专利名称：旋转环由配机法兰带动的高速旋转接头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及旋转接头，尤其是在输送气体和液体的管道与旋转设备和管道的接头部位所配用的旋转接头。
目前，公知的旋转接头均由与配机空心轴连接的外管带动旋转，其结构如
图19a和
图19b所示。
图19a和
图19b所示的均为常用的双向内管固定式旋转接头，外管14采用螺纹与配机空心轴端螺纹连接，并随配机同速转动。内管15由螺纹连接在端盖21内孔中。壳体依靠装配在外管上的圆柱环即滑动轴承90或滚珠轴承91支承在外管14上。这种旋转接头结构的缺点是①受其结构的限制不易增大设备转速；②在加热使用流体温度较高时由于零件材料不同的热膨胀，使配合间隙和滚动轴承的游隙减小，易被“卡死”；③对于现有的双向内管固定式旋转接头，其内管与端盖仅采用螺纹连接，为防止松动其螺纹有左、右旋向，使拆装和调整不便；另外由于内管自重下垂易与配装设备的内壁产生摩擦；④由于旋转接头的自重、弹簧和流体介质轴向作用力均作用在随机转动的外管件上，影响了外管件的使用寿命。
本实用新型的目的在于提供一种旋转环由配机法兰带动的高速旋转接头，使其使用转速较现有旋转接头提高，并且减少摩擦磨损、提高易损件的使用寿命，拆装和调整方便。
本实用新型的目的是这样实现的在一种主要由浮动式静环、弹簧、壳体、外管和密封圈组成的旋转环由配机法兰带动的高速旋转接头中，在与配机的连接端依次装置有中间法兰、法兰和旋转环。旋转环由压盘、若干个均布的螺钉固定连接在法兰的端平面上，并装配在法兰的内锥孔中。法兰、中间法兰分别依次用若干个均布的螺栓固定连接在配机的空心轴端的平面上，其间配置软质材料垫圈。浮动式静环由弹簧压紧与密封面贴合并配置止转结构。壳体与机架及其延伸件采用法兰、吊架、托架结构，由螺栓固定的方式连接。
本实用新型高速旋转接头具有单向旋转和双向旋转两种接头形式，双向旋转接头又具有内、外管静止式和内、外管旋转式两种接头形式。
本实用新型双向内、外管静止式旋转接头的内外管及其组件装配在壳体端内孔处，成统一整体的部件，由螺栓在壳体端盖端部拉紧固定，并密封支承在弹簧座的内锥孔中。
本实用新型双向内、外管旋转式旋转接头的内、外旋转环分别装配在由若干个轮幅将内外圆柱体连成统一整体的法兰的内、外孔中，依靠其配合处的锥面压紧带动同速旋转。内、外浮动式静环分别装在壳体端内孔中。内弹簧支承套装在内管段的垫圈上，垫圈由装在内管段环槽内的轴用弹簧挡圈挡住。
本实用新型单向旋转接头装配在配用转动设备的两端，无内管及其相应的密封装置。
由于采用上述技术方案，与现有旋转接头相比，本实用新型的优点及效果在于①由于旋转环直接由配机法兰带动，因此可以使使用转速大为提高；②本实用新型结构组成摩擦副的的旋转环、浮动式静环、游动环，便于用高强度和硬度的耐磨材料制作，使易损件的一次性使用寿命增加；③本实用新型双向内、外管静止式旋转接头，由于内、外管件组装成统一整体后再装入壳体或弹簧座内孔中，用螺栓拉紧固定连接，这就避免了现有的双向内管固定式旋转接头内管与端盖螺纹连接造成的拆装和调整不便的不足。另外外管与弹簧座的配合处采用锥面结构，不仅有利于密封，也增加了内、外管组件整体支承点，避免了内管因自重下垂，易与装配设备的内壁产生摩擦的状况；④由于本实用新型旋转接头的壳体均固定连接在静止的机架及其延伸的零部件上，流体介质的部分作用力及旋转接头的自重均作用在机架上，减轻了外管件承受的载荷，有利于外管件的长期使用。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1a为本实用新型双向内、外管静止式旋转接头中壳体与机架延伸件鼠笼式支座法兰连接的实施例的结构图
图1b为
图1a的右视图图2a为本实用新型双向内、外管静止式旋转接头中鼠笼式壳体法兰直接与机架零件固定连接的实施例的结构图图2b为图2a的右视图图3a为本实用新型双向内、外管静止式旋转接头中壳体直接与机架零件固定连接的实施例的结构图图3b为图3a的A-A剖视图图3c为图3a中B-B、C-C剖视图图4a为本实用新型双向内、外管旋转式旋转接头中壳体与机架延伸件吊架固定连接的实施例的结构图图4b为图4a的右视图图4c为图4a中A-A剖面图图5a为本实用新型双向内、外管旋转式旋转接头中，壳体与鼠笼式支座法兰连接的实施例的结构图图5b为图5a的右视图图5c为图5a中的B向视图图6A为本实用新型单向旋转接头中壳体与已固定在机架上的若干个双头螺栓用螺母连接的实施例的结构图图6B为图6A的右视图图7为本实用新型单向旋转接头中，鼠笼式壳体法兰直接与机架零件固定连接的实施例的结构图图8为本实用新型单向旋转接头中，壳体直接与机架零件法兰连接的实施例的结构图图9为本实用新型单向旋转接头中，弹簧直接支承在弯头端盖端部的实施例的结构图
图10为本实用新型单向旋转接头中，与输送流体管道管件采用螺纹管法兰件与壳体内螺纹连接的实施例的结构图
图11为
图1a的I部结构图
图12为图2a的I部结构图
图13为图6a和图7的I部结构图
图14为图4a的I部结构图
图15为图5a的I部结构图
图16为本实用新型内、外管静止式旋转接头的内、外管及其组件的装机装配图
图17为本实用新型内、外管旋转式旋转接头的内、外管随配机转动装机装配图
图18A为本实用新型单向外管静止式旋转接头中，流体排出管件装机装配图
图18B为
图18A在装机后流体进入时A部剖视图
图19a为现有的旋转接头结构图
图19b为另一种现有的旋转接头结构图图中，1.垫圈2.中间法兰3.法兰4.压盘5.垫圈6.内六角螺钉7.旋转环 8、8a.浮动式静环8b.销杆或螺杆 9.密封圈10a.小弹簧 10b.大弹簧11.弹簧座 12.垫圈 13.壳体14.外管15.内管 16.O型密封圈 17.拉紧螺栓18.垫圈 19.弹性垫圈20.螺栓21.弯头端盖 22.垫圈23.排气丝堵24.定位销 25.螺栓26、27.内六角螺钉28.螺栓 29、30、31.垫圈32.鼠笼支座33.螺栓 34.六角头螺栓 35.垫圈36.旋转环 37.弹簧38.垫圈 39.弹性挡圈40.内管段 41a.浮动式静环 41b.止转销 42.螺栓43.密封圈 44、45.螺栓46.吊架47.螺纹管法兰件 48.垫圈49.双头螺栓 50.螺母51.垫圈 52.支承内套管 53.游动环 54.旋转环55.游动环 56、57.高硬度平面旋转环59、58.内、外游动环60.密封圈 61.垫圈62A.内、外管固定连接架 62B.外管连接架63、64.螺栓 65A、65B.内管虹吸头66.接管67.内外管连接盘 68.连接螺栓69.配机内虹吸管件70.支撑套管 71.外套管 72.密封圈 73.紧定螺钉74.螺母 75.止转圈 76.密封圈 77.油杯78.垫圈 79.螺栓80.垫圈 81.密封盘82、83.垫圈 84.密封圈 85.导向键 101.配机轴端102、103、104.机架零件 90.圆柱环 91.滚珠轴承在
图1a，
图1b所示的本实用新型双向内、外管静止式旋转接头中，旋转环7由若干个均布内六角螺钉6、压盘4固定装配于法兰3端部，在旋转环7与压盘4和法兰3接触端面处配置软质材料的垫圈30、5，法兰3由若干个均布内六角螺栓26固定连接于中间法兰2端平面上，中间法兰2由若干个均布的内六角螺钉27固定连接于配用设备空心轴101端平面上，其间配置软质材料的垫圈1，由配机空心轴101带动同角速度转动，浮动式静环8由若干个均布的小弹簧10a压紧使其密封面贴合，浮动式静环8的止转由二个固定于弹簧座11上的螺栓25完成，浮动式静环8与弹簧座11之间密封由装配于其间的密封圈9实现。弹簧座11静配合装于壳体13内，其间有时配置软质材料的垫圈12，内管15插入外管14端内孔中，它们之间的密封由装配于其端部内孔中的O形密封圈16完成。内、外管15、14及其组件(见
图16)装配于壳体13端部内孔中。
由于在外管14与弹簧座11相配合部位为锥面，当用若干个螺栓17在壳体端部拉紧固定后，其相配合的锥面贴紧密封，并起支承作用。定位销24是保证配用设备内，内管虹吸头(参见
图16)65A向下(或其他位置)设计使用的。在与壳体13对应流体进口处外管圆周上(见
图1a，1401处)加工有几个流体进入孔，配置视镜和排气丝堵23、垫圈22，便于观察和排出空气及余留液体的端盖21用螺栓20、弹性垫圈19固定连接于壳体13端部，其间配置软质材料的垫圈18。旋转接头壳体13法兰用螺栓28固定连接于鼠笼式支座32端平面上。鼠笼式支座32由螺栓33固定连接于机架零件102端部，其间配置软质材料的垫圈29、31。
图2a，图2b所示为本实用新型双向内、外管静止式旋转接头，其具体结构同
图1a，鼠笼式壳体13法兰由若干个均布的六角头螺栓34直接与机架零件102固定连接，35为软质材料垫圈。
图3a、图3b、图3c所示为本实用新型双向内、外管静止式高速旋转接头，它与
图1a不同处在于旋转环由法兰3直接承担，在浮动式静环8和法兰3间设置有一端球面、一端平面的游动环55，弹簧座11不是固定装配于壳体13内，而是依靠其上的端法兰用螺栓79固定连接于壳体13端部，在浮动式静环8、弹簧座11间配置一个大弹簧10b，浮动式静环8的止转依靠2个紧定螺钉73，螺母74将带有2个止转柱的止转圈75固定于浮动式静环8外柱面上。在浮动式静环8与紧定螺钉73连接的对应位置加工有二个螺钉73能插入的盲孔。止转圈75上的二个凸柱内加工有拧入紧定螺钉73的螺孔，此二凸柱卡在壳体13二弧形导槽内，由于这一结构内管15的出口在外管14进口的内侧，采用了一个长拉紧固定螺栓17，它与内、外管15、14组件端部连接结构为由3～4个轮幅将内、外圆柱连接成统一整体的结构。垫圈80结构也相同，外管14与弹簧座11之间也为锥面体配合密封并予以支承。在端盖21顶端与拉紧螺栓17结合部位，设置螺纹连接的密封盘81，与拉紧螺栓17配合柱面间设置有密封圈84，82、83为垫圈，18、78、61、35为软质材料垫圈，壳体13与机架零件102采用法兰盘结构用若干个均布螺栓34固定连接。9、72、60、43为密封圈，71为随机转动外套管，102、103、104为机架零件，77为油杯。
图4a、图4b、图4c和
图14所示的本实用新型配机内，内、外管旋转式旋转接头与配机设备一起转动的内、外管15、14外端分别装配于中间法兰2和法兰3内孔中，外管14与中间法兰2间的密封由装配于其间的密封圈43完成，内管15管端较紧配合装配于法兰3内孔中。内、外旋转环36、7装配于由几个轮幅将内、外柱体联成统一整体的法兰3的内、外孔中，内、外旋转环36、7依靠与法兰3装配配合的锥形面压紧带动其同速旋转，外旋转环7与法兰3配合柱面间设置有密封圈9。与内、外旋转环36、7接触摩擦的内、外浮动式静环41a、8a密封面基本上在同端平面上分别进行，外浮动式静环8a由装配于壳体13内的外弹簧10b压紧贴合密封，它与壳体13内孔配合柱面的密封由O形密封圈9完成，其止转由固定装配于壳体13内二止转销杆(或螺杆)8b完成，内浮动式静环41a套装于已固定装配于壳体13端内孔的内管段40的端部，止转由装配于41a销孔内焊接固定的止转销41b装在内管段40端部导槽中来完成，内浮动式静环41a与内管段40之间的密封由装配于其间的密封圈16完成。内浮动式静环41b与内旋转环36压紧密封贴合的轴向力由套装于内管段40上的内弹簧37施给，它支承于套装在内管段40的垫圈38上，垫圈38由装在内管段环槽内的轴用弹性挡圈39挡住。端盖21由螺栓20、弹性垫圈19固定连接于壳体13端部，其间配置有软质材料垫圈18。旋转接头壳体13根据设计和安装需要采用吊装式与已固定连接于机架零件102上的吊架46用4个螺栓44固定连接。为使安装使用时，上、下、左、右能够调整，与机架102连接的螺栓33吊架46上相应孔均为长形孔，壳体13与吊架46连接部位在垂直于旋转接头轴线平面内为以轴线为圆心的圆弧扇形结构。为防止轴向松动，用螺栓45将壳体13和吊架46固定。排气丝堵23设置于壳体上。
图5a、图5b、图5c和
图15所示的本实用新型双向配用设备内，内、外管旋转式旋转接头，具体密封结构与图4a相同，壳体13与机架延伸件鼠笼式支座32采用若干个均布螺栓28法兰固定连接。
图6A、图6B、图7、图8、图9、
图10均为本实用新型单向旋转接头结构图。单向旋转接头通常用于配用转动设备的两端是一端进一端出的场合，单向旋转接头无内管及相应的密封结构。
图6A、图6B的具体密封结构与
图1a相同，不同之处在于，壳体13与已固定在机架上的若干个(大于2)双头螺栓49，用螺母50固定连接，配机内的外管14随机转动。在图6B中粗实体画出的是双固定支承螺杆及壳体相应连接结构，双点划线为三个双头螺栓及其连接结构。
图7的密封结构与
图1a相同，鼠笼式壳体13法兰直接与机架零件102固定连接，48为软质材料垫圈。
图8的具体密封结构与图3a相同。
图9的具体密封结构与图3a相同，无外管14、拉紧螺栓17、弹簧座11及其相应结构。弹簧10b直接支承在弯头端盖21连接法兰内端部，76为J型或骨架式密封圈。
图10的具体密封结构与图4a相同。壳体13吊装式，与输送流体管道管件采用螺纹管法兰件47与壳体内螺纹连接。
图11、
图12分别为
图1a、图2a的I部结构图。
图13为图6a，图7的I部结构图。在旋转环7、54和浮动式静环8间设置游动环53、55。它们之间的不同处在于
图11中的游动环53为端平面环，内套管52为静配合于浮动式静环8端内孔中支承游动环53的内套管。
图12中，法兰3的内孔中，镶有高硬度的平面旋转环54。
图12、
图13中，在旋转环与浮动式静环8之间设置的游动环55为一端平面一端球面环。
图14为图4a、图5a的I部结构图。图中密封圈9置于壳体13内、外浮动式静环8a端部，由垫圈51、外弹簧10b压紧密封。
图15为图4a、图5a的I部结构图。图中在法兰3内、外孔中内镶高硬度平面旋转环56、57，在旋转环56、57与内、外浮动式静环41a、8a间增设一端平面、一端球面的内、外游动环59、58。
图14、
图15的I部结构也适用于
图10的I部结构，不同之处在于
图10中无内管及其密封装置。
图3a、图8、图9、
图11、
图12、
图13、
图15中，在旋转环、浮动式静环间设置游动环的目的是为了减少浮动式静环摩擦面上的线速度。图3a、图8、图9、
图12、
图13、
图15中的游动环55、58、59为球端面，可在安装使用时同轴度不易保证时，由球面自动调整。
图12、
图15中的高硬度旋转环54、56、57镶在法兰3内孔中是由于难加工。
图16、
图17、
图18是本实用新型旋转接头装机使用图例。在
图16所示的本实用新型内、外管静止式旋转接头内、外管15、14及其组件装机装配图中，62A为内、外固定连接架，63、64为夹紧外、内管用的螺栓，65A为内管虹吸头，101为配用设备的轴端。
在
图17所示的本实用新型配机内，内、外管旋转式旋转接头，配机内、外管15、14随配机转动的装机装配图中，壳体为下托架式固定连接，67为内、外管连接盘，、42、68为连接螺栓，69为配机内虹吸管件，70为支撑套管，另一端装有弹簧及其连接结构。65B为内管虹吸头。
图18A和
图18B给出了本实用新型单向外管14静止式旋转接头装机后流体排出和进入管件的装机装配图，壳体13为吊装固定在吊架46上，66为接管。
本实用新型中所称的“机架的延伸架”，是指鼠笼式支架32(见
图1a，图5a)；吊架或托架46(见图4a，
图10，
图17，
图18A)；若干个已固定在机架零件上的双头螺栓49(见图6A，图6B)，用螺母50固定连接。
本实用新型旋转接头其旋转环由配机法兰带动，可根据配机的具体结构或在配机两端各配一个单向旋转接头，一端进，另一端出，或仅在一端配用双向旋转接头，流体进入和引出在同一端进行，此时也可采用内、外管均不转的静止、固定式或内、外管均随机转动的旋转式。
本实用新型不论是双向内、外管静止式、配机内、外管旋转式；单向；旋转环与浮动式静环直接接触摩擦，还是在其间增设置游动环；其摩擦接触面为平端面还是球端面；壳体采用法兰直接或间接与机架零件或延伸连接件鼠笼式支架固定连接，还是与吊或托架固定连接，或与若干个已固定于机架零件上的双头螺栓，用螺母固定连接；旋转接头进、出口与输送流体管道管件采用法兰或内螺纹连接，均具有本实用新型旋转接头的旋转环由配机法兰或相连接的中间法兰带动旋转这一基本结构特征。
权利要求1.一种旋转环由配机法兰带动的高速旋转接头，主要由浮动式静环(8)、弹簧(10a、10b)、壳体(13)、外管(14)和密封圈(9)组成，其特征在于在与配机的连接端依次装置有中间法兰(2)、法兰(3)和旋转环(7)，旋转环(7)由压盘(4)、若干个均布的螺钉(6)固定连接在法兰(3)的端平面上，并装配在法兰(3)的内锥孔中；法兰(3)、中间法兰(2)分别依次用若干个均布的螺栓(26、27)固定连接在配机的空心轴端(101)的平面上，其间配置软质材料垫圈(1)；浮动式静环(8)由弹簧(10a)压紧与密封面贴合并配置止转结构；壳体(13)与机架及其延伸件采用法兰、吊架、托架结构，由螺栓固定的方式连接。
2.根据权利要求1所述的高速旋转接头，其特征在于内、外管(15、14)及其组件装配在壳体(13)端内孔处，成统一整体的部件，由螺栓(17)在壳体端盖(21)端部拉紧固定，并密封支承在弹簧座(11)内锥孔中。
3.根据权利要求1所述的高速旋转接头，其特征在于内、外旋转环(36、7)分别装配在由若干个轮幅将内外圆柱体连成统一整体的法兰(3)的内、外孔中；内、外浮动式静环(41a、8a)分别装置在已固定于壳体(13)端内孔中内管段(40)和壳体(13)内孔中，由内，外弹簧(37、10b)分别压紧贴合密封；内弹簧(37)支承套装在内管段(40)的垫圈(38)上，垫圈(38)由装在内管段(40)环槽中的轴用弹性挡圈(39)挡住。
4.根据权利要求1所述的高速旋转接头，其特征在于在法兰(3)与旋转环(7)和浮动式静环(8)间设置一端为平面、一端为球面的游动环(55)，其接触摩擦面为平面和球端面。
5.根据权利要求1所述的高速旋转接头，其特征在于弹簧座(11)装在壳体(13)内，并用若干个螺栓(79)固定在壳体端部。
6.根据权利要求1所述的高速旋转接头，其特征在于浮动式静环(8)与弹簧座(11)之间具有若干个均布在圆周上的小弹簧(10a)和一个大弹簧(10b)。
7.根据权利要求1所述的高速旋转接头，其特征在于浮动式静环(8a)与壳体(13)间的密封圈(9)置于浮动式静环(8a)端部，由垫圈(51)、弹簧(10b)压紧密封。
8.根据权利要求1所述的高速旋转接头，其特征在于壳体(13)与机架及其延伸件的连接方式为壳体法兰与鼠笼式支架(32)连接；鼠笼式壳体法兰与机架零件(102)连接；壳体法兰直接与机架零件(102)连接；壳体(13)与吊架(46)、托架固定连接；壳体(13)与已固定在机架上的若干个双头螺栓(49)用螺母(50)固定连接。
专利摘要一种旋转环由配机法兰带动的高速旋转接头,在与配机连接端依次装有中间法兰、法兰和旋转环,在配机空心轴端直接配置法兰,旋转环由其带动同步转动。壳体与机架及其延伸件固定连接。本实用新型旋转接头可实现高速旋转,并且可提高易损件的使用寿命、拆装和调整方便,可根据不同的配机结构选用单向旋转接头或双向内、外管静止式和旋转式旋转接头。
文档编号F16L23/00GK2371419SQ98204108
公开日2000年3月29日 申请日期1998年4月29日 优先权日1998年4月29日
发明者张家鑫 申请人:张家鑫