面，并横过轴向连接处18，以便支承管路部分12作相对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加压流体管路用的旋转接头装置，其特征为包括：（ａ）该管路的第一和第二靠近的部分，它们相互同心并保持不连接的状态，从而形成轴向地位于这两个部分的靠近的端面之间的一个轴向连接处，它径向地延伸于该两个管路部分的内、外表面之间，该第一部分能 绕它的轴线相对于该第二部分旋转；（ｂ）有装置用来把该第一和第二管路部分支持在该同心的和不连接的状态，以便形成该轴向连接处，该第一部分能绕其自己的轴线相对于该第二部分旋转；（ｃ）一个管形的密封件用具有密封和轴承特性的材料整体做成，它被 同心地置于该管路中并横过该轴向连接处，该密封件的两端部分各自直接接触该两个靠近的管路部分的内表面，以便在内部密封该连接处而让管路内的流体从该两部分之一通到另一部分而让该第一管路部分旋转。

【技术特征摘要】
US 1986-2-5 826,1911.一种加压流体管路用的旋转接头装置，其特征为包括(a)该管路的第一和第二靠近的部分，它们相互同心并保持不连接的状态，从而形成轴向地位于这两个部分的靠近的端面之间的一个轴向连接处，它径向地延伸于该两个管路部分的内、外表面之间，该第一部分能绕它的轴线相对于该第二部分旋转；(b)有装置用来把该第一和第二管路部分支持在该同心的和不连接的状态，以便形成该轴向连接处，该第一部分能绕其自己的轴线相对于该第二部分旋转；(c)一个管形的密封件用具有密封和轴承特性的材料整体做成，它被同心地置于该管路中并横过该轴向连接处，该密封件的两端部分各自直接接触该两个靠近的管路部分的内表面，以便在内部密封该连接处而让管路内的流体从该两部分之一通到另一部分而让该第一管路部分旋转。2.如权利要求1中的装置，其特征为，该密封件伸入该第一管路部分比伸入该第二管路部分长些，因而造成密封件绕着它自己的轴线跟着该第一管路部分一起旋转而用不到把密封件固接到该第一部分上。3.如权利要求2中的装置，其特征为，该密封件有一个轴向断面，它的直接靠近该连接处的特定的部分，比处于密封件的特定部分两侧的并远离该连接处的两个部分厚些，因而加强了密封件，以抵抗因管路中的内压而径向向外凸入该轴向连接处。4.如权利要求2中的装置，其特征为，该密封件形成一个沿流体流经该管路方向的横过该连接处的文氏管。5.如权利要求1中的装置，其特征为，该密封材料为特氟隆。6.如权利要求1中的装置，其特征为，还包括一种装置，它比该密封件更具刚性，被径向地置于该密封件中，并直接地接触该密封件以防止该密封件由于该管路中的内压而凸入该轴向连接处。7.如权利要求6中的装置，其特征为，该较硬的装置有一个轴向断面，它形成一个沿流体流经该管路方向的横过该连接处的文氏管。8.如权利要求1中的装置，其特征为，该支持装置包括一个单个的管形径向轴承，它被置成同心地围绕该第一和第二管路部分的靠近部分的外部和围绕该连接处。9.如权利要求1中的装置，其特征为，该支持装置包括布置在该第一和第二管路部分的相配合表面之间并和它们直接接触的轴承装置，以让该第一管路部分绕着它自己的轴线相对于该第二管路部分旋转，而该第二管路部分包括一个第一分部它提供了该第一部分的相配合表面，一个第二分部可拆地连接该第一分部，该些分部被做成当把该第二分部从该第一分部拆开时，就能把该密封件从装置上移下作更换而不影响该轴承装置。10.如权利要求9中的装置，其特征为，该第二分部包括两个可拆地连接部分，只有其中的一个是和该密封件直接接触的，因而把该第二分部的一个部分从另外一个部分上拆开时，就能使该密封件从装置中装上拆下。11.如权利要求10中的装置，其特征为，该密封件被置于该管路中跟该第一管路部分一起旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆罕默德哈什希，约翰H奥尔森，
申请(专利权)人：流程工业公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]