CN114183606A - 一种多功能旋转接头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能旋转接头，属于管路接头技术领域，具有同轴设置的阀壳及空心轴，所述阀壳具有供空心轴穿过的接入端，所述阀壳包括由壳体形成的内接腔、外壳及中空腔，所述阀壳还包括穿过外壳、中空腔并直通内接腔的至少四个流体接口，所述四个流体接口分别为第一流体接口、第二流体接口、第三流体接口及第四流体接口，所述阀壳还包括穿过外壳并连通所述中空腔的至少两个冷却液接头；所述中空腔内设置有以空心轴的中轴线方向为轴向的螺旋隔板，且所述螺旋隔板将中空腔分隔为螺旋流道。本发明可以用于输送不同种类的介质，也能够输送同种介质，能够有效降低旋转接头散热慢的问题。

Description

一种多功能旋转接头

技术领域

本发明涉及管路接头技术领域，具体涉及一种多功能旋转接头。

背景技术

旋转接头作为一种机械密封部件装配在固定供应管路和旋转辊筒之间，实现流体介质在输入导出过程中的动态密封。根据不同的使用工况，旋转接头适用于不同压力、转速和温度环境下的蒸气、冷热水、气体、高温热油等多种介质。

随着国内管路接头技术的发展，液压控制管道数量相应增加，单通道的旋转接头只能满足单根液压管路的连接控制，不能够满足大型设备的整体设计和设备总体的布置需求，亟需一种多通道可旋转有能够实现动态和静态高压密封状况的连接接头，以实现多条管路的同时连接，但是现有的旋转接头结构有待优化，并且存在易漏水、散热慢等问题。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种多功能旋转接头，以解决上述在工况改变时，能给快速适应多条管路的液体介质多样化的功能需求。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种多功能旋转接头，具有同轴设置的阀壳及空心轴，所述阀壳具有供空心轴穿过的接入端，所述空心轴两端与所述阀壳的接入端通过法兰轴向固定，并在接入端与空心轴之间设有密封唇及轴承，

所述阀壳包括由壳体形成的内接腔、外壳及中空腔，所述阀壳还包括穿过外壳、中空腔并直通内接腔的至少四个流体接口，所述四个流体接口分别为第一流体接口、第二流体接口、第三流体接口及第四流体接口，所述阀壳还包括穿过外壳并连通所述中空腔的至少两个冷却液接头；

所述空心轴具有沿其轴线贯通设置的主流道，以及沿其轴线周向分布、并依次对应所述第一流体接口、第二流体接口、第三流体接口及第四流体接口的第一流道、第二流道、第三流道及第四流道；

所述中空腔内设置有以空心轴的中轴线方向为轴向的螺旋隔板，且所述螺旋隔板将中空腔分隔为螺旋流道，所述冷却液接头包括注液接头及出液接头。

进一步地，所述阀壳还设置有第五流体接口及第六流体接口，对应地，所述空心轴还具有对应第五流体接口及第六流体接口的第五流道及第六流道。

进一步地，所述第一流体接口、第二流体接口、第三流体接口及第四流体接口中，邻接的流体接口关于阀壳轴线对置并在轴线方向上错位布置，间隔的流体接口具有平行的中轴线，并且所述平行的中轴线与阀壳的中轴线共面。

作为本发明的优化方案，所述阀壳于第二流体接口与第三流体接口之间设置有与空心轴同轴线设置的环状稳压调节腔，所示环状稳压调节腔内设有稳压调节环，所述稳压调节环包括一对环状支架及扇环楔块；

其中，所述环状支架沿圆周方向均匀设有四个扇环状的楔块槽，且所述环状支架在相邻楔块槽之间具有连通部，所述环状支架在连通部之间具有形成所述楔块槽的扇环肋板，所述扇环楔块用于嵌入所述楔块槽内并与环状支架组成平滑圆环结构；

所述扇环楔块在其端面开设有与环状支架同轴的扇环流道，并且所述扇环楔块以其所设置的扇环流道两端均贯通扇环楔块侧面、顺时针方向一端贯通扇环楔块侧面、逆时针方向一端贯通扇环楔块侧面为依据分别分为全通扇环楔块、顺通扇环楔块、逆通扇环楔块；

所述连通部开设有与所述扇环流道等宽且同轴的连通流道；

所述一对环状支架的扇环肋板对置抵紧并在抵紧端面嵌合形成所述稳压调节环；

所述阀壳设有由第一流体接口、第二流体接口、第三流体接口及第四流体接口沿阀壳轴向连通所述环状稳压调节腔的稳压流道。

进一步地，其中一个所述环状支架在抵紧端面设有关于其中轴线中心对称的嵌合柱，另一个所述环状支架对应嵌合柱设有嵌合槽。

进一步地，所述环状支架均具有一个开设通孔的连接部，并且通过一对环状支架之间的相对转动，当一对环状支架的开设通孔的连接部相对应时，两个所述通孔相互连通，当一对环状支架的开设通孔的连接部错位时，两个所述通孔均被抵紧端面封闭。

进一步地，所述扇环楔块通过滑槽与扇环肋板滑动装配。

进一步地，所述环状支架为密封橡胶材质，并且环状支架与空心轴之间还设有耐磨密封垫圈。

本申请的有益之处在于：

本发明的多功能旋转接头，能给同时多通道的流体介质输送，并提供多道密封结构，可以用于输送不同种类的介质，也能够输送同种介质，能够有效降低旋转接头散热慢的问题，避免旋转接头内部受热膨胀而产生卡死的故障问题，增加了旋转接头的可靠性。

并且多条流体通道根据工况的改变传输的介质改变时，多条流体通道之间的液体介质会有流通或者不流通的需求，通常情况下解决办法是更换旋转接头，但是更换的旋转接头可能与原有管路的布置无法相适应，往往需要对原管路改造施工，不利于提高生产效率和节约成本，而本发明能够在不需要更换旋转接头以及流体管路的布置的情况下，改变多个流体管道的流通状态，从而适应多工况使用。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本发明的多功能旋转接头的立体结构图。

图2是本发明的多功能旋转接头的截面示意图。

图3是本发明中多功能旋转接头的另一截面示意图。

图4是本发明中多功能旋转接头的侧视图。

图5是本发明中环状支架的主视图。

图6是本发明中环状支架的后视图。

图7是本发明中环状支架的侧视图。

图8为一个实施例中的扇环楔块的排布示意图。

图9为一个实施例中的扇环楔块的排布示意图。

图10为一个实施例中的扇环楔块的排布示意图。

图11为一个实施例中的扇环楔块的排布示意图。

图12为一个实施例中的扇环楔块的排布示意图。

图13为一个实施例中的扇环楔块的排布示意图。

图14为一个实施例中的扇环楔块的排布示意图。

图15为一个实施例中的扇环楔块的排布示意图。

图16为一个实施例中的扇环楔块的排布示意图。

图17为一个实施例中的扇环楔块的排布示意图。

图18为一个实施例中的扇环楔块的排布示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1至图7所示的本发明提供一种多功能旋转接头，具有同轴设置的阀壳100及空心轴200，所述阀壳100具有供空心轴200穿过的接入端，所述空心轴200两端与所述阀壳100的接入端通过法兰300轴向固定，并在接入端与空心轴200之间设有密封唇400及轴承500，

其中，所述轴承为高精密深沟球轴承，并且轴承在阀壳两侧的接入端作为旋转接头转、定子（空心轴、阀壳）的承重和支撑，保持产品的平稳运转。

所述阀壳100包括由壳体形成的内接腔110、外壳120及中空腔130，所述阀壳100还包括穿过外壳120、中空腔130并直通内接腔110的至少四个流体接口，所述四个流体接口分别为第一流体接口Y1、第二流体接口Y2、第三流体接口Y3及第四流体接口Y4，所述阀壳100还包括穿过外壳120并连通所述中空腔130的至少两个冷却液接头140；

所述空心轴200装配于内接腔110中，并具有沿其轴线贯通设置的主流道210，以及沿其轴线周向分布、并依次对应所述第一流体接口Y1、第二流体接口Y2、第三流体接口Y3及第四流体接口Y4的第一流道C1、第二流道C2、第三流道C3及第四流道C4；

所述中空腔130内设置有以空心轴200的中轴线方向为轴向的螺旋隔板210，且所述螺旋隔板210将中空腔130分隔为螺旋流道，所述冷却液接头包括注液接头Q1及出液接头Q2。

作为优选方案，如图3所示，所述注液接头Q1及出液接头Q2均包括两个，并沿着阀壳长度方向对称设置，并且所述中空腔130在阀壳100的中部通过隔板被隔断为两个螺旋流道，从而通过两个螺旋流道进一步增强旋转接头的冷却效果。

在本发明中，所述螺旋流道流经轴承外侧面，从而能够就近冷却轴承，避免轴承受热膨胀而卡死。

在本发明中，所述阀壳还设置有第五流体接口S1及第六流体接口S2，对应地，所述空心轴200还具有对应第五流体接口S1及第六流体接口S2的第五流道C5及第六流道C6。

在其中一个实施例中，所述第一流体接口Y1、第二流体接口Y2、第三流体接口Y3及第四流体接口Y4及所对应的第一流道C1、第二流道C2、第三流道C3及第四流道C4可以用于输送液压油介质，第五流体接口S1、第六流体接口S2及其所对应的第五流道C5及第六流道C6可用于内部冷却介质的输送，而主流道210则用于压缩空气的输送，其工作参数例如：

环路数：4路液压油/30MPa、2路冷却介质（冷却水/乙醇）/5MPa、1路压缩空气/1.2MPa；

工作温度：-20～+80℃；

转速：≤180RPM（实际最高转速）/200RPM（设计最高转速）；

结构材料：碳钢；

通径：液压油φ20mm、冷却液φ13mm、压缩空气φ30mm；

流量：液压油100L/min、冷却水20L/min、压缩空气6Nm³/min。

本发明能够适用于气液功能集成系统，为客户端提供360°的无限制旋转导通功能，包括实现液压油、水、气路供应。

如图2及图3所示，为了确保产品的性能更稳定，使用寿命更长，在阀壳100形成一层循环水路，从而整个旋转接头的外壳全部被冷却液包裹，保证了冷却液的降温效果。

为了便于流体管道更规整的排布，同时便于螺旋隔板210在中空腔130内的设置，所述第一流体接口Y1、第二流体接口Y2、第三流体接口Y3及第四流体接口Y4中，邻接的流体接口关于阀壳100轴线对置并在轴线方向上错位布置，间隔的流体接口具有平行的中轴线，并且所述平行的中轴线与阀壳100的中轴线共面，同时，每相邻的三个流体接口呈“品”字形的交错排布方式能够在有限的阀壳100长度范围内设置更多的接头数量，并有利于结构强度的优化。

作为本发明的优化方案，所述阀壳100于第二流体接口Y2与第三流体接口Y3之间设置有与空心轴200同轴线设置的环状稳压调节腔150，所示环状稳压调节腔150内设有稳压调节环600，所述稳压调节环600包括一对环状支架610及扇环楔块620；

如图5至图7所示，所述环状支架610沿圆周方向均匀设有四个扇环状的楔块槽611，且所述环状支架610在相邻楔块槽611之间具有连通部612，所述环状支架610在连通部612之间具有形成所述楔块槽611的扇环肋板613，所述扇环楔块620用于嵌入所述楔块槽611内并与环状支架610组成平滑圆环结构；

如图8至图18所示，所述扇环楔块620在其端面开设有与环状支架610同轴的扇环流道621，并且所述扇环楔块620以其所设置的扇环流道621两端均贯通扇环楔块620侧面、顺时针方向一端贯通扇环楔块620侧面、逆时针方向一端贯通扇环楔块620侧面为依据分别分为全通扇环楔块M1、顺通扇环楔块M2、逆通扇环楔块M3；

所述连通部612开设有与所述扇环流道621等宽且同轴的连通流道614；

所述一对环状支架610的扇环肋板614对置抵紧并在抵紧端面615嵌合形成所述稳压调节环600；

所述阀壳100设有由第一流体接口Y1、第二流体接口Y2、第三流体接口Y3及第四流体接口Y4沿阀壳100轴向连通所述环状稳压调节腔150的稳压流道160。

由上述结构，在环状支架610上通过排布全通扇环楔块M1、顺通扇环楔块M2、逆通扇环楔块M3就能实现第一流体接口Y1、第二流体接口Y2的连通或断开，也能够实现第三流体接口Y3、第四流体接口Y4连通或断开，从而实现四种流通状态组合。

更进一步地，其中一个所述环状支架610在抵紧端面615设有关于其中轴线中心对称的嵌合柱616，另一个所述环状支架610对应嵌合柱616设有嵌合槽。

更进一步地，所述环状支架610均具有一个开设通孔617的连接部612，并且通过一对环状支架610之间的相对转动，当一对环状支架610的开设通孔617的连接部612相对应时，两个所述通孔617相互连通，当一对环状支架610的开设通孔617的连接部612错位时，两个所述通孔617均被抵紧端面615封闭。

由上述结构的基础上，通过环状支架610的相对转动，结合扇环楔块620的排布，以“/”表示断路，“-”表示通路，从而能够实现“Y1/Y2/Y3/Y4（如图8）、Y1-Y2/Y3/Y4（如图9）、Y1/Y2/Y3-Y4（如图10）、Y1-Y2/Y3-Y4（如图11）”以及“Y1-Y2-Y3-Y4（如图12）、Y1-Y3/Y4/Y2（如图13）、Y1-Y3-Y4/Y2（如图14）、Y1-Y2-Y4/Y3（如图15）、Y1/Y2-Y4/Y3（如图16）、Y1/Y2-Y3-Y4（如图17）、Y1-Y2-Y3/Y4（如图18）”共十一种不同的流通状态组合，并且在这十一种不同的流通状态组合中，所使用到的扇环楔块620的数量和种类都完全一致，从而不需要另外更换扇环楔块620就能达到切换流通状态的目的，实现了多介质管路之间的复杂工况使用，值得注意的是，本发明不需要在旋转接头内设置电磁阀之类的电子器件，仅仅使用结构件通过拆装旋转接头来进行流通状态的改变，在高压和高温条件下，也能够大大提高了产品的使用寿命和可靠性，降低了旋转接头的故障率。

以上述图11为例，Y1中介质与Y2中介质同时流向稳压流道160，并且经由扇环流道621相互连通从而维持Y1和Y2内的介质压力均衡，同理，Y3中介质与Y4中介质同时流向稳压流道160，并且经由扇环流道621相互连通从而维持Y3和Y4内的介质压力均衡，即“Y1-Y2/Y3-Y4”。如图8所示，由于M2与M1构成的S上半部分扇环流道621以及M1与M3构成的下半部分扇环流道621并不连通，并且上半部分及下半部分的圆心角都小于180°，从而Y1和Y2所连通的稳压流道160不可能同时流入同一个扇环流道内，从而Y1和Y2之间介质无法连通并保持同一压力水平，同理，Y3与Y4也并不连通，即“Y1/Y2/Y3/Y4”。如图12所示，此时稳压调节环600中的一对环状支架610相对转动过以使得通孔617相互连通，与图11相比较，Y2与Y3相互连通，从而在图11中实现了“Y1-Y2-Y3-Y4”。此外，其他的流通状态组合如附图所示，其实现的原理与上述部分相同。

在其中一个或多个实施例中，所述扇环楔块620通过滑槽与扇环肋板613滑动装配，且扇环肋板613设有相应的滑块618，扇环楔块620能够顺着滑动结构通过工具以过盈的形式装配入楔块槽611内，从而能够紧密装配扇环楔块620，并提供必要的密封效果。

在其中一个或多个实施例中，所述环状支架610为密封橡胶材质，并且环状支架610与空心轴200之间还设有耐磨密封垫圈630，并且耐磨密封垫圈630的平端面与环状稳压调节腔150紧密配合，其耐磨密封垫圈630的外环端面与环状支架610紧密配合，从而增强结构整体的密封效果，避免介质泄漏。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多功能旋转接头，具有同轴设置的阀壳及空心轴，所述阀壳具有供空心轴穿过的接入端，所述空心轴两端与所述阀壳的接入端通过法兰轴向固定，并在接入端与空心轴之间设有密封唇及轴承，其特征在于：

所述阀壳包括由壳体形成的内接腔、外壳及中空腔，所述阀壳还包括穿过外壳、中空腔并直通内接腔的至少四个流体接口，所述四个流体接口分别为第一流体接口、第二流体接口、第三流体接口及第四流体接口，所述阀壳还包括穿过外壳并连通所述中空腔的至少两个冷却液接头；

所述空心轴具有沿其轴线贯通设置的主流道，以及沿其轴线周向分布、并依次对应所述第一流体接口、第二流体接口、第三流体接口及第四流体接口的第一流道、第二流道、第三流道及第四流道；

所述中空腔内设置有以空心轴的中轴线方向为轴向的螺旋隔板，且所述螺旋隔板将中空腔分隔为螺旋流道，所述冷却液接头包括注液接头及出液接头。

2.根据权利要求1所述的多功能旋转接头，其特征在于，所述阀壳还设置有第五流体接口及第六流体接口，对应地，所述空心轴还具有对应第五流体接口及第六流体接口的第五流道及第六流道。

3.根据权利要求1所述的多功能旋转接头，其特征在于，所述第一流体接口、第二流体接口、第三流体接口及第四流体接口中，邻接的流体接口关于阀壳轴线对置并在轴线方向上错位布置，间隔的流体接口具有平行的中轴线，并且所述平行的中轴线与阀壳的中轴线共面。

4.根据权利要求3所述的多功能旋转接头，其特征在于，所述阀壳于第二流体接口与第三流体接口之间设置有与空心轴同轴线设置的环状稳压调节腔，所示环状稳压调节腔内设有稳压调节环，所述稳压调节环包括一对环状支架及扇环楔块；

其中，所述环状支架沿圆周方向均匀设有四个扇环状的楔块槽，且所述环状支架在相邻楔块槽之间具有连通部，所述环状支架在连通部之间具有形成所述楔块槽的扇环肋板，所述扇环楔块用于嵌入所述楔块槽内并与环状支架组成平滑圆环结构；

所述扇环楔块在其端面开设有与环状支架同轴的扇环流道，并且所述扇环楔块以其所设置的扇环流道两端均贯通扇环楔块侧面、顺时针方向一端贯通扇环楔块侧面、逆时针方向一端贯通扇环楔块侧面为依据分别分为全通扇环楔块、顺通扇环楔块、逆通扇环楔块；

所述连通部开设有与所述扇环流道等宽且同轴的连通流道；

所述一对环状支架的扇环肋板对置抵紧并在抵紧端面嵌合形成所述稳压调节环；

所述阀壳设有由第一流体接口、第二流体接口、第三流体接口及第四流体接口沿阀壳轴向连通所述环状稳压调节腔的稳压流道。

5.根据权利要求4所述的多功能旋转接头，其特征在于，其中一个所述环状支架在抵紧端面设有关于其中轴线中心对称的嵌合柱，另一个所述环状支架对应嵌合柱设有嵌合槽。

6.根据权利要求5所述的多功能旋转接头，其特征在于，所述环状支架均具有一个开设通孔的连接部，并且通过一对环状支架之间的相对转动，当一对环状支架的开设通孔的连接部相对应时，两个所述通孔相互连通，当一对环状支架的开设通孔的连接部错位时，两个所述通孔均被抵紧端面封闭。

7.根据权利要求4所述的多功能旋转接头，其特征在于，所述扇环楔块通过滑槽与扇环肋板滑动装配。

8.根据权利要求4所述的多功能旋转接头，其特征在于，所述环状支架为密封橡胶材质，并且环状支架与空心轴之间还设有耐磨密封垫圈。

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