CN107355616B - 高温旋转接头 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高温旋转接头，包括壳体和外管，壳体中设置有第一内腔，壳体具有第一接口，外管中设置有第二内腔，外管具有第二接口，外管的外壁上设置有密封球体，密封球体由右端插入第一内腔中；在第一内腔中，密封球体的左端设置有左密封座，右端设置有右密封座；左密封座和右密封座的内孔壁形状为与密封球体的外形相配合的内球体；壳体的右端面上设置有端盖，端盖向左顶推右密封座使得右密封座和左密封座的内孔壁均与密封球体的外壁相互贴合压紧，通过硬密封的结构，避免了使用橡胶或者弹簧等这种无法应用在高温场合下的元件，使得旋转接头具有高温动密封的能力，采用硬质合金作为摩擦副，耐磨性强，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及一种旋转接头，尤其涉及一种高温旋转接头。
背景技术
熔盐管道用的旋转接头是太阳能热发电系统管路的重要组成部分，熔盐管道的应用工况十分恶劣，最高工作温度达到600°C，工作压力为15bar。然而，现有的旋转接头的密封装置中一般采用塑料或者橡胶制成的元件，或者有采用弹簧来进行密封压力的补偿，这些元件在这样的温度下会被高温破坏导致失效，现有的旋转接头无法正常进行工作。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：现有的旋转接头无法满足熔盐介质的高温工况需求，本发明提供了一种高温旋转接头来解决上述问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高温旋转接头，包括壳体和外管，所述壳体中设置有左右端面相连通的第一内腔，所述壳体近左端面处具有与管路相接的第一接口，所述外管中设置有左右端面相连通的第二内腔，所述外管近右端面处具有与管路相接的第二接口，近所述外管的左端面处，所述外管的外壁上设置有密封球体，所述密封球体的外形为外球体，所述密封球体由右端插入所述第一内腔中；在所述第一内腔中，所述密封球体的左端设置有左密封座，右端设置有右密封座；所述左密封座和右密封座的内孔壁均与所述密封球体的外壁贴合，所述左密封座和右密封座的内孔壁形状为与所述密封球体的外形相配合的内球体；所述左密封座与第一内腔固定连接；所述壳体的右端面上设置有端盖，所述端盖通过紧固装置与壳体连接，所述端盖向左顶推所述右密封座使得右密封座和左密封座的内孔壁均与所述密封球体的外壁相互贴合压紧。
进一步地：所述密封球体、所述左密封座和所述右密封座均由整体硬质合金制作。
进一步地：所述密封球体的外壁、所述左密封座的内孔壁和所述右密封座的内孔壁均喷涂或者堆焊有硬质合金硬化层。
进一步地：所述左密封座的内孔壁和所述右密封座的内孔壁纵截面的形状为与所述密封球体的外壁表面垂直的T形面。
进一步地：在所述密封球体的外壁和所述第一内腔之间，位于所述左密封座和所述右密封座之间填充有固体润滑剂。
进一步地：所述固体润滑剂为柔性石墨填料。
进一步地：所述紧固装置包括螺栓和碟簧，所述螺栓穿过所述端盖旋紧在所述壳体上，所述螺栓将所述碟簧贴合压紧在所述端盖的右端面上。
进一步地：所述左密封座与所述第一内腔为分体结构，所述左密封座固定安装在所述第一内腔的内孔壁上。
进一步地：所述左密封座与所述第一内腔为整体结构。
本发明的有益效果是，本发明高温旋转接头通过硬密封的结构，避免了使用橡胶或者弹簧等这种无法应用在高温场合下的元件，使得旋转接头具有高温动密封的能力，采用硬质合金作为摩擦副，耐磨性强，使用寿命长。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明高温旋转接头最优实施例的结构示意图；
图2是左密封座和右密封座T形面的结构示意图。
图中1、壳体，2、外管，3、第一内腔，4、第一接口，5、第二内腔，6、第二接口，7、密封球体，8、左密封座，9、右密封座，10、端盖，11、固体润滑剂，12、螺栓，13、碟簧。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
如图1所示，本发明提供了一种高温旋转接头，包括壳体1和外管2，所述壳体1中设置有左右端面相连通的第一内腔3，所述壳体1近左端面处具有与管路相接的第一接口4，所述外管2中设置有左右端面相连通的第二内腔5，所述外管2近右端面处具有与管路相接的第二接口6，近所述外管2的左端面处，所述外管2的外壁上设置有密封球体7，所述密封球体7的外形为外球体，所述密封球体7由右端插入所述第一内腔3中；在所述第一内腔3中，所述密封球体7的左端设置有左密封座8，右端设置有右密封座9；所述左密封座8和右密封座9的内孔壁均与所述密封球体7的外壁贴合，所述左密封座8和右密封座9的内孔壁形状为与所述密封球体7的外形相配合的内球体；所述左密封座8与第一内腔3固定连接；所述壳体1的右端面上设置有端盖10，所述端盖10通过紧固装置与壳体1连接，所述端盖10向左顶推所述右密封座9使得右密封座9和左密封座8的内孔壁均与所述密封球体7的外壁相互贴合压紧。
高温旋转接头通过第一接口4和第二接口6连接到外界管道中，一端连接旋转部分的管路，另一端连接固定部分的管路，熔盐、导热油或者惰性气体等传输介质通过第一内腔3和第二内腔5进行传输。左密封座8和右密封座9在端盖10的压紧作用下紧紧贴合在密封球体7的外壁上，这样外管2相对于壳体1可以旋转运动并且能够保持密封，避免第一内腔3和第二内腔5中传输的介质泄漏。由于左密封座8和右密封座9是通过球形面与密封球体7接触的，因此，外管2能够相对于壳体1实现一定角度的偏摆，并能持续保证动密封效果，一般情况下这种偏摆范围在15°以内。
这种硬密封的结构避免了传统密封材料或者补偿介质对温度的限制，因此，可以允许介质温度达到600°C，介质工作压力达到15bar，充分满足太阳能发电系统熔盐管道的使用需求。
所述密封球体7、所述左密封座8和所述右密封座9均由整体硬质合金制作，所述密封球体7的外壁、所述左密封座8的内孔壁和所述右密封座9的内孔壁均喷涂或者堆焊有硬质合金硬化层。
硬质合金对硬质合金这种密封面摩擦副特别适用于硬密封结构，硬质合金具有较高的硬度和较好的耐磨性，可以保证较长的使用寿命，并且硬质合金在高温场合中形状变化较小，特别适合熔盐这种高温介质。
整体硬质合金加工产品成品较高，通过堆焊或者喷涂的方式形成硬质合金硬化层，同样可以达到密封和耐磨的效果，由于只需要一层硬质合金硬化层因此零部件的加工加工方便，同时消耗的硬质合金较少，因此这种方式的制造成本较低。
如图2所示，所述左密封座8的内孔壁和所述右密封座9的内孔壁纵截面的形状为与所述密封球体7的外壁表面垂直的T形面。熔盐易形成结晶并附着在相互接触的密封表面之间，有可能会导致密封面之间异常磨损甚至导致泄漏，将左密封座8和右密封座9的内孔壁横截面做成T形面，T形面的锐边倒角处具有刮削功能，可以将密封表面上的熔盐结晶刮除，避免了熔盐结晶进入密封面导致密封面损坏，保证了密封面的使用寿命和密封效果。
在所述密封球体7的外壁和所述第一内腔3之间，位于所述左密封座8和所述右密封座9之间填充有固体润滑剂11。所述固体润滑剂11为柔性石墨填料，这种固体润滑剂11一方面可以渗透进密封面处，左密封座8和右密封座9在贴合密封球体7进行摩擦并保持密封时，固体润滑剂11可以润滑密封面并且减少这种摩擦副之间的磨损，进一步地减少摩擦阻力并减少摩擦副之间的摩擦热产生，另一方面由密封面处如果出现了微小的漏点，这种固体润滑剂11如柔性石墨填料及时地填充在漏点处，会在前期阻止泄漏的产生。大大延长了密封面的使用寿命并且提高了密封可靠性。
所述紧固装置包括螺栓12和碟簧13，所述螺栓12穿过所述端盖10旋紧在所述壳体1上，所述螺栓12将所述碟簧13贴合压紧在所述端盖10的右端面上。螺栓12通过旋紧和旋松可以改变压紧在碟簧13上的压力，这样可以间接调整端盖10压紧在右密封座9上的压力，通过这样的方式可以很好地控制左密封座8和右密封座9贴紧在密封球体7上的压力，既可以保证密封的可靠，同时又可以保证密封面不会被过快地磨损。
所述左密封座8与所述第一内腔3为分体结构，所述左密封座8固定安装在所述第一内腔3的内孔壁上。这种结构零部件加工方便，加工难度较低。同时，也可以采用另一种方案，所述左密封座8与所述第一内腔3为整体结构，采用这种结构时，在壳体1中同时加工出左密封座8和第一内腔3，左密封座8不会相对于第一内腔3发生位置变化，同时可以保证很高的加工精度。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (5)
1.一种高温旋转接头，包括壳体(1)和外管(2)，所述壳体(1)中设置有左右端面相连通的第一内腔(3)，所述壳体(1)近左端面处具有与管路相接的第一接口(4)，所述外管(2)中设置有左右端面相连通的第二内腔(5)，所述外管(2)近右端面处具有与管路相接的第二接口(6)，其特征在于：近所述外管(2)的左端面处，所述外管(2)的外壁上设置有密封球体(7)，所述密封球体(7)的外形为外球体，所述密封球体(7)由右端插入所述第一内腔(3)中；在所述第一内腔(3)中，所述密封球体(7)的左端设置有左密封座(8)，右端设置有右密封座(9)；所述左密封座(8)和右密封座(9)的内孔壁均与所述密封球体(7)的外壁贴合，所述左密封座(8)和右密封座(9)的内孔壁形状为与所述密封球体(7)的外形相配合的内球体；所述左密封座(8)与第一内腔(3)固定连接；所述壳体(1)的右端面上设置有端盖(10)，所述端盖(10)通过紧固装置与壳体(1)连接，所述端盖(10)向左顶推所述右密封座(9)使得右密封座(9)和左密封座(8)的内孔壁均与所述密封球体(7)的外壁相互贴合压紧；
在所述密封球体(7)的外壁和所述第一内腔(3)之间，位于所述左密封座(8)和所述右密封座(9)之间填充有固体润滑剂(11)；
所述左密封座(8)与所述第一内腔(3)为分体结构，所述左密封座(8)固定安装在所述第一内腔(3)的内孔壁上；
所述密封球体(7)、所述左密封座(8)和所述右密封座(9)由整体硬质合金制作，或者所述密封球体(7)的外壁、所述左密封座(8)的内孔壁和所述右密封座(9)的内孔壁采用喷涂或者堆焊有硬质合金硬化层。
2.如权利要求1所述的高温旋转接头，其特征在于：所述左密封座(8)的内孔壁和所述右密封座(9)的内孔壁纵截面的形状为与所述密封球体(7)的外壁表面垂直的T形面。
3.如权利要求1所述的高温旋转接头，其特征在于：所述固体润滑剂(11)为柔性石墨填料。
4.如权利要求1所述的高温旋转接头，其特征在于：所述紧固装置包括螺栓(12)和碟簧(13)，所述螺栓(12)穿过所述端盖(10)旋紧在所述壳体(1)上，所述螺栓(12)将所述碟簧(13)贴合压紧在所述端盖(10)的右端面上。
5.如权利要求1所述的高温旋转接头，其特征在于：所述左密封座(8)与所述第一内腔(3)为整体结构。
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