CN217617642U - 冷却液转换连接单元以及具有冷却液通道的装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及冷却液转换连接单元以及安装有冷却液转换连接单元的装置。冷却液转换连接单元配置为将一固定部件的冷却液通道与一旋转部件的冷却液通道连通，包括第一静止件、第二静止件和旋转主体。第一静止件配置为固定到固定部件，且旋转主体具有插入旋转部件的筒状部；第二静止件的敞开的第一端部插入第一静止件中，且第二静止件的与第一端部相对的第二端部插入旋转主体的筒状部中；冷却液转换连接单元具有第一流体端口、第二流体端口，以及连通第一流体端口和第二流体端口的中心流道，其中，第一流体端口至少由第一静止件限定，中心流道由第二静止件的中心通道限定，第二流体端口由第二静止件的敞开的第二端部限定。

Description

冷却液转换连接单元以及具有冷却液通道的装置

技术领域

本公开涉及冷却液转换连接单元以及安装有所述冷却液转换连接单元的具有冷却液通道的装置。

背景技术

对于一些高温条件下运行的机器，例如但不限于连铸线系统中的大方坯连铸机(CCM)，良好的内部冷却是所有部件寿命的最关键因素之一，在极端高温条件下更是如此。

在旋转部件和静止部件之间传输内部冷却水的连接单元对于待冷却装置的冷却效果起着关键作用。然而，当前的水传输连接单元存在若干缺陷，例如，使用寿命(在线时间)较短，并且辊出口空间(主体直径和宽度)和其他接口要求严格地限制了其尺寸。

以连铸线系统的应用为例，即使市场上存在一些结构不完全相同的水传输连接单元，但这些已有水传输连接单元的性能总是不能满足整个连铸线系统的使用寿命要求。

一些传统的连铸线系统使用软管和管件来连接旋转部件和静止部件，管道直接暴露在恶劣的环境中，经常被来自连铸产品的过多热量点燃，导致泄漏，并且装置在没有足够的冷却水的情况下运行，易出现装置过早故障，或在使用期间管件连接易松动导致漏水，使系统在早期出现故障。

一些传统的连铸线系统也可能使用刚性连接部件来代替，但由于多个部件加工和装配公差因素叠加的影响，其不能在每个连接点完美地配合，加上现场运行的高温和相关部件膨胀的影响，经常在短时间内导致系统故障以及漏水。

一些传统的辊系使用传统的水传输连接单元牺牲了辊的宽度以允许该单元有更多的轴向空间，但是由于在大方坯连铸制造过程中缺乏足够的支撑，生产的钢产品的质量会降低。

当在传统的辊系中使用传统的水传输连接单元时，并不期望缩短辊宽度，并且这种解决方案同时需要占用大量的轴向空间，当移除辊系统时，必须将固定辊系统的扇形段拆成片件，在维护阶段每次固定每个辊系统之后将它们重新组装，这导致更高的潜在泄漏风险、更高的人工成本和更长的交付时间。

希望存在一种传输连接结构，其不具有上述缺陷，能够良好地满足待冷却装置，特别是连铸线系统的使用要求。

实用新型内容

针对上文提到的问题和需求，本公开提出了一种新型的，其由于采取了如下技术特征而解决了上述问题，并带来其他技术效果。

本公开首先提出一种冷却液转换连接单元，配置为将一固定部件的冷却液通道与一旋转部件的冷却液通道相连通，其中，所述冷却液转换连接单元包括第一静止件、第二静止件和旋转主体，其中，所述第一静止件配置为固定到所述固定部件，且所述旋转主体具有配置为插入至所述旋转部件中的筒状部；所述第二静止件的敞开的第一端部插入所述第一静止件中，且所述第二静止件的与所述第一端部相对的第二端部插入所述旋转主体的筒状部中；所述冷却液转换连接单元具有允许冷却剂流入或流出冷却液转换连接单元的第一流体端口、第二流体端口，以及连通所述第一流体端口和所述第二流体端口的中心流道，其中，所述第一流体端口至少由所述第一静止件限定，所述中心流道由所述第二静止件的中心通道限定，所述第二流体端口由所述第二静止件的敞开的第二端部限定。

优选地，第一静止件具有从第一静止件的内壁径向向内延伸的销，第二静止件筒在第一端部处设置有销接收部，第一静止件的销接收在该销接收部中。

优选地，所述销接收部为接收槽的形式，所述接收槽的宽度大于所述销的宽度。

优选地，所述接收槽沿第二静止件的轴向方向延伸至第二静止件的末端。

优选地，所述第一静止件的侧壁设置有第一静止件流体开口，第二静止件的侧壁设置有第二静止件流体开口，所述第二静止件流体开口与所述第一静止件流体开口对准，以共同限定冷却液转换连接单元的所述第一流体端口。

优选地，第一静止件(10)的内侧壁和所述第二静止件(20)的外侧壁之间存在空隙。

优选地，第二静止件的长度长于第一静止件的长度。

优选地，所述旋转主体具有径向延伸的凸缘，所述凸缘从旋转主体的筒状部的靠近第一静止件的端部延伸。

优选地，所述凸缘配置为安装到所述旋转部件，且设置有用于安装紧固件的安装通孔。

优选地，在以下位置中的至少之一处设置有一个或多个防磨垫圈：所述第一静止件的内侧壁和所述第二静止件的外侧壁之间；所述第一静止件的外侧壁和固定部件的内侧壁之间；在所述第二静止件的外侧壁和所述旋转主体的筒状部的内侧壁之间；在旋转主体的筒状部的外侧壁与所述旋转部件的内侧壁之间。

优选地，在以下位置中的至少之一处设置有一个或多个用于容纳防磨垫圈的环形槽：在所述第一静止件的与固定部件接合的外侧壁上；在所述第二静止件的与第一静止件接合的外侧壁上；在所述第二静止件的与旋转主体的筒状部接合的外侧壁上；在旋转主体的筒状部的与第二静止件接合的内侧壁上；在所述旋转主体的筒状部的与旋转部件接合的外侧壁上。

本公开的冷却液转换连接单元具有内部集成结构，其大部分结构嵌入/插入待冷却装置的转动部件(例如辊)中，而不暴露于外部环境。这可以有效地适应有限的应用空间要求，允许紧凑的外部尺寸，且通过插入转动部件的中心为其他部件节省空间。同时，本公开的方案还具有轴向移动能力，满足潜在的变形要求。

本公开还提出一种具有冷却液通道的装置，所述装置包括一固定部件和一旋转部件，所述固定部件和所述旋转部件均设置有冷却液通道，且所述装置还包括如前文任一项所述的冷却液转换连接单元，其中所述冷却液转换连接单元的第一流体端口和第二流体端口中的一个与所述固定部件的冷却液通道连通，且所述冷却液转换连接单元的第一流体端口和第二流体端口中的另一个与所述旋转部件的冷却液通道连通。

本方案允许在较长的在线时间内稳定地输送冷却水，其主要功能部件(主体部分)与辊刚性连接，出口尺寸较小，但同时可承受辊的轴向和径向变化，延长了用于CCM应用的整个辊线系统的使用寿命。

下文中将结合附图对实施本公开的最优实施例进行更详尽的描述，以便能容易地理解本公开的特征和优点。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下文中将对本公开实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本公开的一些实施例，而非将本公开的全部实施例限制于此。

图1示出了根据示例性实施例的冷却液转换连接单元的剖视图；

图2A和2B均示出了根据示例性实施例的冷却液转换连接单元的立体剖视图，其中在图2A中，第一静止件、第二静止件和旋转主体均被剖开展示，在图2B中，第一静止件、第二静止件被剖开展示，而旋转主体未被剖开；

图3A和3B分别以不同视角示出了冷却液转换连接单元的旋转主体的立体视图；

图4A、4B、4C分别以不同视角示出了冷却液转换连接单元的第一静止件的立体视图；

图5A、5B、5C分别以不同视角示出了冷却液转换连接单元的第二静止件的立体视图；

图6以剖视图示出了根据示例性实施例的冷却液转换连接单元的安装后的状态；

图7A和7B分别以不同视角示出了可采用本公开的冷却液转换连接单元的具有辊的装置；

图8A和8B分别以不同视角示出了采用了本公开的冷却液转换连接单元的具有辊的装置

附图标记列表

10 第一静止件

11 销

12 第一静止件流体开口

13 环形槽

20 第二静止件

21 销接收部

22 第二静止件流体开口

23 中心通道

24 环形槽

25 第一端部

26 第二端部

30 旋转主体

31 筒状部

32 凸缘

33 安装通孔

34 环形槽

40 辊

41 第一轴承座单元

42 第二轴承座单元

43 内部冷却水通道

44 冷却水入口

45 冷却水出口

50 外壳

70 第一流体端口

80 第二流体端口

90 中心流道

O 防磨垫圈

具体实施方式

为了使得本公开的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本公开具体实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

与附图所展示的实施例相比，本公开保护范围内的可行实施方案可以具有更少的部件、具有附图未展示的其他部件、不同的部件、不同地布置的部件或不同连接的部件等。此外，附图中两个或更多个部件可以在单个部件中实现，或者附图中所示的单个部件可以实现为多个分开的部件。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

本公开涉及一种冷却液转换连接单元，其用于安装到具有冷却液通道以进行冷却的装置，其中所述装置(下文也称为待冷却装置)至少包括一固定部件和一旋转部件，固定部件和旋转部件均设置有冷却液通道，本公开的冷却液转换连接单元用于将所述固定部件的冷却液通道与所述旋转部件的冷却液通道相连通，以实现装置的完整冷却通道。

图1示出了根据示例性实施例的冷却液转换连接单元的剖视图。可以看出，总体上，所述冷却液转换连接单元包括三大部件：第一静止件10、第二静止件20和旋转主体30。其中，第一静止件10、第二静止件20均为两端敞开的大致筒状结构，优选是圆筒结构。旋转主体30包括与第一静止件10、第二静止件20同轴布置的筒状部31，且优选还包括在旋转主体30的筒状部31的靠近第一静止件10的端部处设置的、径向延伸的凸缘32。通过凸缘32，旋转主体具有轴向定位的功能，对于具有辊系的待冷却装置，其简化了内部结构。

第一静止件10、第二静止件20和旋转主体30的更多优选细节可分别参见附图4A-4C、5A-5C以及3A-3B。

示例性冷却液转换连接单元如图1、2A、2B所示，其中，图2A和2B均示出了根据示例性实施例的冷却液转换连接单元的立体剖视图，在图2A中，第一静止件、第二静止件和旋转主体均被剖开展示，在图2B中，第一静止件、第二静止件被剖开展示，而旋转主体未被剖开。可以看出，第二静止件20的敞开的第一端部25插入所述第一静止件10中，且所述第二静止件20的与所述第一端部25相对的第二端部26插入所述旋转主体30的筒状部31中。

本公开的冷却液转换连接单元具有允许冷却剂流入或流出冷却液转换连接单元的第一流体端口70、第二流体端口80，以及连通所述第一流体端口70和所述第二流体端口80的中心流道90。当安装于待冷却装置时，所述第一静止件10固定到待冷却装置的固定部件，从而待冷却装置运转时，第一静止件10也静止不动，并且，冷却液转换连接单元的第一流体端口70与待冷却装置的固定部件的冷却剂通道连通。此外，当安装于待冷却装置时，旋转主体30的筒状部31插入至待冷却装置的旋转部件中，使得旋转主体30随待冷却装置的旋转部件旋转并且，所述第二流体端口80与待冷却装置的旋转部件的冷却剂通道连通。这样，当待冷却装置运转时，冷却液转换连接单元将待冷却装置的固定部件的冷却剂通道与旋转中的旋转部件的冷却剂通道连接在一起。

本公开的冷却液转换连接单元的大部分结构嵌入/插入待冷却装置的转动部件(例如辊)中，而不暴露于外部环境。这可以有效地适应有限的应用空间要求，允许紧凑的外部尺寸，且通过插入转动部件的中心为其他部件节省空间。

优选地，第一静止件(10)的内侧壁和所述第二静止件(20)的外侧壁之间存在空隙，便于应对第二静止件(20)运行时发生的角度偏转。第一静止件10与第二静止件20的左侧端部(按图1视角)大致对齐地布置，但在运行过程中由于所述角度偏转而并非完全对齐。

第二静止件20的长度长于第一静止件10的长度。这样，第二静止件20从第一静止件10伸出一定长度，该伸出的长度部分用于部分地接收在旋转主体30中。

冷却液转换连接单元的所述中心流道90由所述第二静止件20的中心通道23限定。所述第二流体端口80由所述第二静止件20的敞开的第二端部26限定。冷却液转换连接单元的所述第一流体端口70至少由所述第一静止件10限定。更优选地，所述第一静止件10的侧壁设置有第一静止件流体开口12，第二静止件20的侧壁设置有第二静止件流体开口22，所述第二静止件流体开口22与所述第一静止件流体开口12对准，以共同限定冷却液转换连接单元的所述第一流体端口70。其中，第一静止件流体开口12优选如图4A-4C所示，其通过在第一静止件的侧壁上切除的部分形成，该切除的部分优选为半圆形。对应地，所述第二静止件流体开口22优选如图5C所示，其通过在第二静止件的侧壁上切除的部分形成，该切除的部分优选为与第一静止件流体开口12相对应的半圆形。

根据本公开的优选方案，第一静止件10具有从第一静止件10的内壁径向向内延伸的销11，第二静止件20筒在第一端部25处设置有销接收部21，第一静止件10的销11接收在该销接收部21中。销11和销接收部21用于固定第一静止件10与第二静止件20在旋转方向的相对位置，且这种固定方式简单，便于组装和拆卸。

销11优选为圆柱形销，但不限于此。销11优选设置在靠近第一静止件10的远离旋转主体30的末端处。

所述销接收部21可以为适于接收销的任何形式，如圆形开口。优选地，销接收部21为接收槽的形式，且接收槽的宽度大于所述销11的宽度。从而，销11接收在销接收部21中时，其可以相对销接收部21在轴向方向向窜动。这一机制使得本公开的冷却液转换连接单元适应旋转部件的轴向移动(例如由于高温等因素造成)的能力，满足潜在的轴向变形要求。

另外，优选地，所述接收槽沿第二静止件20的轴向方向延伸至第二静止件20的末端，从而第二静止件20的末端存在缺口，销11可通过该缺口方便地安装到接收槽中。

优选地，旋转主体通过其凸缘32安装到所述旋转部件，凸缘32可设置有用于安装紧固件的安装通孔33，从而可以通过简单的方式(如螺钉)与实现旋转主体与旋转部件的固定，且拆装方便。

图6以剖视图示出了根据示例性实施例的冷却液转换连接单元的安装后的状态。在该优选实施例中，多个弹性抗磨损部件分布在每个泄漏路径中，例如，第一静止件10与第二静止件20之间，第二静止件20与旋转主体30之间、第一静止件10与其所安装到的固定部件之间、旋转主体30的筒状部与其所安装到的辊40之间等。

弹性抗磨损部件具体可为防磨垫圈O，优选由防磨密封材料形成，更优选地，其由HNBR或聚四氟乙烯形成，以适应高温应用环境。

这种密封机制阻止冷却液泄漏的路径，确保内部冷却液在预期的通道中流动，并密封外部固体颗粒，防止外部环境的侵入，降低水通道堵塞的可能性，对于保证冷却液转换连接单元的预期功能起着关键作用。此外，弹性抗磨损部件本身具有弹性，且实现了两个相接和的表面之间的缝隙，从而可以在组装/运行过程中适应第一静止件、第二静止件、旋转主体之间的同心度变化、角度变化问题、材料的热膨胀问题等。

概括而言，优选在以下位置中的至少之一处设置有一个或多个防磨垫圈O：所述第一静止件10的内侧壁和所述第二静止件20的外侧壁之间；所述第一静止件10的外侧壁和固定部件的内侧壁之间；在所述第二静止件20的外侧壁和所述旋转主体30的筒状部31的内侧壁之间；在旋转主体30的筒状部31的外侧壁与所述旋转部件的内侧壁之间。

此外，为了容纳防磨垫圈O，优选在以下位置中的至少之一处设置有一个或多个用于的环形槽：在所述第一静止件10的与固定部件接合的外侧壁上，例如附图中的环形槽13；在所述第二静止件20的与第一静止件10接合的外侧壁上，例如环形槽24；在所述第二静止件20的与旋转主体30的筒状部31接合的外侧壁上，或在旋转主体30的筒状部31的与第二静止件20接合的内侧壁上；在所述旋转主体30的筒状部31的与旋转部件接合的外侧壁上，例如环形槽34。

图7A和7B分别以不同视角示出了可采用本公开的冷却液转换连接单元的待冷却装置，图8A和8B进一步示出了其中的冷却液通道。该待冷却装置包括在工作中绕中心轴线旋转的辊40，在其两侧固定地设置有第一轴承座单元41和第二轴承座单元42。第一轴承座单元41和第二轴承座单元42均包括位于轴承两侧的外壳50。该待冷却装置中，辊40为旋转部件，第一轴承座单元41和第二轴承座单元42则均可视作固定部件。在该待冷却装置中，通过两个本公开所述的冷却液转换连接单元，实现了带冷却装置的完整的冷却液通道：从冷却水入口44，经由第一轴承座单元41的冷却液通道，连通到左侧的冷却液转换连接单元，通往辊40的内部冷却水通道43，并经由右侧的冷却液转换连接单元，通往第二轴承座单元42，最终通道冷却水出口45。

本公开的冷却液转换连接单元具有适应辊系内其他部件的运动/变形的能力，更适用于使用环境变化、频繁的温度变化和重负荷的影响，因此特别适用于连铸线系统中的大方坯连铸机(CCM)等。

上文中参照优选的实施例详细描述了本公开所提出的方案的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本公开理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本公开提出的各种技术特征、结构进行多种组合，而不超出本公开的保护范围，本公开的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (12)

1.一种冷却液转换连接单元，配置为将一固定部件的冷却液通道与一旋转部件的冷却液通道相连通，其特征在于，所述冷却液转换连接单元包括第一静止件(10)、第二静止件(20)和旋转主体(30)，

其中：

所述第一静止件(10)配置为固定到所述固定部件，且所述旋转主体(30)具有配置为插入至所述旋转部件中的筒状部(31)；

所述第二静止件(20)的敞开的第一端部(25)插入所述第一静止件(10)中，且所述第二静止件(20)的与所述第一端部(25)相对的第二端部(26)插入所述旋转主体(30)的筒状部(31)中；

所述冷却液转换连接单元具有允许冷却剂流入或流出冷却液转换连接单元的第一流体端口(70)、第二流体端口(80)，以及连通所述第一流体端口(70)和所述第二流体端口(80)的中心流道(90)，其中，所述第一流体端口(70)至少由所述第一静止件(10)限定，所述中心流道(90)由所述第二静止件(20)的中心通道(23)限定，所述第二流体端口(80)由所述第二静止件(20)的敞开的第二端部(26)限定。

2.如权利要求1所述的冷却液转换连接单元，其特征在于，

第一静止件(10)具有从第一静止件(10)的内壁径向向内延伸的销(11)，第二静止件(20)筒在第一端部(25)处设置有销接收部(21)，第一静止件(10)的销(11)接收在该销接收部(21)中。

3.如权利要求2所述的冷却液转换连接单元，其特征在于，

所述销接收部(21)为接收槽的形式，所述接收槽的宽度大于所述销(11)的宽度。

4.如权利要求3所述的冷却液转换连接单元，其特征在于，

所述接收槽沿第二静止件(20)的轴向方向延伸至第二静止件(20)的末端。

5.如权利要求1所述的冷却液转换连接单元，其特征在于，

所述第一静止件(10)的侧壁设置有第一静止件流体开口(12)，第二静止件(20)的侧壁设置有第二静止件流体开口(22)，所述第二静止件流体开口(22)与所述第一静止件流体开口(12)对准，以共同限定冷却液转换连接单元的所述第一流体端口(70)。

6.如权利要求1所述的冷却液转换连接单元，其特征在于，

第一静止件(10)的内侧壁和所述第二静止件(20)的外侧壁之间存在空隙。

7.如权利要求1所述的冷却液转换连接单元，其特征在于，

第二静止件(20)的长度长于第一静止件(10)的长度。

8.如权利要求1所述的冷却液转换连接单元，其特征在于，

所述旋转主体(30)具有径向延伸的凸缘(32)，所述凸缘(32)从旋转主体(30)的筒状部(31)的靠近第一静止件(10)的端部延伸。

9.如权利要求8所述的冷却液转换连接单元，其特征在于，

所述凸缘(32)配置为安装到所述旋转部件，且设置有用于安装紧固件的安装通孔(33)。

10.如权利要求1所述的冷却液转换连接单元，其特征在于，

在以下位置中的至少之一处设置有一个或多个防磨垫圈(O)：

所述第一静止件(10)的内侧壁和所述第二静止件(20)的外侧壁之间；

所述第一静止件(10)的外侧壁和固定部件的内侧壁之间；

在所述第二静止件(20)的外侧壁和所述旋转主体(30)的筒状部(31)的内侧壁之间；

在旋转主体(30)的筒状部(31)的外侧壁与所述旋转部件的内侧壁之间。

11.如权利要求1所述的冷却液转换连接单元，其特征在于，

在以下位置中的至少之一处设置有一个或多个用于容纳防磨垫圈(O)的环形槽：

在所述第一静止件(10)的与固定部件接合的外侧壁上；

在所述第二静止件(20)的与第一静止件(10)接合的外侧壁上；

在所述第二静止件(20)的与旋转主体(30)的筒状部(31)接合的外侧壁上；

在旋转主体(30)的筒状部(31)的与第二静止件(20)接合的内侧壁上；

在所述旋转主体(30)的筒状部(31)的与旋转部件接合的外侧壁上。

12.一种具有冷却液通道的装置，其特征在于，

所述装置包括一固定部件和一旋转部件，所述固定部件和所述旋转部件均设置有冷却液通道；

其中所述装置还包括如权利要求1-11中任一项所述的冷却液转换连接单元，其中所述冷却液转换连接单元的第一流体端口(70)和第二流体端口(80)中的一个与所述固定部件的冷却液通道连通，且所述冷却液转换连接单元的第一流体端口(70)和第二流体端口(80)中的另一个与所述旋转部件的冷却液通道连通。

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