CN101103223A - 管旋转接头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种特别是用于引导聚合物熔体的管状旋转接头，具有保持件(1)和可移动的连接体(2)，所述连接体以支承端(13)可转动地与所述保持件(1)相连。所述保持件(1)中形成具有入口(4)的分配腔(3)，所述分配腔与在连接体(1)中形成的分配通道(10)相连。所述连接体(2)内的分配通道(10)通至连接端(14)，所述连接端(14)上能够连接一管段(15)。为了在高压和高温下保证连接体(2)的可移动性，连接体(2)的支承端(13)设计成轴颈(9)，所述轴颈(9)可旋转地支承在保持件(1)中的、穿过分配腔(3)的支承孔(5)中。

Description

管旋转接头

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的特别是用于引导聚合物熔体的管旋转接头(Rohrdrehgelenk)。

背景技术

在铺设和构造管道时，已知通过所谓的管旋转接头使得管段可以进行旋转运动。例如由DE 7000900 U已知这种管旋转接头。这里，一保持件和一可旋转地与保持件相连的连接体共同作用，以将与连接体相连的管段设置为相对于保持件是可运动的。在所述保持件内部设有分配腔，该分配腔与连接体的分配通道相连。为了使连接体可以进行转动，在这种已知的装置中使用滑动轴承。这种系统只能用于温度较高同时压力载荷中等的情况。但是在引导聚合物熔体时，除了高温，同时还会出现高压，这种高压导致相应高的径向力和轴向力。而这种高的压力无法由特别是已知结构形式的滑动轴承承受。

此外，在现有技术中还已知这样的管旋转接头，其中，用滚动轴承代替滑动轴承。由此虽然可以实现高压，但根据经验，滚动轴承只是有条件地适用于高温。在现有技术中已知的管旋转接头的另一个问题在于，在高压下无法确保保持件中的连接体可容易地转动。此时特别是单侧作用在连接体上的力是特别不利的。

发明内容

现在，本发明的目的是，这样改进开头所述类型的、特别是用于引导聚合物熔体的管旋转接头，即，即使在250℃以上的高温以及200bar以上的高压下，也可以确保可靠的功能性。

根据本发明，所述目的通过具有权利要求1的特征的管旋转接头来实现。

有利的改进方案由从属权利要求的特征和特征组合限定。

本发明特别的优点在于，保持件和连接体之间的连接设计成轴毂连接(Weunabenverbindung)。为此，连接体具有一支承在保持件的支承孔内的轴颈。所述支承孔穿过分配腔，从而可以避免由于分配腔内部的流体压力而单侧作用在连接体上的载荷。

这里所述管旋转接头的这样一种改进方案特别有利，在这种方案中，支承孔完全穿过保持件以形成两个支承部位，从而在两个位置有接近相等的压力作用在轴颈上。所述支承孔优选设计成在所述支承部位具有相同的直径，从而可以补偿/平衡作用在轴颈上的压力。

这里有利地在保持件和轴颈之间给支承部位配设有密封件，以密封分配腔。

支承部位中的所述密封件有利地由耐高温的轴封填料部(Stopfbuchspackung)形成。这里，如果所述轴封填料部由可调节的预紧结构保持，以一方面使得可完全密封所述分配腔，则是特别有利的。另一方面，如果可以在分配腔的两侧从支承部位中导出少量的聚合物，以例如排出降解的聚合物材料，则在引导聚合物熔体时是特别有利的。

与滑动支承部相结合，还优选在轴颈和保持件之间实现缝隙密封部。

对轴颈的支承优选通过滑动支承部的支承作用来实现，以由此能够实现在直径中(平均)在＜0.15mm范围内的较小的支承间隙。

为了在连接体的每个位置都确保保持件的分配腔和连接体的分配通道之间的连接，根据一个有利的改进方案，保持件内部的分配腔由基本上同心地包围所述轴颈的槽形成。由此，在轴颈的外周上总存在足够量的流体，以到达在连接体上加工出的分配通道。

但分配腔也可以有利地由轴颈上环绕的车削部/车削槽(Eindrehung)形成。根据具有车削部的轴段的直径不同，分配腔可以在支承孔的内部或外部与支承孔同心地形成，从而在轴颈旋转时总是可以确保均匀地分配和引导熔体。

分配通道的构型这里可以在连接体中有利地通过从连接端到轴颈的盲孔形成。所述盲孔在轴颈中的封闭孔端处通过一横向孔与位于外面的分配腔相连。这里可以这样设计横向孔和盲孔的造型，即，在(流体)流过管旋转接头时产生尽可能小的压力损失。

根据管旋转接头一种有利的改进方案，连接体的分配通道由从一个连接端延伸到相对的第二连接端的通孔形成，其中在轴颈的区域，通孔通过横向孔与分配腔相连。通过本发明的这种改进方案，可以同时相同地对连接在所述旋转接头上的管段供应流体。

附图说明

下面参考附图根据管旋转接头的几个实施例详细说明本发明。

在附图中：

图1示出根据本发明的管旋转接头的第一实施例的示意性纵向剖视图；

图2示意性示出图1的实施例的横向剖视图；

图3示意性示出根据本发明的管旋转接头的另一实施例的纵向剖视图；

图4和图5示意性示出根据本发明的管旋转接头另外的实施例的纵向剖视图。

具体实施方式

图1和2以多个视图示出管旋转接头的第一实施例。图1以纵向剖视图示出该实施例，而图2以横向剖视图示出该实施例。如果没有明确说明引用两个附图中的一个，以下说明对这两个附图都适用。

管旋转接头具有四方体形的保持件1。在所述保持件1中形成一分配腔3，所述分配腔3与入口4相连。所述入口4在保持件1的上侧形成，并可以与这里未示出的管段相连。

在保持件1的中间区域，在保持件1中加工出横向于入口4定向的支承孔5。所述支承孔5穿过分配腔3和保持件1与分配腔相邻接的侧壁。分配腔3由保持件1内部的基本上与所述支承孔5同心的、环绕的槽7形成。在保持件1的支承孔5中可旋转地支承连接体2。为此连接体2的支承端13设计成轴颈9，该轴颈可旋转地支承在保持件1的支承部位6.1和6.2处。所述连接体2以连接端14侧向从保持件1的支承孔5中伸出。在连接端14的自由端上连接管段15。在连接体2的内部，由从连接端14沿支承端13方向延伸的盲孔11形成分配通道10。所述盲孔11在轴颈9的区域内具有一横向孔12，通过所述横向孔，所述盲孔11与分配腔3相连。

如图2所示，在保持件1内基本上与轴颈9的外周同心地形成槽7，以形成分配腔3，从而，在轴颈9的每个位置，在分配腔3和分配通道10之间都存在连接。

在保持件1中内置有多个加热元件24，所述加热元件促使对管旋转接头中引导熔体的区域进行加热。

如图1所示，在支承部位6.1和6.2，在轴颈9和保持件1之间设置有密封件8.1和8.2，从而相对于外部密封所述分配腔3。此外，在轴颈9上还作用有这里未示出的、用于轴向固定的结构，由此不会出现连接体2不允许的轴向运动。

在图1和2所示的实施例中，通过入口4将高压下的高温聚合物熔体输送到分配腔3中。聚合物熔体从分配腔3到达通向盲孔11的横向孔12中。由此形成的分配通道10此时将聚合物熔体引导到所连接的管段15。这里可以使管段15绕起轴的作用的轴颈9相对于保持件1旋转。这里，旋转角度可在360°的范围内以及以上。

支承部位6.1和6.2在该实施例中设计成滑动支承部，其中在直径上支承间隙最大为0.15mm。由此在高温下也可以实现轴颈9的可转动性。

支承部位6.1和6.2也可以设计成轴承套筒或必要时设计成滚动轴承。原则上，在根据本发明的管旋转接头中，轴颈在两个支承部位对称的构型是有利的，因为在连接体2上作用基本上平衡的压力，并由此即使在较高的压力下也可保持轴颈9易于进行转动。在根据图1和2的实施例中设置的用于密封分配腔的密封件是举例性的。为了进行密封，密封件的位置和形式可以自由选择。由此可在轴颈和保持件之间形成缝隙密封部，由此可以省去附加的密封结构。

图3示出本发明的管旋转接头的另一个实施例。这里该实施例以纵向剖视图示出，其中，横向剖视图基本上与按图2的实施例相同。

管旋转接头包括一保持件1和一支承在保持件1中的连接体2。这里保持件1形成有分配腔3，该分配腔可通过入口4与外部的管段相连。所述分配腔3作为槽7与轴颈9同心地形成，并由完全穿过保持件1的壁部的支承孔5穿过。在支承孔5内，轴颈9可旋转地支承在保持件1的两个支承部位6.1和6.2中。所述轴颈9在两侧分别具有一连接端14.1和14.2，管段可连接在所述连接端上。这样形成的连接体2由一通孔21穿过，所述通孔在轴颈9的区域内在分配腔3的内部与一横向孔12形成分配通道10。

在支承部位6.1和6.2中，在轴颈9和保持件1之间分别布置有一轴封填料部16.1和16.2。在保持件1的两侧与轴颈9同心地形成预紧结构17.1和17.2，以在所述轴封填料部16.1和16.2上施加预紧力。每个预紧结构17.1和17.2在这里设计成相同的，因此后面将只详细说明预紧结构17.1。预紧结构17.1由环形的、一体地形成在一环凸缘18上的夹紧轴环(Spannkragen)20形成。所述环凸缘18与轴颈9同心地通过夹紧螺栓19与保持件1相连。这里夹紧轴环20作用在轴封填料部16.1的端侧上。轴封填料部16.1在相对的内侧端侧由一凸台22保持。通过夹紧螺栓19的夹紧作用，可根据希望的对轴封填料部16.1的预紧作用，将环凸缘18固定在保持件1上。这样就可以对轴封填料部16.1和16.2进行调整，在所述调整中，可保证分配腔3相对于周围环境的绝对密封性。但是，也可以调整出允许的泄漏，以例如能够将散失的聚合物材料连续地从分配腔3中排出。因此，轴封填料部16.1和16.2的可调整性是特别有利的，以在引导聚合物熔体时确保管旋转接头的密封性。

在图3所示的实施例中，在运行时可将通过入口4输入的聚合物熔体均匀地引导到连接体2的两个连接端14。为了避免轴颈不允许的轴向运动，可在保持体1外面为每个夹紧轴环20配设一个固定轴环23，通过所述固定轴环轴向固定轴颈。在图3中，固定轴环23用虚线示出。

图4以纵向剖视图示意性地示出本发明的管旋转接头的另一个实施例。

在图4的实施例中，保持件1由多个构件形成，其中分配器壳体34包含一个贯通的支承孔5，轴颈9的支承端13支承在所述支承孔5中。所述分配器壳体34在端侧与所述支承孔5同轴地具有一接纳孔35，在所述接纳孔中引导轴颈9的轴凸台25。为了与管段连通，所述分配器壳体34具有基本上横向于所述支承孔5布置的入口4。所述入口4通入接纳孔35。在入口4的区域内，在轴凸台25上加工出一环绕的车削部27，所述车削部在保持件1内部形成分配腔3。轴凸台25上的车削部27在槽底部具有横向孔12，所述横向孔与一中央的盲孔11相连，并由此构成分配腔3在分配通道10上的连通。

为了支承轴颈9，在轴颈9的连接端14上设有支承板32，所述支承板与分配器壳体34相连，并包含用于形成第二支承部位6.2的支承孔5。

在轴颈9从支承板32自由伸出的连接端14上设有用于连接熔体管道的管段15。

为了密封在保持件内部形成的分配腔3，在轴凸台25的两侧分别布置与支承孔5同心的密封件8.1和8.2。此外还可以在轴凸台25和接纳孔35之间形成密封间隙。

但在图4所示的实施例中也存在这样的可能性，即，为了形成分配腔，(在保持体中)与接纳孔同心地形成环绕的槽，所述槽直接通入所述接纳孔35中，并与入口4相连。在这种情况下，轴凸台不具有环绕的车削部。

图5示出管旋转接头一种可能的结构的另一实施例。这里以纵向剖视图示意性示出管旋转接头。

在该实施例中，连接体2同样由轴颈9形成，所述轴颈以支承端13支承在保持件1中。所述保持件1具有贯穿的支承孔5，所述轴颈9在所述支承孔中支承在支承部位6.1和6.2中。在所述支承部位之间，所述轴颈9具有车削部27.1，该车削部与保持件1内部的入口4相连。在轴颈9的车削部27.1的槽底中形成一通入分配孔31的横向孔12。

轴颈9由支承件1中伸出的自由连接端14携带一可运动的保持件26，该保持件26具有贯穿的支承孔5，并通过轴颈9的连接端14支承在支承部位6.3和6.4中。轴颈的连接端14在所述支承部位6.3和6.4之间具有第二车削部27.2，该车削部在槽底通过横向孔12与分配孔31相连。所述可运动的保持体1具有用于连接管段的出口29，所述出口通入轴颈9的车削部27.2。车削部27.2在轴颈9的外周上形成分配腔36。

在支承端13和连接端14之间，轴颈9具有分隔台30，由该分隔台形成轴向的保护结构(Absicherung)。分隔台30在支承孔5的外部在保持件1和可运动的保持件26之间形成。

图5中所示的管旋转接头的实施形式的功能基本上与前面所述的实施例相同，即，通过静止的熔体输入管道经由入口4输入聚合物熔体。这里聚合物熔体通过分配腔3和分配通道31到达出口腔36，并到达连接在出口腔上的出口29。这里与轴颈的位置无关地以及与保持件1和保持件26彼此之间的相对位置无关地进行熔体的分配。为了密封分配腔3以及在连接端上形成的出口腔36，在轴颈9和保持件1之间形成缝隙密封部33.1和33.2，以及在保持件26和轴颈9之间形成缝隙密封部33.3和33.4。

在图1至5中所示的实施例对于各构件的结构和设计只是举例性的。原则上，例如按图1或3的密封方案也可以在按图5的实施例中实现。

附图标记表

1                 保持件

2                 连接体

3                 分配腔

4                 入口

5                 支承孔

6.1、6.2          支承部位

7                 槽

8.1、8.2          密封件

9                 轴颈

10                分配通道

11                盲孔

12                横向孔

13                支承端

14、14.1、14.2    连接端

15                管段

16.1、16.2        轴封填料部

17.1、17.2        预紧结构

18                环凸缘

19                夹紧螺栓

20                夹紧轴环

21                通孔

22                凸台

23                固定轴环

24                加热元件

25                轴凸台

26                可运动的保持件

27.1、27.2        车削部

28            驱动装置转接器

29            出口

30            分隔台

31            分配孔

32            支承板

33.1、33.2    缝隙密封部

34            分配器壳体

35            接纳孔

36            出口腔

Claims (10)

1.一种特别是用于引导聚合物熔体的管状旋转接头，具有保持件(1)和具有内部分配通道(10)的可移动连接体(2)，所述保持件具有带有入口(4)的分配腔(3)，其中，所述连接体(2)以支承端(13)可旋转地与保持件(1)相连，并能够以相对的连接端(14)与管段(15)相连，保持件(1)的分配腔(3)与连接体(2)的分配通道(10)相连，其特征在于，连接体(2)的支承端(13)设计成轴颈(9)，所述轴颈(9)可旋转地支承在一保持件(1)中的穿过或包围分配腔(3)的支承孔(5)中。

2.根据权利要求1所述的管状旋转接头，其特征在于，所述支承孔(5)完全穿过保持件(1)以形成两个支承部位(6.1、6.2)，其中，所述轴颈(9)支承在具有基本上相同大小的轴直径的所述支承部位(6.1、6.2)中。

3.根据权利要求2所述的管状旋转接头，其特征在于，在所述支承部位(6.1、6.2)中，在保持件(1)和轴颈(9)之间分别布置一相对于分配腔(3)起作用的密封件(8.1、8.2)。

4.根据权利要求3所述的管状旋转接头，其特征在于，所述支承部位(6.1、6.2)中的密封件分别由轴封填料部(16.1、16.2)或缝隙密封部(33.1、33.2)形成。

5.根据权利要求4所述的管状旋转接头，其特征在于，所述支承部位(6.1、6.2)中的轴封填料部(16.1、16.2)分别由一可调节的预紧结构(17.1、17.2)保持。

6.根据权利要求1或2所述的管状旋转接头，其特征在于，所述轴颈(9)优选通过滑动支承部的支承作用支承在所述保持件(1)中。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的管状旋转接头，其特征在于，所述保持件(1)内的分配腔(3)由基本上同心地包围所述轴颈(9)的槽(7)形成。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的管状旋转接头，其特征在于，所述保持件(1)内的分配腔(3)由轴颈(9)外周上环绕的车削部(27.1)形成

9.根据权利要求1至8中任一项所述的管状旋转接头，其特征在于，连接体(2)的分配通道(10)由从连接端(14)到轴颈(9)的盲孔(11)形成，所述盲孔在轴颈(9)中的封闭孔端处通过一横向孔(12)与分配腔(3)相连。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的管状旋转接头，其特征在于，连接体(2)的分配通道(10)由从连接端(14.1)延伸到相对的第二连接端(14.2)的通孔(21)形成，在轴颈(9)的区域，所述通孔通过横向孔(12)与分配腔(3)相连。

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