一种高压旋转接头及带有该接头的高压万向装卸系统的制作方法

本实用新型涉及一种高压旋转接头及带有该接头的高压万向装卸系统。

背景技术：

随着清洁能源应用越来越广泛，天然气作为一种新型的清洁能源已经受到了越来越多人的认可，以天然气为能源的汽车也越来越多，伴随着天然气加气站的数量不断增加，用于压缩天然气的装卸装置需求量也在增多。由于压缩天然气的压力高达25MPa，故储存装置和输送管道都有破裂爆炸的危险性，同时天然气本身也是易燃易爆危险品，具有燃烧、爆炸的危险性。目前全球范围内，压缩天然气的装卸装置都是采用软管。但是，使用软管存在如下缺点：1、国内暂时没有合格且质量一流的软管生产商，故国内天然气加气站的软管都是采用进口软管；2、在装卸压缩天然气时，操作人员需要拖着5米多长的软管来回调整装卸口的位置好与压缩天然气管束集装箱车辆连接，因为软管硬度高及重量大，操作及其不灵便，大大增加了操作人员的劳动强度；3、与硬质钢管输送通道相比，软管的承压能力低，故在装卸压缩天然气过程中时常出现软管爆裂，使天然气泄露而造成安全事故；4、软管材质容易产生静电，有产生火灾和爆炸的危险性；5、在使用中，由于需要经常收放软管，极易与地面产生摩擦而造成磨损而造成意外6、软管在使用时，受内部天然气腐蚀和外部风吹、日晒、雨淋的共同作用，容易老化，寿命短。综上述，国外进口软管，其质保期仅为6个月，一般最多使用一年，就必须更换，造成极大的资金浪费；

用钢管管路输送流体，就需要使用既能相互旋转又能互相密封的钢制旋转接头。目前使用的旋转接头的结构通常存在如下缺点是：1、采用双滚道和钢球转动结构：即在转芯和外壳上加工双滚道，在滚道里安装钢球，这种结构的强度严重不足；2、仅设置一道端面密封件：即只在转芯和法兰压盖的端面之间安装单个端面密封件，只有一道端面密封，密封可靠性差，一旦失效就会产生泄露；3、不易拆卸及清洗。由于存在上述问题，当前的旋转接头只能用于2MPa以下的气体或流体装卸设备中，不能在高压气体或流体设备上使用，特别是不能适用于压力高达46MPa的压缩天然气的装卸臂。

世界现有技术设备中仅能通过软管装卸压缩天然气、钢管管路由于普通旋转接头存在结构上的缺陷无法装卸压缩天然气的问题，目前尚未提出很好的解决方案。

又如中国专利文献CN103486370A公开了旋转接头、包括该旋转接头的装卸臂、包括该装卸臂的装卸设备。旋转接头(12)的转芯(3)与壳体(2)之间安装有多个向心轴承(5)和/或推力轴承(4)。装卸臂的内回转臂(13)的下端设置有旋转接头(12)，外回转管路(16)的一端通过旋转单元(15)与内回转臂(13)连接。装卸设备的轴承(24)通过轴(29)与三通接头(20)连接，快速接头(25)与活动管路(17)连接。本发明提供的装卸设备，通过旋转接头(12)及由旋转接头(12)构成的旋转单元(15)。此发明中采用标准轴承公差大，在多次旋转使用之后容易错位，导致泄漏；此发明中的转芯壁面薄，结构强度不够；此发明中的标准轴承之间无法进行日后润滑；此发明中的标准轴承配合面多同时采用紧配合固定连接，不易进行清洗和拆卸，此发明中旋转接头采用的密封结构间隙大，密封圈外壁面通过密封套固定密封，没有钢制的挡壁形成容腔，密封性差。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中旋转接头适用压力低，非常容易泄漏，难以润滑、清洗、拆卸的问题，提供一种新的高压旋转接头及带有该接头的高压万向装卸系统。该新的高压旋转接头具有适用压力高，不易泄漏，润滑、清洗、拆卸方便的特点。

为解决上述技术问题本实用新型采用的技术方案如下：提供一种高压旋转接头，包括法兰压盖、壳体、转芯，所述壳体一端与所述法兰压盖连接，所述壳体与所述法兰压盖形成的空腔内设置有所述转芯，所述壳体与所述转芯之间设有至少三道环形槽，所述转芯与所述壳体的相对端面之间设置有双道密封装置，所述壳体与所述法兰压盖之间设有密封圈一。

上述技术方案中，优选地，所述环形槽内设有滚珠。

优选地，所述壳体外壁面与每个所述环形槽之间开设有通孔。

优选地，所述壳体外壁面与所述环形槽之间设有润滑口。

优选地，所述双道密封装置包括主密封和次密封，所述主密封内侧设有至少两道弹簧圈。

优选地，所述壳体与所述转芯之间设有密封圈二。

本实用新型进一步提供一种高压万向装卸系统，包含高压旋转接头，其中，所述高压万向装卸系统包括支撑立柱、与支撑立柱连接的内转臂单元、与内转臂单元连接的外转臂单元。

优选地，所述内转臂单元包括与支撑立柱连接的轴承座，所述轴承座同时与垂直管路一端和水平管路一端连接，所述垂直管路与所述水平管路之间设有支撑臂，所述垂直管路另一端依次连接高压旋转接头和高压管接头并同时与所述支撑立柱之间固定连接。

优选地，所述外转臂单元包括通过至少三个弯头管道和至少两个高压旋转接头与所述水平管路实现多种转弯连接的外转臂，所述外转臂另一端通过至少三个弯头管道和至少两个高压旋转接头与外伸臂实现多种转弯连接，所述外伸臂另一端依次连接高压拉断阀和高压快速接头。

优选地，所述外转臂单元上安装有弹簧平衡器，所述弹簧平衡器包括与外转臂连接的缸体以及安装在所述内转臂单元与所述外转臂单元之间的可调节拉板。

本实用新型高压旋转接头的壳体与转芯之间设置至少三道环形槽，环形槽中安置有滚珠，环形槽厚度符合高压流体的压应力；相对于普通接头所采用的两个环形槽，或采用标准轴承作为实现旋转功能的方式，避免了装配的细微错位而造成日后的泄露；提高了转动性能和灵活性，承载更合理，并容易拆装维护。

本实用新型高压旋转接头采用主密封和次密封这两道高压密封，先作用和后作用的原理延长了使用寿命，同时在主密封内侧设有至少两道弹簧圈，大大增加了密封的可靠、安全性和接头的维护保养间隔时间。

本实用新型高压旋转接头的法兰压盖端面设有凸缘结构和壳体之间形成的腔室由密封圈一进行密封，并由高强度螺栓进行连接紧固。维护时只需拆掉高强度螺栓就可把3个密封圈进行维护保养，并可通过环形槽上的润滑口进行所有滚珠之间润滑和清洗等工作；可轻易拆卸和清洗更换维护。而普通接头的密封圈固定在转芯与壳体之间和采用标准轴承结构，都不易拆卸和清洗也不能充分润滑。

本实用新型进一步的提供了一种高压万向装卸系统，通过至少5个的高压旋转接头的组合使用可以实现高压万向装卸臂的快速接头在要求的范围内到达任意位置，与压缩天然气或压缩氢气管束集装箱车辆进行快速连接；另一端由特制的高压管接头与接气机进行相连，都达到快速连接和固定的要求。高压万向装卸臂的水平管路、外转臂、外伸臂的总结构重量由支撑臂进行支撑；外转臂和外伸臂的重量由弹簧平衡系统进行平衡。本高压万向装卸臂在快速接头尾部连接有高压拉断阀，可保证在装卸过程中因突发意外车辆快速离开时断开并密闭管路，保证现场不泄露。

因本实用新型提供的高压万向装卸臂全部采用厚壁钢管制成，故在使用过程中不会产生静电，同时采用至少5个的钢制高压旋转接头，和采用弹簧平衡系统平衡掉外转臂和外伸臂的重量，满足了在要求范围内轻松可达任意位置，全程无磨损、高压万向装卸臂又可快速收放；满足了安全并高效的装卸压缩天然气和其它高压气体或流体的要求。

采用本实用新型的高压旋转接头，通过测试装置，在接头内通入的流体压力为46MPa，并且通过电机使接头左右不停旋转1小时从而模拟使用场景，没有产生丝毫泄露，相比标准测试压力是40MPa，测试时间30min，有了很大提高。采用中国专利文献CN103486370A公开了旋转接头、包括该旋转接头的装卸臂、包括该装卸臂的装卸设备，通过测试装置，在接头内通入的流体压力为46MPa，并且通过电机使接头左右不停旋转1小时从而模拟使用场景，会产生严重泄露；因此采用本实用新型的高压旋转接头能够有效防止泄露，取得较好的技术效果。

附图说明

图1是本实用新型一种高压旋转接头的局部示意图。

图2是本实用新型一种高压万向装卸系统的正视图。

图3是本实用新型一种高压万向装卸系统的俯视图。

图4是本实用新型的主密封的示意图。

附图中

1、法兰压盖 2、壳体 3、转芯

4、滚珠 5、密封圈二 6、双道密封装置

7、主密封 8、次密封 9、堵头

10、高压旋转接头 11、高强度螺栓 12、密封圈一

13、润滑口 15、高压管接头 16、支撑臂

17、内转臂单元 18、轴承座 19、支撑立柱

21、弹簧平衡器 211、缸体 212、可调节拉板

22、外转臂单元 23、外伸臂 24、高压拉断阀

25、快速接头 26、弯头管道 27、外转臂

71、弹簧圈

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

【实施例1】：

如图1、4所示，一种高压旋转接头，包括法兰压盖1、壳体2、转芯3，所述壳体2一端与所述法兰压盖1通过高强度螺栓11紧固连接，所述壳体2与所述法兰压盖1形成的空腔内设置有所述转芯3，所述壳体2与所述转芯3之间设有至少三道环形槽，所述环形槽包括开设在所述壳体2内壁面上的上环形槽、以及开设在所述转芯3外壁面上与上环形槽对应的下环形槽，滚珠4填充于所述环形槽内，每个环形槽之间通过壳体2和转芯3之间的1mm左右的间隙连通；

所述壳体2外壁面与每个所述环形槽之间开设有螺纹通孔，一个环形槽对应一个螺纹通孔，滚珠4通过螺纹通孔放入环形槽内并将环形槽内放满，螺纹通孔通过堵头9进行堵塞；所述壳体2外壁面与所述环形槽之间设有润滑口13，润滑口13的数量以及与哪道环形槽相通不受限制，优选1～2个润滑口13用于加注润滑油；

在加注或者更换润滑油时，润滑油通过润滑口13往环形槽内加注，并通过壳体2和转芯3之间的1mm左右的间隙进入到每个环形槽内，从而使得每个滚珠4得到充分润滑的目的；将法兰压盖1拆掉，由于新的润滑油加注，脏的润滑油在新的润滑油推动下从壳体2和转芯3之间的1mm左右的间隙流出，从而达到更换润滑油的目的，润滑、清洗都非常方便；

所述转芯3与所述壳体2的相对端面之间设置有双道密封装置6，所述双道密封装置6包括主密封7和次密封8，所述主密封7内侧设有至少两道弹簧圈71，两道弹簧圈71对各侧面受到的压力实现分工，受力均匀，大大增加了密封性，所述主密封7设置于开设在法兰压盖1内端面的第一环型槽与所述转芯3端面构成的腔室内，所述次密封8设置于开设在所述转芯3外端面的第二环形槽与所述法兰压盖1端面构成的腔室内，从而形成一前一后紧挨着的设置形式，加强密封性；

所述壳体2与所述法兰压盖1之间设有密封圈一12，所述密封圈一12设置于所述法兰压盖1端面设有的凸缘结构和壳体2之间形成的腔室内从而进行密封，所述壳体2与所述法兰压盖1之间由高强度螺栓11进行连接紧固，所述壳体2与所述转芯3之间设有密封圈二5，密封圈二5用于密封壳体2与转芯3一头的间隙；

在进行清洗时，将法兰压盖1拆掉，密封圈一12、主密封7和次密封8就可以拿下来逐个清洗、保养。

如图2、3所示，一种高压万向装卸系统，包含高压旋转接头10，其中，所述高压万向装卸系统包括支撑立柱19、与支撑立柱19连接的内转臂单元17、与内转臂单元17连接的外转臂单元22，所述内转臂单元17包括与支撑立柱19连接的轴承座18，所述轴承座18同时与垂直管路172一端和水平管路171一端连接，所述垂直管路172与所述水平管路171之间设有支撑臂16，所述垂直管路172另一端依次连接高压旋转接头10、高压管接头15，并同时与所述支撑立柱19之间固定连接，所述轴承座18和所述一端高压旋转接头10能够实现所述内转臂单元17以所述轴承座18的轴心进行转动；

所述外转臂单元22包括通过至少三个弯头管道26和至少两个高压旋转接头10与所述水平管路171实现多种转弯连接的外转臂27，所述水平管路171连接第一弯头管道26实现向上垂直连接，第一弯头管道26继续向上连接第一个高压旋转接头10，第一个高压旋转接头10连接第二弯头管道26实现向一侧的水平垂直连接，第二弯头管道26继续水平连接第二个高压旋转接头10，第二个高压旋转接头10连接第三个弯头管道26实现向一侧的水平垂直连接，第三个弯头管道26水平连接外转臂27；

所述外转臂27另一端通过至少三个弯头管道26和至少两个高压旋转接头10与外伸臂23实现多种转弯连接，所述外转臂27另一端连接第四个弯头管道26实现向上垂直连接，第四个弯头管道26继续向上连接第三个高压旋转接头10，第三个高压旋转接头10连接第五个弯头管道26实现向一侧的水平垂直连接，第五个弯头管道26水平连接第四个高压旋转接头10，第四个高压旋转接头10连接第六个弯头管道26实现垂直向下连接，所述外伸臂另一端依次连接高压拉断阀24和快速接头25；

所述外转臂单元22上安装有弹簧平衡器21，所述弹簧平衡器21包括与外转臂27连接的缸体211以及安装在所述内转臂单元17与所述外转臂单元22之间的第二个弯头管道26和第二个高压旋转接头10之间的可调节拉板212；

当压缩天然气管束集装箱车辆靠近装卸点指定位置后，由操作人员抓住外伸臂23，摆动高压万向装卸臂，通过5个及5个以上的旋转接头10的组合旋转和弹簧平衡器21的伸缩平衡性能使的高压快速接头25摆动到压缩天然气管束集装箱车辆尾部接口后插入连接；高压万向装卸臂的下端高压管接头15焊接在接气机的进气管路上；松开车辆上的阀门和接气机上的阀门就可以进行压缩天然气的装卸作业。

【比较例1】：

采用中国专利文献CN103486370A公开了旋转接头、包括该旋转接头的装卸臂、包括该装卸臂的装卸设备，在测试压力达到46MPa，左右旋转测试时间为1小时的严格条件下，此旋转接头会产生严重泄漏。

尽管上面对本实用新型说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本实用新型，但是本实用新型不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本实用新型精神和范围内，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。