CN208457404U - 用于液体输送的旋转接头设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于液体输送的旋转接头设备，包括上封机构、下封机构、连接上封机构与下封机构的转动机构、及内置于转动机构的防漏机构；上封机构包括上管体、及连接上管体的外侧的若干通管，下封机构包括下管体、及连接下管体的外侧的若干连接管；转动机构包括连接上管体的内轴环、连接下管体的外轴环、及连接内轴环与外轴环的至少一滚动体；防漏机构包括至少两个防漏密封件，各防漏密封件轴向连接在内轴环的侧壁与外轴环的侧壁之间，以防止液体从内轴环与外轴环间的缝隙泄漏。本设备通过在上封机构与下封机构间设置转动机构，实现相对转动；通过将防漏机构内置于内轴环的侧壁与外轴环的侧壁之间，以防液体从内轴环与外轴环间的缝隙泄漏。

Description

用于液体输送的旋转接头设备

技术领域

本实用新型涉及海洋工程的液体输送设备技术领域，特别是涉及一种结构简单、加工容易、维护方便、密封可靠性高的用于液体输送的旋转接头设备。

背景技术

单点系泊系统，一般来讲，是指海洋工程建筑物通过一个系泊点系固于海上，建筑物围绕该系泊点可以作360度回转，由于风标效应，建筑物将会顺应在环境力最小的位置上。

单点系泊系统的核心装置之一为用于液体输送的旋转接头。旋转接头是保证单点系泊系统固定部分(一般是海底管线)和转动部分(一般是FPSO或油船)之间进行流体连续、安全输送的关键装置。非控制功能用的液体旋转接头装置的介质一般是原油、井流或注水用水。输液旋转接头具有间歇性工作的特点，其在旋转的同时还需进行液体介质的输送，这要求大直径的动态不规则的缓慢回转密封技术要可靠，而密封性能是制约旋转接头发展的一个重要原因。旋转接头的密封需满足磨损小、使用寿命长、制造简单、拆装方便、成本合理等条件，为了满足旋转接头如此苛刻的密封要求，密封配合面的加工起了决定性的作用，而旋转接头的精度之高、尺寸之大给机械加工带来了巨大挑战。

现有的旋转接头主要包括上管体、下管体、及连接上管体与下管体的回转支承，旋转接头的整体尺寸较大，导致加工困难、维护不方便；而且，回转支承在运行一段时间后会出现磨损，影响密封间隙，从而影响密封效果，甚至使得密封配合面发生碰撞，产生碎屑，从而影响密封圈的使用寿命。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种结构简单、加工容易、维护方便、密封可靠性高的用于液体输送的旋转接头设备。

一种用于液体输送的旋转接头设备，包括上封机构、下封机构、连接上封机构与下封机构的转动机构、及内置于转动机构的防漏机构；所述上封机构包括上管体、及连接上管体的外侧的若干通管；所述下封机构包括下管体、及连接下管体的外侧的若干连接管；所述转动机构包括连接所述上管体的内轴环、连接所述下管体的外轴环、及连接内轴环与外轴环的至少一滚动体；所述防漏机构包括至少两个防漏密封件，各所述防漏密封件轴向连接在所述内轴环的侧壁与外轴环的侧壁之间以防止液体从所述内轴环与外轴环间的缝隙泄漏。

本实用新型的用于液体输送的旋转接头设备通过在上封机构与下封机构间设置转动机构，实现上封机构与下封机构的相对转动；通过将防漏机构内置于转动机构的内轴环的侧壁与外轴环的侧壁之间，以防液体从内轴环与外轴环间的缝隙泄漏。

在其中一个实施例中，所述防漏机构设置至少两个泄漏检测管道，各所述泄漏检测管道的一端从所述外轴环的侧壁延伸至所述下管体的外部；各所述防漏密封件的上方设置至少一所述泄漏检测管道。

在其中一个实施例中，所述防漏机构包括止推件，所述止推件设置在靠近所述上管体的防漏密封件的上方。

在其中一个实施例中，所述防漏机构包括防脂密封件，所述防脂密封件设置在所述止推件与靠近止推件的滚动体之间。

在其中一个实施例中，所述用于液体输送的旋转接头设备包括第一防尘密封件与第二防尘密封件，所述第一防尘密封件连接在所述内轴环，所述第二防尘密封件连接在所述外轴环。

在其中一个实施例中，所述上封机构包括连接所述上管体一端的上紧固件，所述上紧固件连接所述内轴环的一端；所述下封机构包括连接所述下管体一端的下紧固件，所述下紧固件连接所述外轴环的一端。

在其中一个实施例中，所述上紧固件与内轴环间设置至少两上静态密封件，所述下紧固件与外轴环间设置至少两下静态密封件。

在其中一个实施例中，所述用于液体输送的旋转接头设备还包括连接所述上紧固件与下紧固件的保护罩，所述保护罩的上端设置防水密封件，该保护罩的下端的外侧设置若干肋板。

在其中一个实施例中，所述下管体的外侧凸设上围板、下围板、及连接上围板与下围板之间的若干加固件；所述上管体的上端设置若干吊耳。

在其中一个实施例中，所述上管体的外侧设置至少一牵引机构；所述牵引机构包括固定件、牵引件、及连接固定件与牵引件的锁合件；所述固定件连接所述上管体，所述牵引件连接外部固定机构。

附图说明

图1为本实用新型的一较佳实施例的用于液体输送的旋转接头设备的结构示意图；

图2为图1的剖面示意图；

图3为图1中牵引机构的结构示意图；

图4为图2中圈A部分的放大示意图；

图5为图2中圈B部分的放大示意图；

图6为图5中圈C部分的放大示意图；

图7为图5中沿D-D的剖面图。

附图标注说明：

用于液体输送的旋转接头设备100、

上封机构10、上管体11、通管12、上紧固件13、吊耳14、牵引机构15、固定件16、牵引件17、锁合件18；

下封机构20、下管体21、连接管22、下紧固件23、加固件24；

转动机构30、内轴环31、容纳槽310、外轴环32、滚动体33、上静态密封件34、下静态密封件35、第一防尘密封件36、第二防尘密封件37、保护罩38、防水密封件39；

防漏机构40、防漏密封件41、凹槽42、泄漏检测管道43、止推件44、槽孔45、防脂密封件46、安装槽47。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将对本实用新型进行更全面的描述。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

请参阅图1至图7，为本实用新型一较佳实施方式的一种用于液体输送的旋转接头设备100，包括上封机构10、下封机构20、连接上封机构10与下封机构20的转动机构30、及内置于转动机构30的防漏机构40。本实用新型的用于液体输送的旋转接头设备100通过在上封机构10与下封机构20间设置转动机构30，实现上封机构10与下封机构20的相对转动；通过将防漏机构40内置于转动机构30，以防液体从转动机构30泄漏。

如图1至图3所示，在本实施例中，上封机构10包括上管体11、连接上管体11的外侧的若干通管12、及连接上管体11一端的上紧固件13；上管体11的一端为封闭结构，该上管体11的另一端为开口结构；通管12的一端连接上管体11，该通管12的另一端连接管路(图未示)；可选地，通管12为2个，上紧固件13为法兰。进一步地，为了方便装配加工，上管体11的上端设置若干吊耳14。可选地，上管体11、通管12、上紧固件13、及吊耳14通过焊接固连在一起。为了连接外部机构，上管体11的外侧设置至少一牵引机构15，该牵引机构15包括固定件16、牵引件17、及连接固定件16与牵引件17的锁合件18；固定件16连接上管体11，牵引件17连接外部固定机构(图未示)。可选地，锁合件18为角钢。进一步地，锁合件18为热轧不等边角钢以保证机械强度。在一具体实施例中，固定件16焊接在上管体11上，固定件16与锁合件18、及牵引件17与锁合件18均采用螺栓连接，牵引件17的另一端与外部的转台或轭架连接。

下封机构20包括下管体21、连接下管体21的若干连接管22、及连接下管体22一端的下紧固件23；下管体21的一端为封闭结构，该下管体21的另一端为开口结构；连接管22的一端连接下管体21，该连接管22的另一端连接管路(图未示)。可选地，连接管22为2个，连接管22为弯管，下紧固件23为法兰。进一步地，为了增强设备的机械强度，下管体21的外侧凸设上围板、下围板、及连接上围板与下围板之间的若干加固件24，上围板的一端连接外部浮筒(图未示)。可选地，下管体21、连接管22、下紧固件23、上围板、下围板、及加固件24通过焊接固连在一起。

请一并参阅图4至图6，为了实现上封机构10相对下封机构20的转动，在上紧固件13与下紧固件23间设置所述转动机构30，该转动机构30包括连接上紧固件13的内轴环31、连接所述下紧固件23的外轴环32、及连接内轴环31与外轴环32的至少一滚动体33。在一具体实施例中，上紧固件13连接内轴环31的一端，下紧固件23连接外轴环32的一端；为了防止液体中的杂质进入到内轴环31与外轴环32之间的缝隙中，导致设置于内轴环31的侧壁与外轴环32的侧壁之间的防漏机构40出现磨损，内轴环31与下紧固件23之间设有容纳槽310。为了加强上紧固件13与内轴环31的密封可靠性、及下紧固件23与外轴环32的密封可靠性，上紧固件13与内轴环31间设置至少两上静态密封件34，下紧固件23与外轴环32间设置至少两下静态密封件35。可选地，上静态密封件34与下静态密封件35均为O型橡胶密封圈。进一步地，为了固定上紧固件13与内轴环31、及下紧固件23与外轴环32，通过等角均布若干螺栓分别将上紧固件13与内轴环31固定、及下紧固件23与外轴环32固定。在一具体实施例中，转动机构30为三排滚柱式回转支承，在其他实施例中，转动机构30为双排四点接触球式、交叉滚子式等结构形式的回转支承。

为了防止灰尘掉落而影响转动机构30的转动，用于液体输送的旋转接头设备100设置连接在内轴环31的第一防尘密封件36与连接在外轴环32的第二防尘密封件37；可选地，第一防尘密封件36设置在第二防尘密封件37上方。为了保护转动机构30，用于液体输送的旋转接头设备100还包括连接上紧固件13与下紧固件23的保护罩38，保护罩38的上端设置防水密封件39以防止海水飞溅或烟雾进入腐蚀转动机构30，该保护罩38的下端通过均布若干螺栓固定在下紧固件23，保护罩38下端的外侧等角均布若干肋板以加强固定。可选地，保护罩38下端焊接若干三角形肋板，防水密封件39为轴向密封形式的防水密封圈。进一步地，保护罩38的上端设有对应防水密封件39的容置槽。为了方便上紧固件13与保护罩38间的装配和自由转动，防水密封件39所在上紧固件13处的密封配合面(密封配合面，即与密封件配合起密封作用的面)与保护罩38顶面的间隙为0.5mm～2mm。

为了防止液体从内轴环31与外轴环32间的缝隙泄漏，防漏机构40包括至少两个防漏密封件41，各防漏密封件41轴向连接在内轴环31的外侧与外轴环32的内侧之间，该防漏密封件41的密封配合面的精度要求比防水密封件39的密封配合面的精度要求高，因为防漏密封件41还受到所输液体介质的压力和温度的作用。可选地，防漏密封件41为径向密封形式的环形密封圈；进一步地，防漏密封件41及防水密封件39均为弹簧蓄能密封圈或格莱圈；再进一步地，防漏密封件41及防水密封件39均为弹簧蓄能密封圈结构时，弹簧蓄能密封圈的内部弹簧采用Elgiloy游丝合金。在一具体实施例中，防漏密封件41的密封配合面及防水密封件39的密封配合面的前端没有类似凸缘的结构阻挡，便于装配过程中对密封间隙进行检测，可以采用放塞尺的方法来检测密封间隙。可选地，防漏密封件41所在的内轴环31的外侧与外轴环32的内侧之间的间隙为0.5mm～1mm以方便内轴环31与外轴环32的转动，且避免防漏密封件41被挤出破损。

在一具体实施例中，在外轴环32的内侧设有若干对应防漏密封件41的凹槽42，各凹槽42的下端为斜面，即斜面设置于液体压力作用侧，避免防漏密封件41安装时被擦伤。为了及时发现泄漏，防漏机构40设置至少两个泄漏检测管道43，各泄漏检测管道43的一端从外轴环32的内侧延伸至下紧固件23的外部；各防漏密封件41的上方设置至少一泄漏检测管道43，各泄漏检测管道43不相贯通，相互独立。请一并参阅图7，由虚线所示的泄漏检测管道与实线所示的泄漏检测管道并不连通。通过泄漏检测管道43中是否有液体流出来判断是否有防漏密封件41失效；由于防漏密封件41是按顺序失效的，当只有一个泄漏检测管道43中有液体流出时，表明最接近液体的防漏密封件41失效；若所有的泄漏检测管道43中都有液体流出，则表明所有的防漏密封件41都已经失效，需要立即维修或更换。为了防止内轴环31与外轴环32之间的碰撞，在防漏机构40上设置止推件44，止推件44设置在靠近上管体11的防漏密封件41的上方，从而限制内轴环31与外轴环32之间的碰撞，保护防漏密封件41；可选地，止推件44为止推轴承，止推轴承为聚四氟乙烯系列的自润滑轴承，聚四氟乙烯具有耐高温和耐腐蚀的特点，延长止推轴承的使用寿命，同时其自润滑功能并不会使转动机构30的旋转力矩过大，影响该旋转接头设备顺应风标效应。在一具体实施例中，在外轴环32的内侧设有对应止推件44的槽孔45，该槽孔45的下端为斜面以方便安装止推件44。

为了防止滚动体33所用的润滑脂携带金属碎屑流入到止推件44，甚至流入防漏密封件41而破坏密封性能，防漏机构40还包括防脂密封件46，防脂密封件46设置在止推件44与靠近止推件44的滚动体33之间。在一具体实施例中，在外轴环32的内侧设有对应防脂密封件46的安装槽47。在一具体实施例中，内轴环31与外轴环32均采用碳钢材料，凹槽42、槽孔45、安装槽47、及内轴环31的密封配合面均堆焊一层镍基合金层，以提高耐腐蚀性和耐磨性；在其他实施例中，内轴环31与外轴环32均采用双相不锈钢或镍基合金钢，内轴环31的密封配合面与外轴环32的密封配合面可不进行堆焊镍基合金层。

本实用新型的用于液体输送的旋转接头设备100通过在上封机构10与下封机构20间设置转动机构30，实现上封机构10与下封机构20的相对转动；通过将防漏机构40内置于转动机构30的内轴环31的侧壁与外轴环32的侧壁之间，以防液体从内轴环31与外轴环32间的缝隙泄漏。

本实用新型的有益效果如下：

(1)本用于液体输送的旋转接头设备100将防漏密封件41设置在内轴环31与外轴环32之间，而不是设置在上封机构10与下封机构20之间，降低了上封机构10与下封机构20的总体高度尺寸，避免了上封机构10与下封机构20在大尺寸结构下进行防漏密封件41的密封配合面的高精加工难题。

(2)转动机构30的总体尺寸均比上封机构10的尺寸和下封机构20的尺寸小，且转动机构30的高精加工技术成熟，将防漏密封件41设置在转动机构30内，不仅解决了上封机构10和下封机构20加工困难的问题，而且在转动机构30发生泄漏事故时更换或者维修转动机构30时变得方便，而不是维修或更换大尺寸的上封机构10或下封机构20。

(3)由于转动机构30运行一段时间后，滚动体33将发生磨损，加上转动机构30本身的游隙，内轴环31与外轴环32之间可能发生碰撞，产生金属碎屑，进而损坏防漏密封件41，影响密封性能，因此，在防漏机构40上设置止推件44限制了内轴环31与外轴环32之间的碰撞，保证了密封的可靠性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于液体输送的旋转接头设备，其特征在于，包括上封机构、下封机构、连接上封机构与下封机构的转动机构、及内置于转动机构的防漏机构；所述上封机构包括上管体、及连接上管体的外侧的若干通管；所述下封机构包括下管体、及连接下管体的外侧的若干连接管；所述转动机构包括连接所述上管体的内轴环、连接所述下管体的外轴环、及连接内轴环与外轴环的至少一滚动体；所述防漏机构包括至少两个防漏密封件，各所述防漏密封件轴向连接在所述内轴环的侧壁与外轴环的侧壁之间以防止液体从所述内轴环与外轴环间的缝隙泄漏。

2.根据权利要求1所述的用于液体输送的旋转接头设备，其特征在于，所述防漏机构设置至少两个泄漏检测管道，各所述泄漏检测管道的一端从所述外轴环的侧壁延伸至所述下管体的外部；各所述防漏密封件的上方设置至少一所述泄漏检测管道。

3.根据权利要求1所述的用于液体输送的旋转接头设备，其特征在于，所述防漏机构包括止推件，所述止推件设置在靠近所述上管体的防漏密封件的上方。

4.根据权利要求3所述的用于液体输送的旋转接头设备，其特征在于，所述防漏机构包括防脂密封件，所述防脂密封件设置在所述止推件与靠近止推件的滚动体之间。

5.根据权利要求1所述的用于液体输送的旋转接头设备，其特征在于，所述用于液体输送的旋转接头设备包括第一防尘密封件与第二防尘密封件，所述第一防尘密封件连接在所述内轴环，所述第二防尘密封件连接在所述外轴环。

6.根据权利要求1所述的用于液体输送的旋转接头设备，其特征在于，所述上封机构包括连接所述上管体一端的上紧固件，所述上紧固件连接所述内轴环的一端；所述下封机构包括连接所述下管体一端的下紧固件，所述下紧固件连接所述外轴环的一端。

7.根据权利要求6所述的用于液体输送的旋转接头设备，其特征在于，所述上紧固件与内轴环间设置至少两上静态密封件，所述下紧固件与外轴环间设置至少两下静态密封件。

8.根据权利要求6所述的用于液体输送的旋转接头设备，其特征在于，所述用于液体输送的旋转接头设备还包括连接所述上紧固件与下紧固件的保护罩，所述保护罩的上端设置防水密封件，该保护罩的下端的外侧设置若干肋板。

9.根据权利要求1所述的用于液体输送的旋转接头设备，其特征在于，所述下管体的外侧凸设上围板、下围板、及连接上围板与下围板之间的若干加固件；所述上管体的上端设置若干吊耳。

10.根据权利要求1所述的用于液体输送的旋转接头设备，其特征在于，所述上管体的外侧设置至少一牵引机构；所述牵引机构包括固定件、牵引件、及连接固定件与牵引件的锁合件；所述固定件连接所述上管体，所述牵引件连接外部固定机构。