CN100480566C - 旋转接头系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用来安装在诸如液态天然气的低温冷却液的输送管和与低温冷却液的输送相关的冷气体返回输送管中的旋转接头系统。该类型的系统包括低温冷却液通道的旋转接头装置和冷气体返回的旋转接头装置，每个装置包括管道(12，29)和旋转导向装置(44)，所述的管道具有固定管道部分(12a，29a)和相对固定管道的旋转管道部分(12b，29b)，所述的旋转导向装置插在管道的两个管道部分之间。所述的系统的特征在于气体返回通道的旋转接头装置与低温冷却液通道的旋转接头装置成一整体。本发明用于海上石油钻探开采站是很有用的。

Description

旋转接头系统
技术领域
本发明涉及一种用来安装在低温冷却液(致冷液)的输送管和与低温冷却液的输送相关(相连)的蒸汽形式的冷气体返回输送管中的旋转接头系统，该类型系统包括低温冷却液通道的旋转接头装置和冷气体返回的旋转接头装置，每个装置包括管道和旋转导向装置，所述的管道一部分是固定的，另一部分是可旋转的，所述的旋转导向装置用在管道的两部分之间。
背景技术
这类系统已通过欧洲专利0188161号被公开。在此系统中用于低温冷却液通道的和用于冷气体返回的两个旋转接头的装置是独立的两个装置，用在气体返回通道上的管道同心地圈住低温冷却液通道的接头装置的固定管道部分，并有一层热隔离层插在同心的两个管道之间。
这种组成旋转接头的系统存在着结构复杂、体积大的缺陷。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种克服这些缺点的系统。
为了达到此目的，根据本发明而组成的旋转接头系统的特征在于：气体返回通道的旋转接头装置与低温冷却液通道的旋转接头装置组合成整体，以及所述的系统包括的用在两个装置上的旋转导向装置唯一并且相同。
附图说明
通过下面参照作为展示本发明实施方式的实施例的附图所作的说明描述，能更好地理解本发明，而本发明的其它目的、特征、细节和优点也会显得更清楚，附图包括：
图1是在运输船和贮存站之间输送液态天然气的海上石油钻探开采站的概要示意图。所述的海上石油钻探开采站被装备了本发明的旋转接头系统，如A所示，它能透过海上石油钻探开采站的柱子上局部剖切的窗口被看见；
图2是图1中指出的旋转接头系统A的轴向剖面图；
图3是根据图2的旋转接头系统的侧视图；
图4是沿着图3的箭头IV的方向的示意图；和
图5是图2上指出的细节5(V)的放大图。
具体实施方式
作为本发明的应用实施例，图1说明了基于本发明的旋转接头系统在海上石油钻探开采站上的应用。该开采站用于在泊船与开采站及泊船与远离开采站的贮存站之间输送液态天然气。
海上石油钻探开采站包括柱子2，所述的柱子支撑在海底，它的头部3可以沿着柱子的轴线旋转。所述的头部带有一个张帆桅杆4，其自由端悬挂一个输送液态天然气的软管和另一个气体返回的软管，这些软管的另外的端部能和运输船的集合管连接。在图1上我们通过与旋转头部3连接的缆10看到船的系泊环6。图1展示了一个围着柱子的圆形防御物11。在柱子2的内部，在旋转头部3的位置上安装了本发明的旋转接头系统，指定为参照标号A。此接头系统被安装在液态天然气的输送管8和气体返回管道9中。
参见图2，我们描述本发明的旋转接头系统的更多细节如下。
旋转接头系统A包括液态天然气通道的中心管道12，它从上到下与海上石油钻探开采站1的柱子2内部预先设置的输送管路连接。正如我们在图3和图4通常看到的，接头系统上下与管路8的连接借助于螺钉14，以及在接头系统和管路的端部凸肩13a、13b、15a、15b间插入环形的密封垫15。
中心管道12包括一段下部管道12a和一段上部管道12b，下部管道12a安装固定在柱子的内部，上部段12b相对固定的下部段12a是可旋转的。在固定段12a和旋转段12b的两个相对端面，分别对应于20和21，之间预先设置了一个合适的密封垫23，它允许两个段12a和12b进行相对较大的环形运动。围着中心管道12预先设置了同轴于中心管道的环形空间25，在内部径向由中心管道12，外部径向由壁29限定该空间25。壁29在两个凸肩13a和13b之间伸展。顶部和底部均封闭的空间25构成气体返回管道。气体通过入口侧面衔接套接管27进入空间25并通过出口侧面衔接套接管28出去。
由空间25形成的气体返回管道包括下部25a和上部25b，下部25a在与中心管道的固定下段12a连接的同时，同轴围绕着中心管道的固定下段12a，上部25b同轴围绕着中心管道的旋转上段12b并与其连接。结果，相对气体返回管道空间25的下部25a，上部25b是旋转的。在两部分25a和25b之间，在外壁29中相对端面34和35之间预先设置了一个密封垫37，所述的密封垫将在后文详细介绍。
分别属于液态天然气通道的中心管道12和气体返回管道25的两个密封垫23和37位于平行但轴向岔开的两个平面中。由中心管道12和同轴围绕中心管道12构成管道空间25的壁29组成的整体，被外套39围绕，所述的外套39在两个凸肩即上凸肩13b和下凸肩13a之间同轴伸展并且分成两部分，固定的下部分39a和旋转的上部分39b。外套39的相对自由端41、42是凸肩形状的，带有一个带滚柱的取向圆环形状的旋转导向装置，例如滚动轴承44，所述的滚动轴承44放置在，譬如说，气体返回的管道空间25的密封垫37的平面P2中。滚柱或者滚珠显然可以适合滚动轴承，所述的滚动轴承组成了接头系统A的两部分的机械导向装置。这些旋转体放置在轴承部分45和被螺钉49保持在外套的旋转上部39b的自由端42的一个部分48之间，所述的轴承部分45被螺钉46固定在外套固定的下部分39a凸肩形状的端部41。
正如我们在图2所见，外套39a和39b部分从接头系统的上下凸肩开始延伸到平面P2，并将所述的壁的两部分29a和29b分开。同样，环形空间50被限制在壁29和外套39之间，根据它是位于接头的固定部分还是旋转部分，它包括了下部50a和上部50b。每个部分空间50a和50b被譬如热绝缘材料块52a和52b填充，当相对于固定部分接头的活动部分发生倾斜运动时，与两个块相对的两个面能够彼此滑动。所述的接触面具有阶梯侧面。
正如我们在所述的图中所见的，装备本发明的旋转接头系统的唯一一个滚动轴承位于外周边，所以能够在温度接近环境温度的非制冷温度中工作。
密封垫23和37被配置，以便能够吸收很大的径向和轴向运动，它们如图5所示设置。实施例中的密封垫包括两个材料合适的，例如特氟纶(Téflon)的环54、55，每一个环都容纳在中心管道的一段12b的前表面21中设置的槽57、58中。槽57、58是同心的。每个密封环54和55在其与中心管道段12a的前表面20的相对的表面上都有一个凸出部分60，该凸出部分的前表面在弹簧63的作用下紧靠所述的面20，所述的弹簧插在所述的环的后表面65和密封环的容纳槽57、58的底部67之间。
参考图2的同时，我们还看到气体返回管道的进口连接圆柱形的套接管27和出口连接圆柱形的套接管28穿过设置在外套39的圆形开口69。
在实施例中，本发明的旋转接头1的结构是用AISI316L类型的不锈钢做成的，它能设置有垂直的或者水平的旋转轴。
当然对所介绍和描述的接头可进行不同的修改，条件是遵守所述的接头的主要特征，就是用于液态天然气通道线路和蒸汽返回的唯一的一个旋转导向装置，以及紧密的集成的结构，在此结构中，低温冷却液的通道的中心管道和蒸汽返回管道的固定部分和旋转部分被分别同轴放置，以致中心管道12的壁构成蒸汽返回管道25的径向内壁。
因此本发明的旋转接头系统体现了同轴接头装置的公共壁的优点，所述的公共壁可能由同质唯一的模件外形下的融合结构得到，所述的融合结构具有唯一“最新的”和“标准的”机械结构，该机械结构在时间上是可靠的，并能抵抗管路的力。有了所述公共壁，液态天然气和蒸汽气体之间则不必放置热绝缘体，气体管道系统和蒸汽管道系统也不必放置热绝缘体。

Claims (9)

1.旋转接头系统，安装在用于低温冷却液的传输以及和所述低温冷却液的传输相关的冷气体的返回的管线中，所述旋转接头系统包括用于低温冷却液的通道的旋转接头装置和冷气体返回的旋转接头装置，每一装置均包括管道和旋转导向装置，所述管道具有固定管道部分和相对于固定管道部分旋转的管道部分，所述旋转导向装置插在两个管道的两部分之间，所述旋转接头系统的特征在于，气体返回通道的旋转接头装置同轴安装至低温冷却液的通道的旋转接头装置上，并且所述两个旋转接头装置结合成一整体在同一个旋转导向装置上。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述旋转导向装置为滚动轴承(44)。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，包括构成所述低温冷却液通道的中心管道(12)和同轴围绕中心管道(12)的、构成所述冷气体返回的环形管道(25)，以及在两个端部凸肩(13a，13b)之间同轴于中心管道的外套(39)，环形管道(25)的外壁和外套(39)设置成轴向对齐彼此相对旋转的两个段，滚动轴承(44)放置在外套的两个部分的两个相对面之间，而密封垫(23，37)分别设置在中心管道的两部分的相对面之间和环形管道的两部分的相对面之间，滚动轴承和密封垫放置在平行的两个面(P1，P2)上。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，限定在环形管道(25)的外壁和外套(39)之间的环形空间(50)被填充了热绝缘材料，所述热绝缘材料有利地构形为两个块(52a，52b)，每一块设置于上述接头的固定部分和旋转部分之一中，两个块(52a，52b)可以相对旋转。
5.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于，冷气体返回的环形管道(25)的径向内壁由低温冷却液通过的中心管道(12)壁组成。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述位于环形管道两部分之间的密封垫(37)放置在限定环形管道的外壁(29)中。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，密封垫(23，37)包括由特氟纶的密封材料构成的两个环，它们被同心地放置于对应于管道的两个部分的相对面之一上，它们在弹簧元件的作用下压着另一个面。
8.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，同轴的中心管道(12)和环形管道(25)具有公共的壁。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，所述低温冷却液为液态天然气。
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