CN109488824A - 旋转接头及具有该旋转接头的集热场 - Google Patents

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官景栋
胡建辉
欧阳良成
李志平
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    • F16L27/08—Adjustable joints, Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe
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Abstract

本发明公开了一种旋转接头，包括连接外筒、以及两根内筒，所述的内筒包括接引管，固定设置在接引管一端的对接波纹管，以及固定设置在对接波纹管端部的密封环，所述的两根内管的密封环保持密封接触地设置于所述的连接外筒内部，所述的接引管分别与连接外筒可转动固定连接并使两个所述的密封环保持预定压力。本发明的旋转接头的接引管对接处分别焊接一定长度和刚度的对接波纹管，并在对接波纹管的另一端再焊接耐磨材料密封圈，旋转接头装配完成后，密封环对接并使对接波纹管有一定的压缩量，进而将热膨胀后伸缩量有效利用，提供给密封接触所需轴向预紧力，同时将工作介质和轴承等旋转组件的工作空间独立开来。

Description

旋转接头及具有该旋转接头的集热场
技术领域
本发明涉及光热电技术领域，特别是涉及一种高温用旋转接头及具有该旋转接头的集热场。
背景技术
太阳能抛物面槽式发电是通过跟踪太阳运动的线形抛物面反射镜将太阳辐射聚集到位于抛物面焦线处的吸热管中加热传热流体进行发电的技术。槽式电站集热场的关键设备主要包括集热器、吸热管和储热器等。驱动跟踪系统是集热器逐日的核心，是光热采集器充分利用太阳能的保障。借助驱动跟踪系统，光热采集器可以从日出至日落跟踪太阳。旋转接头则是集热管与固定系统管道连接必不可少的一个零件，通过使用旋转接头，可以延长连接软管的使用寿命，降低熔盐管道发生泄漏的风险。
目前，传统的旋转接头由内外管、轴承、密封环及弹性体等零件组成。旋转接头使用时，先将固定端头与连接管路使用螺纹或法兰连接，再将旋接头旋转部分依靠壳体、轴承、密封环等组件与固定接头对接。旋转接头工作时，固定于接头本体内外管之间的轴承可实现固定接头与旋转接头的相对旋转，轴承两侧的密封环将轴承与内管工作介质隔离开，同时达到密封的效果，而且在密封性能要求较高的场合下，多在密封环一侧安装弹性体来提供给密封环轴向力，以提高密封环摩擦力，进而改善密封性能。但是，在高温、酸碱腐蚀等复杂和恶劣的工作环境中，各组件材料的耐热性和伸缩率不同，使得密封不良，酸碱性工作介质进入轴承内造成卡滞、腐蚀及二次泄漏。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种高温旋转接头。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
一种旋转接头，包括连接外筒、以及两根内筒，所述的内筒包括接引管，固定设置在接引管一端的对接波纹管，以及固定设置在对接波纹管端部的密封环，所述的两根内管的密封环保持密封接触地设置于所述的连接外筒内部，所述的接引管分别与连接外筒可转动固定连接并使两个所述的密封环保持预定压力。
在所述的接引管上形成有定位台阶，在所述的定位台阶处套设有轴套或轴承，与所述的连接外筒固定连接的压环顶持在所述的轴承或轴套上使两个密封环压紧。
在所述的连接外筒外部或内部于内筒外部设置有电加热器。
在所述的连接外筒底部设置有漏盐口。
对接波纹管的长度在30mm-80mm，刚度大于100N/mm.
所述的密封环为对应的平面、坡面或弧面密封副。
所述的压环为对开环以对所述的接引管居中定位。
所述的压环与所述的接引管间隙配合。
一种具有所述的旋转接头的集热场。
所述的接引管的另一端与高温波纹管固定连接，所述的高温波纹管的另一端与管路或集热管连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的旋转接头的接引管对接处分别焊接一定长度和刚度的对接波纹管，并在对接波纹管的另一端再焊接耐磨材料密封圈，旋转接头装配完成后，密封环对接并使对接波纹管有一定的压缩量，进而将热膨胀后伸缩量有效利用，提供给密封接触所需轴向预紧力，同时将工作介质和轴承等旋转组件的工作空间独立开来。即，采用管路直接密封对接的结构形式，消除了轴承等组件对密封性能的依赖性；在高温工作环境下，对接波纹管不仅可吸收旋转接头内管路的伸缩量，进而增加对接波纹管的压缩量，积极地利用高温环境下各组件材料的伸缩量来提高密封性能，更要改善装配结构，以消除轴承等组件在酸碱工作介质中对密封性能的依赖。
附图说明
图1所示为本发明的高温旋转接头的结构示意图。
图2所示为密封环对接第一示意图。
图3所示为密封环对接第二示意图。
图4所示为密封环对接第三示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图所示，所述的旋转接头7包括用以与基架固定连接的连接外筒71、以及两根内筒72，所述的内筒包括由耐高温金属制成的接引管73，固定设置在接引管一端，即内端的对接波纹管74，固定设置在对接波纹管端部的密封环75，所述的两根内管的密封环保持面接触并密封地设置与所述的连接外筒71内部，所述的接引管分别与连接外筒可转动固定连接并使两个所述的密封环保持预定压力。所述的接引管为不锈钢管，用以实现压力传递和固定连接。
其中，在所述的接引管上形成有定位台阶，在所述的定位台阶处套设有轴套或轴承76，与所述的连接外筒法兰式固定连接的压环77顶持在所述的轴承或轴套上使两个密封环压紧。即，连接外筒两端形成有法兰环，所述的压环包括可插入所述的连接外筒内部的压紧环以及与所述的压紧换固定连接有用于与所述的法兰环通过螺栓固定连接的连接法兰。进一步地，为提高装配和居中定位效果，所述的压环为对开环，即将筒状压环沿轴向居中剖开为两半的设计，这样便于两侧波纹管的设计，同样能提高整体的密封对接效果，对接固定后的压环的内表面与接引管直接保持间隙配合。
在所述的连接外筒外部或内部于内筒外部设置有电加热机构，在所述的连接外筒底部设置有漏盐口。同时，还可在所述的连接外筒外部包覆保温材料等。
本发明的旋转接头的接引管对接处分别焊接一定长度和刚度的对接波纹管，并在对接波纹管的另一端再焊接耐磨材料密封圈，旋转接头装配完成后，密封环对接并使对接波纹管有一定的压缩量，进而将热膨胀后伸缩量有效利用，提供给密封接触所需轴向预紧力，同时将工作介质和轴承等旋转组件的工作空间独立开来。即，采用管路直接密封对接的结构形式，消除了轴承等组件对密封性能的依赖性；在高温工作环境下，对接波纹管不仅可吸收旋转接头内管路的伸缩量，进而增加对接波纹管的压缩量，积极地利用高温环境下各组件材料的伸缩量来提高密封性能，更要改善装配结构，以消除轴承等组件在酸碱工作介质中对密封性能的依赖。
其中，对接波纹管的长度在30-80mm，刚度大于100N/mm。其中，为保证整体的密封效果，在装配后密封环间的压紧压强较大，一般在2Mpa或以上，当内部流过高温熔盐，如580℃高温熔盐时，两密封环间的压强能达到4Mpa甚至以上。该对接波纹管材质由耐高温不锈钢，如304H制成，对接波纹管的壁厚厚度在0.6-1mm，如0.8mm，节距在8-12mm，如10mm，整体对接波纹管长度在30-80mm，优选40-70cm，如50cm，60cm，对接波纹管刚度大于100N/mm，刚度范围内伸缩属于弹性变形，无疲劳影响，可满足长时间使用，对接波纹管长度与计算所需压缩量有关，密封环材质为硬质合金，如，司太力不锈钢，对接波纹管与连接管的固定连接采用专业焊接实现。
所述的密封环为对应的平面、坡面或弧面密封副。即所述的密封环有三种结构：第一种是平面密封结构，即接触密封面为平面对接形式；第二种是锥面密封结构，即接触密封面为锥面配合形式；第三种是球面密封结构，即接触密封面为环形凸、凹球面配合形式，密封环对应面的设计，再加上密封环与柔性波纹管焊接后的自对中性，更是提高了密封环接触面的摩擦力和密封性能。
同时本发明还公开了具有所述的旋转接头的集热场，在该集热场中，所述的连接外筒与支架固定连接，同时在连接外筒底部漏盐口处设置温度传感器以进行漏盐报警，同时还设置接盐罐等，所述的接引管的另一端与高温波纹管固定连接，所述的高温波纹管的另一端与管路或集热管连接，在旋转接头内部设置刚度较大的对接波纹管，而且外部利用耐高温波纹管进行接驳，外部的耐高温波纹管刚度小，能在内部熔盐发生脉冲波动时借助形变效缓冲熔盐波动，而且保证两侧部件发生转动的灵活性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种旋转接头，其特征在于，包括连接外筒、以及两根内筒，所述的内筒包括接引管，固定设置在接引管一端的对接波纹管，以及固定设置在对接波纹管端部的密封环，所述的两根内管的密封环保持密封接触地设置于所述的连接外筒内部，所述的接引管分别与连接外筒可转动固定连接并使两个所述的密封环保持预定压力。
2.如权利要求1所述的旋转接头，其特征在于，在所述的接引管上形成有定位台阶，在所述的定位台阶处套设有轴套或轴承，与所述的连接外筒固定连接的压环顶持在所述的轴承或轴套上使两个密封环压紧。
3.如权利要求1所述的旋转接头，其特征在于，在所述的连接外筒外部或内部于内筒外部设置有电加热器。
4.如权利要求1所述的旋转接头，其特征在于，在所述的连接外筒底部设置有漏盐口。
5.如权利要求1所述的旋转接头，其特征在于，对接波纹管的长度在30mm-80mm，刚度大于100N/mm。
6.如权利要求1所述的旋转接头，其特征在于，所述的密封环为对应的平面、坡面或弧面密封副。
7.如权利要求2所述的旋转接头，其特征在于，所述的压环为对开环以对所述的接引管居中定位。
8.如权利要求2所述的旋转接头，其特征在于，所述的压环与所述的接引管间隙配合。
9.一种具有如权利要求1-8任一项所述的旋转接头的集热场。
10.如权利要求9所述的集热场，其特征在于，所述的接引管的另一端与高温波纹管固定连接，所述的高温波纹管的另一端与管路或集热管连接。
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