具有补偿单元的旋转连接器

发明的技术领域

本发明涉及用来传输至少一种压缩处理过的流体的旋转连接器，它包 括一个中心连杆，在该中心连杆上设置许多环形部件，该环形部件包括 至少一个环形部件，以便在连杆内的有关通路和连接器的出口之间传输 流体，和一个布置在环形部件的每侧上的轴承环部件，该轴承环部件设 有轴承，以抵靠相邻的环形部件，并由动态密封密封住环形部件，该动 态密封由具有比处理流体压力高的压力的阻挡液体操作，以及一个锁定 螺母，该锁定螺母可保持使环形部件承受预加荷载以顶靠连杆上的固定 部件。

发明的背景技术

上述类型的旋转连接器或旋转接头特别用于海上工业，以传输处理液 体，并注入与回收和处理油和气有关的气和水。在这种连接器中，具有 轴承和密封件的许多环形部件，通常一个叠加在另一个之上的布置在中 心连杆上。布置在连杆顶的锁定螺母使所有环保存预应力或预加荷载并 抵靠在连杆上的台肩上。在装配连接器或旋转接头期间，借助锁定螺母 和预加荷载工具使环形部件抵靠台肩。

在操作期间的连接器的动态密封由液压阻挡流体启动，该液压阻挡流 体的压力总是高于在旋转接头中的独立主通路中的处理流体压力。以这 种方式避免了处理流体经密封泄漏，与此同时，通过清洁的液压油启动 密封件，因此在非常有利的条件下进行密封操作。

然而，当施加阻挡液体压力时，由于操作活塞的力，连杆拉伸，且锁 定螺母扭曲。这还需要滚柱轴承失去其预加荷载。这些现象导致独立的 动态密封的挤出开口的不希望的增加，且轴承环部件在变化的操作条件 下变形的可能性更大。显然最好是避免连杆延伸和/或环的变形使它们宣 称在密封区内。

发明的内容

因此，本发明的一个目的是提供一种装置，该装置可保持在滚柱轴承 上的预加荷载，因此，减少轴承环部件变形的可能性，它还消除/限制用 于动态密封件挤出开口的变化，因此基本上改进这些关键密封件的操作 条件。

利用本发明的所述类型的旋转连接器可实现上述目的，该旋转连接器 包括一个中心连杆，在该中心连杆上设置许多环形部件，该环形部件包 括至少一个环形部件，以便在连杆内的有关联的通路和连接器的出口之 间传输流体；和一个布置在环形部件的每侧上的轴承环部件，该轴承环 部件设有轴承，以抵靠相邻的环形部件并由动态密封件密封住环形部件， 该动态密封件由具有比处理流体压力高的压力的阻挡液体操作，以及一 个锁定螺母，该锁定螺母可使环形部件保持承受预加荷载以顶靠连杆上 的固定部件，其特征在于该旋转连接器设有成活塞装置形式的补偿单元， 该活塞装置布置在锁定螺母和连杆上的与其相邻的环形部件之间，且布 置成由液压流体驱动，因此在连接器的操作期间，可维持在环形部件和 轴承上的预加荷载。

附图的简要说明

下面参考附图，并结合优选实施例来描述本发明，其中

图1表示设有本发明的补偿单元的旋转连接器的纵向截面视图；和

图2表示在图1中的补偿单元的截面放大比例视图。

最佳实施方式

图1所示的旋转连接器或旋转接头1包括一个中心孔或连杆2，在该 中心孔或连杆2上设置若干环形部件，在图示的情况下，更具体的是三 个环形部件3和布置在该环形部件3相应侧面上的四个轴承环部件4，因 此，轴承环部件4布置在每个环形部件3的每侧上。每个环形部件3包 括一个中间环5和一个出口环6，该中间环5和出口环6之间限定了一个 环形孔道7，在旋转接头操作期间，中间环和出口环很可能相互旋转，此 时，每个环形孔道7提供了在连杆2内相关的轴向延伸的通路8(只示出 一个)与出口环6内的出口9之间的流体输送连接。

如图所示，在每侧上的每个轴承环部件4设有环形凹槽10，该环形凹 槽10容纳抵靠住相邻的环形部件的滚柱轴承11，特别是抵靠住中间环5， 例外的是位于环形部件堆中最下部且抵靠住下端环12的滚柱轴承，以及 抵靠住上端环13的位于最上部的滚柱轴承。

借助由阻挡液体操作或驱动的成双唇状密封件14形式的动态密封， 该阻挡液体的压力大于经过通路8和环形孔道7传输的一种或多种处理 流体的压力，轴承环部件4密封相邻的环形部件，即中间环5和端环12， 13。最好是液压油的处理液体经过通道15，16，17输送，该通道部分布 置在出口环6内，且部分布置在轴承环部件4内，以及中间环5内，因 此，该通道形成阻挡液体的非图示压力源和受到驱动/润滑的动态密封之 间的连接，以及所述源和润滑的其它细节之间的连接。

每个轴承环4借助楔18相对于相联系的出口环6固定，因此，这些 环相对于中间环5和端环12，13进行相同的相对运动。后者的环满意的 布置在连杆2上，中间环5设有静密封件19，以便密封相关通路8内的 处理液体。

不同的环形部件4，5，12，13和在旋转接头内的相关的滚柱轴承11 借助锁定螺母21对连杆2上的台肩20预加荷载，该锁定螺母旋拧进连 杆的顶部，并可通过紧固工具紧固。因此，环形部件和滚柱轴承的适当 的初始预应力或预加荷载可调节，以获得动态密封件的最大可能的操作 条件。

如说明书中所示，当阻挡液体压力作用在旋转接头装置上时，连杆将 有点拉紧，且锁定螺母趋于扭曲。为了避免所述的这些情况的负面效应， 补偿单元22布置在锁定螺母21和端环13之间，在连接器或旋转接头操 作期间，该补偿单元保持对环形部件和滚柱轴承的初始预加荷载。该补 偿单元由活塞装置构成，该活塞装置布置成由液压流体驱动。

由于在起动期间和不同操作模式期间保持初始预加荷载，挤出开口和 动态密封件的轴向动态运动的变化受到紧张限制。

在图示的实施例中，补偿单元包括活塞环23，该活塞环23围绕连杆 2，并轴向可移动的布置在补偿器壳体24内。活塞环23抵靠住锁定螺母 21，且补偿器壳体24包括位于活塞环23和端环13之间的底部25，和在 朝锁定螺母21方向上轴向延伸的外壁部件26。在补偿器壳体的活塞环 23和底部25之间的空间与压力孔27连接，以供给液压流体，从而驱动 活塞装置。密封件28布置在活塞环23和补偿器壳体24之间，以及补偿 器壳体24和连杆2之间。当通过压力孔29供送液压流体时，朝端环13 的方向向补偿器壳体24施压，因此，所述连杆2的延伸和锁定螺母21 的变形得到补偿。

可以理解，在图示的实施例中的活塞环23是固定的，而当补偿单元 启动时，补偿器壳体24移动离开活塞。然而，可以构思一种替换实施例， 其中补偿器壳体翻转，并固定放置，其底部顶住锁定螺母，因此，当补 偿单元驱动时，活塞环移动离开底部。

补偿单元的有效活塞表面以这样一种方式适应，即相对于补偿单元操 作的实际压力，在旋转接头装置内部获得最佳的力平衡。横过旋转接头 装置的最佳压力平衡的特征在于初始挤出开口和在不同操作模式下挤出 开口内的变化在很窄的误差内。

补偿器壳体24在操作期间以如下方式设计，即可避免较大变形，这 可包含传递到端环13上的不利的力。为此，补偿器壳体的外壁部件26 具有足够的厚度，以提供大的阻力矩，从而防止在液压流体的影响下补 偿器壳体的偏移。

而且，为了确保变形自由且轴向力从补偿单元传递到环形部件和滚柱 轴承，较薄的压力垫片29布置在补偿单元22和端环13之间。压力垫片 具有比端环基本上小的外径，并且通常规定为来自补偿单元的力直接传 递到滚柱轴承，而且不会使端环13偏移至顶住上轴承环4。

至于压力流体供给补偿单元，这可与分离的压力源(未示出)连接， 以便供应液压流体，从而启动单元。或者，用来启动补偿单元的压力流 体可由压力源供送，该压力源与为了启动动态密封件4而供送阻挡液体 的压力源相同。这可使补偿单元简单集成在旋转接头装置内。该实施例 在图2中表示，其中点划线30表示压力孔27和通道31之间的相互连接， 该通道31布置在端环13内，并与通道系统15，16，17连通，以便尤其 向动态密封件14提供阻挡液体。

在施加到旋转接头装置上的阻挡液体压力作用的同时或之后，可启动 补偿单元。