[其他]加压流体管路用的旋转接头装置

说明书

本发明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（凡得福发明的）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，因此本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。

按照本发明的一个特征，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。

按照本发明的另一个特征，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。