DE102008062992A1

DE102008062992A1 - Rotary feedthrough for liquid working medium i.e. oil, in solar thermal plant, has channel section extending between two components made of material that has thermal conductivity less than that of another channel section

Info

Publication number: DE102008062992A1
Application number: DE102008062992A
Authority: DE
Inventors: Matthias Müller; Peter Lessle
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2008-12-23
Filing date: 2008-12-23
Publication date: 2010-07-01
Anticipated expiration: 2028-12-24
Also published as: DE202008017898U1; DE102008062992C5; DE102008062992B4

Abstract

The feedthrough (11) has a sealing channel (34) including a channel section (33) connected to a section point (18), and another channel section (35) adjoining a sealing (36). The latter section is formed by a bearing arrangement (24) with an inner guide (25) and an outer guide (26) that are made of a thermally conductive material. The former section is formed as a hollow space between the latter section and a pipe penetration (22). The former section extends between two components (30) made of a material that has thermal conductivity less than that of the latter section.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehdurchführung, insbesondere für ein flüssiges Arbeitsmedium, bei welcher ein Rohrende eines Rohres mit einem weiteren Rohrende eines weiteren Rohres als Rohrdurchführung zueinander angeordnet und relativ um eine gemeinsame Längsachse rotierbar angeordnet sind.The The invention relates to a rotary feedthrough, in particular for a liquid working medium, in which a Pipe end of a pipe with another pipe end of another Pipe arranged as a pipe feedthrough to each other and relative are arranged rotatably about a common longitudinal axis.

Eine solche Rohrdurchführung ist aus der WO 2007/071047 A1 bekannt. Ein erstes und zweites Rohrende werden relativ um eine gemeinsame Längsachse rotierbar zueinander angeordnet und bilden eine selbstschmierende Kupplung von zwei zu verbindenden Rohren. Dabei weist ein Rohrende einen U-förmigen Flansch auf, der unmittelbar daran angeformt ist. Das zweite Rohrende des weiteren Rohres wird in den U-förmigen Flansch des ersten Rohres eingesteckt. Zwischen dem U- förmigen Flansch und dem zweiten Rohrende wird eine Muffe mit dem U-förmigen Flansch verschraubt, wodurch das zweite Rohrende in dem U-förmigen Flansch des ersten Rohrendes drehbar positioniert und in axialer Richtung lagefixiert gehalten wird. Dabei ist vorgesehen, dass von einer Trennstelle zwischen den beiden Rohrenden sich ein Dichtungskanal radial nach außen erstreckt, der durch eine Dichtung begrenzt ist. Zwischen der Muffe und dem zweiten Rohr sind zusätzliche Dichtungen vorgesehen.Such a pipe feedthrough is from the WO 2007/071047 A1 known. A first and second pipe end are arranged rotatable relative to each other about a common longitudinal axis and form a self-lubricating coupling of two pipes to be connected. In this case, a pipe end has a U-shaped flange which is formed directly on it. The second tube end of the further tube is inserted into the U-shaped flange of the first tube. Between the U-shaped flange and the second tube end, a sleeve is screwed to the U-shaped flange, whereby the second tube end is rotatably positioned in the U-shaped flange of the first tube end and held fixed in position in the axial direction. It is envisaged that extends from a separation point between the two pipe ends, a sealing channel radially outward, which is bounded by a seal. Between the sleeve and the second tube additional seals are provided.

Solche selbstschmierenden Rohrverbindungen werden üblicherweise für hydraulische Flüssigkeiten eingesetzt, die mit einem niedrigen Arbeitsdruck und Arbeitstemperaturen, die der Umgebungstemperatur entsprechen, in Systemen betrieben werden.Such self-lubricating pipe joints are common used for hydraulic fluids, the with a low working pressure and working temperatures that the Ambient temperature, operate in systems.

Eine solche selbstschmierende Rohrverbindung ermöglicht zwar grundsätzlich den Einsatz für eine dichte Anordnung von zwei Rohrenden zueinander, die relativ zueinander verdrehbar sind, jedoch ist der Einsatzbereich stark beschränkt.A Although such self-lubricating pipe connection allows basically the use for a tight arrangement of two pipe ends to each other, which are rotatable relative to each other However, the field of application is severely limited.

In Solarthermieanlagen ist ebenfalls der Einsatz von Drehdurchführungen erforderlich. In solchen Solarthermieanlagen wird mittels der Sonnenenergie ein Arbeitsmedium erwärmt, dass in einem nachgeschalteten Wärmetauscher die Wärmeenergie in elektrische Energie umwandelt. Das Arbeitsmedium besteht zumeist aus einem hochsiedenden Öl, welches in einem Rohr fließt, das durch den Brennpunkt eines Spiegels verläuft. Die Sonnenenergie wird aufgrund der gesamten Öffnungsbreite des Spiegels auf das Rohr und somit auf das Arbeitsmedium fokussiert und dadurch erhitzt. Um die Sonnenenergie ideal zu nutzen, werden die Spiegel dem über den Tag wechselnden Sonnenstand über dem Horizont nachgeführt. Dies erfolgt dadurch, dass die Sonnenspiegel um eine Längsachse geschwenkt werden, in der zumeist das mit dem Arbeitsmedium durchströmende Rohr liegt. Am Ende einer Spiegelreihe, die durch ein gemeinsames Rohr verbunden sind und in dem das Arbeitsmedium transportiert wird, ist ein festinstalliertes Zuleitungsrohr zum Wärmetauscher vorgesehen. Die kontinuierliche Nachführung der Spiegelelemente macht es somit erforderlich, dass das Rohrende des Rohres am Ende der Spiegelreihe mit dem festinstallierten Zuleitungsrohr für den Wärmetauscher drehbar verbunden ist.In Solarthermieanlagen is also the use of rotary joints required. In such solar thermal systems is by means of solar energy Working medium heated, that in a downstream heat exchanger converts the heat energy into electrical energy. The Working medium consists mostly of a high-boiling oil, which flows in a tube through the focal point of a Mirror runs. The solar energy is due to the entire opening width of the mirror on the pipe and thus focused on the working medium and heated by it. To the solar energy Ideal to use, the mirrors will change over the day Sun position tracked over the horizon. This takes place in that the sun mirrors around a longitudinal axis be pivoted, usually in the flowing through the working fluid pipe lies. At the end of a row of mirrors, passing through a common pipe are connected and in which the working medium is transported, is a permanently installed supply pipe to the heat exchanger intended. The continuous tracking of the mirror elements thus making it necessary that the pipe end of the pipe in the end the mirror row with the permanently installed supply pipe for the heat exchanger is rotatably connected.

Die Drehdurchführungen bei Solarthermieanlagen erfordern, dass diese hitzebeständig sind, zumal das vorzugsweise flüssige Medium eine Arbeitstemperatur von mehr als 400°C einnehmen kann. Darüber hinaus werden diese Rohrsysteme in Solarthermieanlagen mit Drücken bis zu 60 bar beaufschlagt. Des Weiteren ist der Einsatz zumeist unter harten klimatischen Bedingungen erforderlich, da solche Solarthermieanlagen bevorzugt in Steppen und Wüstenregionen eingesetzt werden, so dass erhöhte Anforderungen an das Material und die Dichtigkeit aufgrund von eindringendem Staub, Sand und Schmutz gegeben sind.The Rotary feedthroughs in solar thermal systems require that These are heat resistant, especially the preferably liquid Medium, a working temperature of more than 400 ° C can take. In addition, these piping systems are used in solar thermal systems subjected to pressures up to 60 bar. Furthermore is the use usually required under severe climatic conditions, because such solar thermal systems are preferred in steppes and desert regions be used so that increased demands on the Material and the tightness due to dust, sand and dirt are given.

Diese Aufgabenstellung, eine solche Drehdurchführung anzustreben, wurde von der Anmelderin im Fraunhofer-TEG Jahresbericht 2007 genannt.This task, to aim for such a rotary implementation, was the applicant in the Fraunhofer TEG Annual Report 2007 called.

Die aus dem Stand der Technik bekannte selbstschmierende Rohrverbindung ist aufgrund der hohen Temperaturen des Arbeitsmediums als auch den entstehenden Drücken für einen solchen Einsatz als Drehdurchführung bei Solarthermieanlagen nicht geeignet. Die Anforderungen können nicht ansatzweise erfüllt werden.The known from the prior art self-lubricating pipe joint is due to the high temperatures of the working medium and the arising pressures for such use as Rotary feedthrough not suitable for solar thermal systems. The requirements can not be fulfilled in any way become.

Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Drehdurchführung, insbesondere für ein flüssiges Arbeitsmedium, zu schaffen, welche die Durchführung eines erhitzten Arbeitsmediums von einer Temperatur von mehr als 400°C und unter Drücken bis zu 60 bar sowie einen Einsatz unter harten klimatischen Bedingungen mit einer hohen Lebensdauer ermöglicht.Therefore The invention is based on the object, a rotary feedthrough, in particular for a liquid working medium, to create what the implementation of a heated working medium from a temperature of more than 400 ° C and under pressures up to 60 bar and use in harsh climatic conditions with a long life.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Drehdurchführung gelöst, bei der der Dichtungskanal zumindest einen ersten, mit der Trennstelle in Verbindung stehenden Kanalabschnitt und zumindest einen zweiten, an die zumindest eine Dichtung angrenzenden Kanalabschnitt aufweist, wobei der zweite Kanalabschnitt durch eine Lageranordnung mit einer Innenführung und einer Außenführung gebildet ist, die aus ei nem thermisch leitfähigen Material hergestellt sind, und dass der zumindest eine erste Kanalabschnitt zwischen dem zweiten Kanalabschnitt und der Rohrdurchführung als Hohlraum ausgebildet ist oder dass der zumindest eine erste Kanalabschnitt sich zumindest zwischen zwei Komponenten aus einem Material erstreckt, welches gegenüber dem zweiten Kanalabschnitt eine geringere Wärmeleitfähigkeit aufweist.This object is achieved by a rotary feedthrough, wherein the sealing channel has at least a first, associated with the separation point channel portion and at least a second, adjacent to the at least one seal channel portion, wherein the second channel portion by a bearing assembly with an inner guide and a External guide is formed, which are made of egg NEM thermally conductive material, and that the at least one first channel portion between the second channel portion and the pipe lead-through is formed as a cavity or that the at least one first channel portion extends at least between two components of a material which gegenü Has a lower thermal conductivity over the second channel section.

Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung der Drehdurchführung wird ermöglicht, dass beim Beginn einer Zirkulation des Arbeitsmediums im Rohrsystem beziehungsweise bei einem Hindurchströmen des Arbeitsmediums durch die Drehdurchführung, welches vorzugsweise zunächst im kalten Zustand beziehungsweise mit einer Arbeitstemperatur entsprechend der Umgebungstemperatur vorliegt, in den Dichtungskanal befördert wird und die einmal eingeströmte Menge des Arbeitsmediums in den Dichtungskanal ohne Austausch in dem Dichtungskanal verbleibt. Beim nachfolgenden Erwärmen des die Rohrdurchführung durchströmenden Arbeitsmediums wird das in dem Dichtungskanal geflutete Arbeitsmedium geringfügig erwärmt. Durch den zumindest einen ersten Kanalabschnitt, der eine geringere Wärmeleitfähigkeit als der zumindest eine zweite Kanalabschnitt aufweist, wird des Weiteren ermöglicht, dass die am Ende des zweiten Kanalabschnittes angeordnete Dichtung thermisch isoliert oder entkoppelt zur Rohrdurchführung angeordnet ist. Da die Komponenten des zumindest einen ersten Kanalabschnittes eine geringere Wärmeleitfähigkeit als der zweite Kanalabschnitt aufweisen, kann der erste Kanalabschnitt thermisch isolierend gegenüber der Rohrdurchführung wirken. Aufgrund der höheren Wärmeleitfähigkeit der Innen- und Außenführung der Lageranordnung, zwischen denen die zumindest eine Dichtung angeordnet ist, wird ermöglicht, dass ein gegebenenfalls sich erfolgendes Erwärmen des Arbeitsmediums und der Lageranordnung die Wärme schnell abgeleitet wird. Durch diese Anordnung lassen sich folglich die Temperaturen an der zumindest einen Dichtung gegenüber den in der Rohrdurchführung herrschenden Temperaturen derart reduzieren, dass allgemein handelsübliche Dichtungen eingesetzt werden können.By This advantageous embodiment of the rotary feedthrough is allows at the beginning of a circulation of the working medium in the pipe system or during a flow the working fluid through the rotary feedthrough, which preferably initially in the cold state, respectively with a working temperature according to the ambient temperature is transported into the sealing channel and the Once flowed amount of the working medium in the sealing channel remains without replacement in the sealing channel. At the following Heating of the pipe through-flow Working medium is the flooded in the sealing channel working medium slightly heated. By the at least one first channel section, which has a lower thermal conductivity When the at least one second channel section has, is the Further allows that at the end of the second channel section arranged seal thermally insulated or decoupled to the pipe feedthrough is arranged. As the components of the at least one first channel section a lower thermal conductivity than the second Channel portion, the first channel portion can thermally Insulating against the pipe penetration act. Due to the higher thermal conductivity the inner and outer guide of the bearing assembly, between which the at least one seal is arranged is allows an eventual heating the working medium and the bearing assembly heat quickly is derived. By this arrangement can thus be the Temperatures on the at least one seal opposite the temperatures prevailing in the pipe penetration such reduce that commonly used commercial gaskets can be.

Gleichzeitig weist diese Drehdurchführung den Vorteil auf, dass durch die Ausgestaltung des ersten Kanalabschnittes durch Komponenten aus einem Material mit einer geringeren Wärmeleitfähigkeit als die Lageranordnung, welche zumindest teilweise den zweiten Kanalabschnitt bildet, eine Isolierung der Rohrdurchführung ermöglicht wird. Dadurch reduziert sich die Temperatur in der Drehdurchführung nur geringfügig beziehungsweise der Wärmeverlust kann reduziert werden, wodurch der Gesamtwirkungsgrad durch diese Drehdurchführung nicht nachteilig beeinflusst wird.simultaneously has this rotary feedthrough the advantage that through the configuration of the first channel section by components made of a material with a lower thermal conductivity than the bearing assembly, which at least partially the second channel portion forms, allows isolation of the pipe feedthrough becomes. This reduces the temperature in the rotary feedthrough only slightly or the heat loss can be reduced, reducing the overall efficiency through this Rotary feedthrough is not adversely affected.

Die vorstehend genannten Vorteile werden sowohl bei einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform erzielt, bei welcher der zumindest eine erste Kanalabschnitt zwischen dem zweiten Kanalabschnitt und der Rohrdurchführung als Hohlraum ausgebildet ist als auch bei der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform, bei der der zumindest eine erste Kanalabschnitt sich zwischen zumindest zwei Komponenten aus einem Material erstreckt, welches gegenüber dem zweiten Kanalabschnitt eine geringere Leitfähigkeit aufweist. Im ersten Fall bildet das sich in dem Hohlraum befindliche Arbeitsmedium eine Sperr- beziehungsweise Isolierschicht, so dass die durch die Rohrdurchführung abgegebene Wärme und/oder Wärmestrahlung gegenüber dem zweiten Kanalabschnitt abgeschirmt wird und somit eine thermische Trennung oder Entkopplung zwischen der Rohrdurchführung und dem zweiten Kanalabschnitt beziehungsweise der darin angeordneten Dichtung erfolgt. Analoges gilt bei der weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung, bei der die Rohrdurchführung durch zumindest eine Komponente thermisch isoliert wird. Allein durch die räumliche, radiale Entfernung der Dichtung zur Rohrdurchführung kann eine Temperaturreduzierung erzielt werden. Darüber hinaus wird durch die Materialauswahl für die Kanalabschnitte eine zusätzliche Temperaturreduzierung ermöglicht.The The above advantages are both in a first inventive Achieved embodiment in which the at least one first Channel section between the second channel section and the pipe duct is designed as a cavity as well as in the second invention Embodiment in which the at least one first channel section extends between at least two components of a material which compared to the second channel section a lower conductivity having. In the first case, this forms in the cavity Working medium a barrier or insulating layer, so that the heat emitted by the pipe feedthrough and / or Thermal radiation with respect to the second channel section is shielded and thus a thermal separation or decoupling between the pipe duct and the second channel section or the seal arranged therein takes place. The same applies to the other inventive design in which the pipe feedthrough at least one component is thermally isolated. Alone through the spatial, radial distance of the seal to the pipe feedthrough a temperature reduction can be achieved. About that In addition, the material selection for the channel sections an additional temperature reduction allows.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Kanalabschnitt durch zwei einander zugeordnete Komponenten aus einem thermischen Isolierwerkstoff ausgebildet ist. Solche Isolierwerkstoffe weisen eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit auf und ermöglichen, dass die Wärmeabgabe in Richtung auf die zumindest eine Dichtung aufnehmende Lageranordnung entlang der Rohrdurchführung gering gehalten wird und darüber hinaus, dass ein hoher Temperaturgradient zwischen dem die Rohrdurchführung durchströmenden Arbeitsmedium und dem zweiten Kanalabschnitt im Bereich der zumindest einen Dichtungsaufnahme der Lageranordnung gegeben ist.To A preferred embodiment of the invention provides that the first channel section through two associated components is formed of a thermal insulating material. Such insulating materials have a very low thermal conductivity and allow the heat to dissipate in the direction along the at least one seal receiving bearing assembly along the pipe penetration is kept low and beyond, that a high temperature gradient between the the pipe feedthrough flowing through the working medium and the second channel section in the region of the at least one seal receptacle of the bearing arrangement given is.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der zweite Kanalabschnitt koaxial zur Rohrdurchführung verlaufend und durch den ersten Kanalabschnitt oder durch die zumindest eine Komponente aus Isolierwerkstoff getrennt zur Rohrdurchführung vorgesehen. Diese in radialer Richtung erfolgende räumliche Trennung des zweiten Kanalabschnitts zur Rohrdurchführung durch den ersten Kanalabschnitt, der sich zumindest teilweise in axialer Erstreckungsrichtung als Trennschicht zwischen der Rohrdurchführung und dem zweiten Kanalabschnitt erstreckt, ermöglicht eine erhebliche Reduzierung der Temperatur des im zweiten Kanalabschnitt aufgestauten Arbeitsmediums.To a further advantageous embodiment of the invention is the second channel section extending coaxially to the pipe feedthrough and through the first channel portion or through the at least one component made of insulating material separately provided for pipe feedthrough. This spatial separation taking place in the radial direction of the second channel section for pipe penetration the first channel portion, at least partially in axial Extension direction as a separating layer between the pipe feedthrough and the second channel section, allows one significant reduction in the temperature of the dammed in the second channel section Working medium.

Bevorzugt ist die zumindest eine Komponente, welche aus einem Material mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit, insbesondere aus einem Isolierwerkstoff, besteht, unmittelbar an dem oder den jeweiligen Rohrenden vorgesehen und erstreckt sich vorzugsweise entlang der Rohrdurchführung. Dadurch kann eine thermische Kapselung des oder der Rohrenden ermöglicht werden, so dass die radial weiter außerhalb angeordnete Dichtung im zweiten Kanalabschnitt zur Rohrdurchführung nahezu entkoppelt werden kann.Preferably, the at least one component, which consists of a material with a low thermal conductivity, in particular of an insulating material, provided directly on the or the respective pipe ends and preferably extends along the pipe duct. As a result, a thermal encapsulation of the or Pipe ends are made possible, so that the seal arranged radially further outside can be almost decoupled in the second channel section to the pipe feedthrough.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Komponente aus einer geringeren Wärmeleitfähigkeit, insbesondere aus einem Isolierwerkstoff, eine Wärmeleitfähigkeit von wenigstens 0,8 W/mK aufweist und vorzugsweise aus einem Glimmerkompositwerkstoff, Glas, Keramik oder einem daraus erfolgenden Verbundwerkstoff hergestellt ist. Dadurch können insbesondere die hohen Temperaturen des Arbeitsmediums wirksam isoliert werden.A preferred embodiment of the invention provides that the component from a lower thermal conductivity, in particular made of an insulating material, a thermal conductivity of at least 0.8 W / mK and preferably of a mica composite material, Glass, ceramic or a resulting composite material is. This allows in particular the high temperatures be effectively isolated from the working medium.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an oder nahe dem jeweiligen Rohrende ein drehfest angeordneter Flansch vorgesehen und an einem der beiden Flansche die Außenführung der Lageranordnung und an dem anderen Flansch die Innenführung der Lageranordnung jeweils vorzugsweise unter Zwischenschaltung eines Isolierringes drehfest angeordnet. Dadurch kann die Lageranordnung mit der radial gegenüber der Rohrdurchführung außenliegenden Dichtung wärmeentkoppelt aufgenommen werden. Insbesondere durch die Zwischenschaltung eines Isolatorringes zwischen den Flanschen und der Lageranordnung kann eine Wärmeübertragung von den aufgeheizten Flanschen auf die Lageranordnung verhindert werden, so dass keine Wärmebrücke gebildet wird.To a further advantageous embodiment of the invention is attached or provided near the respective pipe end a rotationally fixed flange and on one of the two flanges the outer guide the bearing assembly and on the other flange, the inner guide the bearing assembly in each case preferably with interposition an insulating ring arranged rotatably. This allows the bearing assembly with the radial opposite the pipe duct outer seal heat-absorbed become. In particular, by the interposition of an insulator ring between the flanges and the bearing assembly can be a heat transfer prevented by the heated flanges on the bearing assembly be so that no thermal bridge is formed.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Innenführung der Lageranordnung eine Außenmantelfläche aufweist, an der die zumindest eine Dichtung angreift, welche von zumindest einem ringförmigen Aufnahmeelement, das am Innenumfang der Außenführung anordenbar ist, aufgenommen wird. Das ringförmige Aufnahmeelement für die Dichtung kann beispielsweise austauschbar am Innenumfang der Außenführung anordenbar sein. Dadurch kann anwendungsspezifisch eine einfache und schnelle Anpassung zur Aufnahme von verschiedenen Dichtungen vorgesehen sein. Alternativ ist ebenso denkbar, dass das zumindest eine ringförmige Aufnahmeelement zur Aufnahme des zumindest einen Dichtungselementes an der Außenmantelfläche der Innenführung vorgesehen ist, so dass die Dichtung an einem Innenumfang der Außenführung angreift.To a further preferred embodiment of the invention is provided that the inner guide of the bearing assembly has an outer circumferential surface at which engages the at least one seal, which of at least one annular receiving element on the inner circumference the outer guide can be arranged, is recorded. The annular receiving element for the seal can, for example, interchangeable on the inner circumference of the outer guide be arranged. This allows application-specific a simple and quick adaptation to accommodate different seals be. Alternatively, it is also conceivable that the at least one annular Receiving element for receiving the at least one sealing element provided on the outer circumferential surface of the inner guide is so that the seal on an inner circumference of the outer guide attacks.

An der Innenführung der Lageranordnung ist bevorzugt eine Lagerglocke drehfest angeordnet, welche in axialer Richtung lagefixiert und/oder in radialer Richtung drehbar die Außenführung zur Innenführung lagert. Durch diese Lagerglocke kann somit erzielt werden, dass bei einer entstehenden Gesamtaufheizung der Drehdurchführung die Innen- und Außenführung der Lageranordnung relativ zueinander in ihrer Position gehalten werden, so dass die dazwischen liegende und durch die Innen- und Außenführung gebildete Trennstelle beziehungsweise Trennspalt quasi konstant bleibt und eine sichere Abdichtung durch die zumindest eine Dichtung am Ende des zweiten Kanalabschnittes erhalten bleibt.At the inner guide of the bearing assembly is preferably one Bearing bell rotatably disposed, which is fixed in position in the axial direction and / or in the radial direction rotatable the outer guide stores to the inner guide. By this bearing bell can thus be achieved be that at a resulting overall heating of the rotary feedthrough the inner and outer guide of the bearing assembly be held in position relative to each other so that the in between lying and through the inner and outer guide formed separation point or separation gap quasi constant remains and a secure seal through the at least one seal is preserved at the end of the second channel section.

Die Lagerglocke weist bevorzugt zumindest eine radial die Rohrdurchführung umgebende Stützfläche auf, die sich an einer radial erstreckenden Außenumfangsfläche der Außenführung abstützt und vorzugsweise als Gleitlager ausgebildet ist. Dadurch wird einer Aufweitung eines Spaltes zwischen der Innen- und Außenführung aufgrund der Erwärmung der Drehdurchführung durch die Lagerglocke entgegengewirkt, so dass die zumindest eine Dichtung nahezu unter konstanten Bedingungen an der Außenmantelfläche der Innenführung anliegt und dichtet. In einer Ausführungsform kann die Außenumfangsfläche der Außenführung unmittelbar an der Stützfläche der Lagerglocke angreifen. In einer weiteren Ausführungsform kann ein Gleitlager bevorzugt mit einer Lagerhülse und eine Lagerbuchse vorgesehen sein, die aus einer metallischen Gleitlagerpaarung bestehen, wie beispielsweise aus Bronze.The Bearing bell preferably has at least one radially the pipe leadthrough surrounding support surface, which is located at a radial extending outer peripheral surface of the outer guide supports and is preferably designed as a sliding bearing. This will cause a widening of a gap between the inner and outdoor guidance due to heating the rotary feedthrough counteracted by the bearing bell, so that the at least one seal is almost under constant conditions on the outer circumferential surface of the inner guide abuts and seals. In one embodiment, the Outer peripheral surface of the outer guide directly on the support surface of the bearing bell attack. In a further embodiment, a sliding bearing preferably provided with a bearing sleeve and a bearing bush be, which consist of a metallic bearing pair, such as for example, made of bronze.

Die Lagerglocke weist bevorzugt zumindest eine in axialer Richtung wirkende Abstützfläche auf, die in radialer Richtung drehbar zur Gegenfläche an der Innenführung gelagert ist. Durch diese Anordnung wird bewirkt, dass ein Flanschring der Außenführung in einem radial umlaufenden Spalt geführt wird, der durch einen Flanschring der Innenführung und die Lagerglocke gebildet wird. Eine Aufweitung des zwischen der Innenführung und der Außenführung gebildeten radial umlaufenden Spalts wird durch die mit der Innenführung verbundene Lagerglocke verhindert, da diese dem Spalt gegenüberliegend auf die Außenführung wirkt.The Bearing bell preferably has at least one acting in the axial direction Support surface, which is rotatable in the radial direction is mounted to the counter surface on the inner guide. By this arrangement causes a flange of the outer guide is guided in a radially circumferential gap passing through a flange of the inner guide and the bearing bell is formed. An expansion of the between the inner guide and the outer guide formed radially encircling Gaps are prevented by the bearing bell connected to the inner guide, because this is the gap opposite to the outer guide acts.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Lagerglocke ist vorgesehen, dass deren Abstützfläche durch zumindest ein Wälzlager gebildet ist und die Lauffläche des äußeren Lagerringes an der Gegenfläche der Außenführung abrollt. Dadurch kann in kostengünstiger Weise eine Abstützung mit gleichzeitig geringer Reibkraft erzielt werden, die eine Verdrehung der Innenführung zur Außenführung nahezu nicht beeinflusst.To a further preferred embodiment of the bearing bell is provided that their support surface by at least one rolling bearing is formed and the tread of the outer Bearing ring on the opposite surface of the outer guide rolls. This can be in a cost effective way a support can be achieved with low frictional force, the one twist the inner guide to the outer guide almost unaffected.

Bevorzugt sind mehrere Wälzlager gleichmäßig über den Umfang verteilt von der Lagerglocke aufgenommen. Die Rotationsachsen der Wälzlager stehen rechtwinklig zur gemeinsamen Längsachsen der Rohrenden der Rohre, welche die Rohrdurchführung bilden. Diese Wälzlager sind bevorzugt austauschbar über einen Lagerbolzen in der Lagerglocke lagegesichert und fixiert. Die Wälzlager können als Rollenlager ausgebildet sein.Prefers Are more rolling bearings evenly over the circumference distributed by the bearing bell added. The rotation axes the bearings are perpendicular to the common longitudinal axes of the Pipe ends of the pipes forming the pipe duct. These bearings are preferably exchangeable over a bearing pin in the bearing bell position secured and fixed. The rolling bearings can be designed as roller bearings be.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Kanalabschnitt sich radial zwischen zwei Komponenten, insbesondere Distanzringen, nach außen erstreckt und in zumindest einen zweiten Kanalabschnitt übergeht, der koaxial zur Rohrdurchführung verläuft. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine einfache geometrische Anordnung zur Ausgestaltung einer Drehdurchführung. Dadurch können zwei drehbar zueinander angeordnete Bauteile, insbesondere eine Innen- und Außenführung, als Lageranordnung relativ zueinander verdrehbar angeordnet werden, um den zweiten Kanalabschnitt auszubilden und zwischen der Innenführung und der Rohrdurchführung eine Isolierung vorzusehen, um eine hohe Temperaturabsenkung für die radial außen liegende zumindest eine Dichtung zu erzielen.To A preferred embodiment of the invention provides that the first channel section extending radially between two components, in particular spacers, extending outwards and in at least a second channel section merges, the coaxial runs to the pipe feedthrough. This embodiment allows a simple geometric arrangement for the design a rotary union. This allows two rotatable mutually arranged components, in particular an inner and outer guide, be arranged as a bearing assembly rotatable relative to each other, to form the second channel section and between the inner guide and the pipe lead-through to provide insulation to a high temperature drop for the radially outside at least one seal to achieve lying.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Innen- und Außenführung der Lageranordnung einen Teil eines geschlossenen Gehäuses für die Rohrdurchführung bilden. Dadurch kann eine Reduzierung der Bauteile und abzudichtenden Schnittstellen erzielt werden, wodurch zum einen die Baukosten und zum anderen die Anzahl der Schnittstellen, die die Gefahr der Verschmutzung mit sich bringen, reduziert werden können.To a further preferred embodiment of the invention is provided that the inner and outer guide of the bearing assembly a part of a closed housing for the Form pipe passage. This can be a reduction the components and the interfaces to be sealed are achieved, whereby on the one hand the construction costs and on the other hand the number of interfaces, reduce the risk of pollution can.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das zum Einsatz gelangende Arbeitsmedium für eine Solarthermieanlage einen niederen Wärmeleitwert aufweist. Durch diese Auswahl des Arbeitsmediums wird des Weiteren bei der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform, bei der das Arbeitsmedium in einem an die Rohrdurchführung angrenzenden Hohlraum vorgesehen ist, selbst eine Isolation bewirkt. Bei der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform, bei der das Arbeitsmedium quasi ruhend in dem ersten Kanalabschnitt vorgesehen ist, wirkt dieses als zusätzliche Isolationsschicht, insbesondere dann, wenn der erste Kanalabschnitt eine weitere räumliche Trennung zwischen dem zweiten Kanalabschnitt und der Rohrdurchführung vorsieht und dementsprechend ausgerichtet und geführt ist.To a further preferred embodiment of the invention is provided that the used working medium for a Solar thermal system has a low thermal conductivity. By this selection of the working medium is further at the first according to the invention embodiment the working medium in one to the pipe feedthrough adjacent cavity is provided, even an isolation causes. In the second embodiment of the invention, in which the working medium quasi resting in the first channel section is provided, this acts as an additional insulation layer, in particular when the first channel section is a further spatial separation between the second channel section and the pipe duct provides and is accordingly aligned and managed.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:The Invention and further advantageous embodiments and developments thereof are described below with reference to the in The examples shown in the drawings described in more detail and explained. The description and the drawings Features to be taken can be individually or individually applied to several in any combination according to the invention become. Show it:

1 eine schematische Schnittdarstellung einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform der Drehdurchführung, 1 a schematic sectional view of a first embodiment of the rotary feedthrough according to the invention,

2 eine perspektivische Ansicht auf die Drehdurchführung gemäß 1, 2 a perspective view of the rotary feedthrough according to 1 .

3 eine schematische Schnittdarstellung einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Drehdurchführung, 3 a schematic sectional view of another alternative embodiment of the rotary feedthrough,

4 eine weitere schematische Schnittdarstellung der Drehdurchführung gemäß 3 und 4 a further schematic sectional view of the rotary feedthrough according to 3 and

5 eine schematische Schnittdarstellung einer alternativen Ausführungsform der Drehdurchführung zu 3. 5 a schematic sectional view of an alternative embodiment of the rotary feedthrough to 3 ,

In 1 ist eine erste Ausführungsform einer Drehdurchführung 11 im Vollquerschnitt dargestellt. Eine perspektivische Ansicht dieser Drehdurchführung ist aus 2 ersichtlich. Durch die Drehdurchführung 11 wird ein erstes Rohr 12 mit einem Rohrende 14 zu einem zweiten Rohr 15 mit einem Rohrende 16 unter Bildung einer Trennstelle 18 positioniert, wobei die beiden Rohre 12, 16 bevorzugt in einer gemeinsamen Längsachse rotierbar zueinander gelagert sind. Das erste und zweite Rohr 12, 16 bilden innerhalb eines Gehäuses 21 der Drehaufnahme 11 eine Rohrdurchführung 22. Das Gehäuse 21 umfasst eine Lageranord nung 24 mit einer Innenführung 25 und einer relativ dazu in radialer Richtung drehbar angeordneten Außenführung 26. In axialer Richtung gesehen ist die Innenführung 25 zur Außenführung 26 über das Gehäuse 21 in axialer Richtung lagefixiert. Zwischen der Innenführung 25 und Außenführung 26 ist ein Wälzlager 28 vorgesehen, welches bei diesem Ausführungsbeispiel als Rollenlager ausgebildet ist, das Rollen gegenüber der Normalen mit einem Winkel von 45° aufweist. Ein solches Wälzlager 28 kann auch durch mehrere einzelne Lager ersetzt werden.In 1 is a first embodiment of a rotary feedthrough 11 shown in solid cross section. A perspective view of this rotary feedthrough is off 2 seen. Through the rotary feedthrough 11 becomes a first pipe 12 with a pipe end 14 to a second pipe 15 with a pipe end 16 forming a separation point 18 positioned, with the two tubes 12 . 16 are preferably rotatably mounted to each other in a common longitudinal axis. The first and second pipe 12 . 16 form inside a housing 21 the rotation recording 11 a pipe feedthrough 22 , The housing 21 includes a Lageranord statement 24 with an interior guide 25 and an outer guide rotatable relative thereto in the radial direction 26 , Seen in the axial direction is the inner guide 25 to the outside guide 26 over the housing 21 Position-fixed in the axial direction. Between the inner guide 25 and outdoor tour 26 is a rolling bearing 28 provided, which is formed in this embodiment as a roller bearing having rollers relative to the normal at an angle of 45 °. Such a rolling bearing 28 can also be replaced by several individual bearings.

Die Innen- und Außenführung 25, 26 sind jeweils durch eine Komponente 30 mit Abstand zum ersten und zweiten Rohr 12, 16 angeordnet. Diese Komponente 30 ist aus einem Material hergestellt, welches eine geringere Wärmeleitfähigkeit gegenüber dem Material aufweist, aus welchem die Innen- und Außenführung 25, 26 gebildet ist. Bevorzugt ist die Komponente 30 aus einem Isolierwerkstoff ausgebildet. Die Komponente 30 kann als Hülse ausgebildet sein, so dass diese unmittelbar auf das jeweilige Rohrende 14, 16 aufsteckbar ist, um anschließend jeweils die Innen- und Außenführung 25, 26 darauf anzubringen. Alternativ kann, wie dies in 1 dargestellt ist, vorgesehen sein, dass die Komponente 30 mehrteilig ausgebildet ist und beispielsweise zwei Distanzringe 31 aufweist, zwischen denen ein Isoliermaterial 32 eingebracht ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Distanzringe 31 als Keramikscheiben ausgebildet sind und in dem Zwischenraum ein Isoliermaterial 31, wie beispielsweise Glaswolle, Steinwolle oder dergleichen, eingebracht wird. Bei dieser Ausführungsform gemäß 1 sind die Distanzringe 31 durch eine Klebeverbindung mit dem ersten und zweiten Rohr 12, 16 verbunden, und dazwischen liegend wird das Isoliermaterial 32 aufgenommen. Bei dieser Anordnung ist bevorzugt vorgesehen, dass die Klebeverbindung gleichzeitig einen Toleranzausgleich aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnungen ermöglicht. Alternativ zur Ausgestaltung einer Klebeverbindung zwischen den Komponenten 30 und den Rohren 12, 16 kann auch eine Flanschverbindung vorgesehen sein.The inner and outer guide 25 . 26 are each by a component 30 with distance to the first and second pipe 12 . 16 arranged. This component 30 is made of a material which has a lower thermal conductivity compared to the material of which the inner and outer guide 25 . 26 is formed. The component is preferred 30 formed of an insulating material. The component 30 may be formed as a sleeve, so that they directly to the respective pipe end 14 . 16 can be plugged to then each of the inner and outer guide 25 . 26 to install on it. Alternatively, as in 1 is provided, that the component 30 is formed in several parts and, for example, two spacers 31 between which an insulating material 32 is introduced. It can be provided that the spacers 31 are formed as ceramic discs and in the space an insulating material 31 , such as glass wool, rock wool or the like, is introduced. At this Embodiment according to 1 are the spacer rings 31 by an adhesive bond with the first and second tubes 12 . 16 connected, and in between is the insulating material 32 added. In this arrangement, it is preferably provided that the adhesive connection simultaneously enables a tolerance compensation due to different thermal expansions. Alternatively to the embodiment of an adhesive connection between the components 30 and the pipes 12 . 16 can also be provided a flange connection.

Die zwei an der Trennstelle 18 aneinandergrenzenden Komponenten 30, insbesondere Distanzringe 31, bilden einen ersten Kanalabschnitt 33 eines Dichtungskanales 34, der sich von der Trennstelle 18 radial nach außen erstreckt und als ring- oder scheibenförmiger Spalt zwischen den Komponenten 30 beziehungsweise Distanzringen 31 ausgebildet ist. Zwischen der Innenführung 25 und der Außenführung 26 ist zumindest ein zweiter Kanalabschnitt 35 als Teil des Dichtungskanals 34 vorgesehen, der sich vorzugsweise koaxial zur Rohrdurchführung 22 erstreckt. Am Ende des zweiten Kanalabschnittes 35 ist zumindest eine Dichtung 36 vorgesehen, die den Dichtungskanal 34 ausgehend von der Trennstelle 18 begrenzt. Die Innen- und Außenführung 25, 26 der Lageranordnung 24 sind aus einem Material ausgebildet, welches gegenüber der Komponente 30 eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist. Dadurch kann aufgrund dieser Anordnung folgender Effekt erzielt werden:
Nach dem einmaligen Auffüllen oder Fluten des Dichtungskanals 34 mit einem Arbeitsmedium, welches zu Prozessbeginn zumeist in kaltem Zustand vorliegt, erfolgt keine Zirkulation des Arbeitsmediums in dem Dichtungskanal 34 mehr. Das durch die Sonnenstrahlung aufgeheizte Arbeitsmedium durchströmt die Rohrdurchführung 22. Durch die die Rohrdurchführung 22 umgebende Komponente 30 wird eine Wärmeisolierung erzielt, so dass eine Wärmeabschirmung der Rohrdurchführung 22 gegenüber der radial mit Abstand zur Rohrdurchführung 22 angeordneten Dichtung 36 gegeben ist. Durch die Komponente 30 kann also eine thermische Entkopplung der Rohrdurchführung 22 zur Dichtung 36 erfolgen. Darüber hinaus wird durch das quasi ruhende Arbeitsmedium im Dichtungskanal 34 sichergestellt, dass ein heißes Arbeitsmedium nicht bis zur Dichtung 36 gelangt. Durch die Ausgestaltung der Lageranordnung 24 mit einer Innen- und Außenführung 25, 26 aus einem Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit wird darüber hinaus erzielt, dass auftretende Wärme unmittelbar durch die Innen- und Außenführung 25, 26 wiederum an die Umgebung abgeleitet wird, so dass die tatsächlich herrschende Temperatur im Bereich der Dichtung 36 trotz eines Arbeitsmediums, welches eine Temperatur von mehr als 400°C umfassen kann, auf weniger als 150°C, insbesondere weniger als 120°C, herabgesenkt werden kann. Durch diese Anordnung wird der Einsatz von handelsüblichen thermoplastischen Dichtungen 36 am Ende des Dichtungskanals 34 ermöglicht.The two at the separation point 18 contiguous components 30 , in particular spacers 31 , form a first channel section 33 a sealing channel 34 that is from the separation point 18 extends radially outward and as a ring or disc-shaped gap between the components 30 or spacer rings 31 is trained. Between the inner guide 25 and the outside guide 26 is at least a second channel section 35 as part of the sealing channel 34 provided, which is preferably coaxial with the pipe feedthrough 22 extends. At the end of the second channel section 35 is at least a seal 36 provided that the sealing channel 34 starting from the separation point 18 limited. The inner and outer guide 25 . 26 the bearing arrangement 24 are formed of a material which faces the component 30 has a higher thermal conductivity. As a result, the following effect can be achieved due to this arrangement:
After the single filling or flooding of the sealing channel 34 with a working medium, which is usually in cold condition at the beginning of the process, there is no circulation of the working medium in the sealing channel 34 more. The heated by the solar radiation working medium flows through the pipe feedthrough 22 , Through the pipe feedthrough 22 surrounding component 30 a heat insulation is achieved, so that a heat shield of the pipe duct 22 opposite to the radial distance from the pipe feedthrough 22 arranged seal 36 given is. Through the component 30 So can a thermal decoupling of the pipe feedthrough 22 to the seal 36 respectively. In addition, the quasi-stationary working medium in the sealing channel 34 Ensure that a hot working fluid is not up to the seal 36 arrives. Due to the design of the bearing assembly 24 with an inside and outside guide 25 . 26 From a material with a high thermal conductivity is also achieved that occurring heat directly through the inner and outer guide 25 . 26 in turn, is derived to the environment, so that the actual prevailing temperature in the area of the seal 36 despite a working medium, which may include a temperature of more than 400 ° C, to less than 150 ° C, in particular less than 120 ° C, can be lowered. By this arrangement, the use of commercially available thermoplastic seals 36 at the end of the sealing channel 34 allows.

Diese erfindungsgemäße Ausführungsform umfasst eine kompakte Anordnung mit kleinen räumlichen Abmessungen, die einen Austausch von bislang angesetzten Drehdurchführungen bei Solarthermieanlagen ermöglicht. Diese kompakte Anordnung mit einem geschlossenen Gehäuse 21 geht insbesondere aus 2 hervor.This embodiment of the invention comprises a compact arrangement with small spatial dimensions, which allows an exchange of hitherto scheduled rotary joints in solar thermal systems. This compact arrangement with a closed housing 21 goes out in particular 2 out.

In 3 ist eine schematische Schnittdarstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Drehdurchführung 11 dargestellt, welche in der Wirkungsweise analog zu der Ausführungsform in 1 aufgebaut ist, jedoch einen alternativen konstruktiven Aufbau zeigt.In 3 is a schematic sectional view of another embodiment of the rotary feedthrough according to the invention 11 represented in the manner of operation analogous to the embodiment in 1 is constructed, however, shows an alternative structural design.

Diese Drehdurchführung 11 umfasst einen Flansch 41, welcher am Rohr 12 befestigt ist. An diesem Flansch 41 ist das Rohrende 14 befestigt, welches sich innerhalb der Durchführung 11 bis zur Trennstelle 18 erstreckt. Der Trennstelle 18 zugeordnet ist ein zweiter Flansch 42, der an dem Rohr 15 angreift und das Rohrende 16 zum Rohrende 14 positioniert. Die dazwischenliegende Trennstelle 18 ist beispielsweise als geringer Ringspalt ausgebildet. Zwischen den beiden Flanschen 41, 42 ist eine Lageranordnung 24 vorgesehen, welche sich vollständig um die Rohrdurchführung 22 erstreckt. Die Lageranordnung 24 umfasst eine Außenführung 26, die über einen Isolatorring 45 am Flansch 41 drehfest aufgenommen ist. Des Weiteren umfasst die Lageranordnung 24 eine radial drehbar zur Außenführung 26 angeordnete Innenführung 25, die wiederum über einen Isolatorring 45 zum Flansch 42 drehfest verbunden ist. Somit ist die Innenführung 25 relativ zur Außenführung 26 radial verdrehbar angeordnet, um die Rohre 12, 16 relativ zueinander drehbar anzuordnen und durch zumindest eine dazwischen angeordnete Dichtung 36 abzudichten. Die Drehdurchführung 11 ist dabei ohne Umfangswinkelbeschränkung in die eine als auch in die andere Richtung drehbar.This rotary union 11 includes a flange 41 , which on the pipe 12 is attached. At this flange 41 is the pipe end 14 attached, which is within the passage 11 until the separation point 18 extends. The separation point 18 assigned is a second flange 42 who is attached to the pipe 15 attacks and the pipe end 16 to the end of the pipe 14 positioned. The intermediate separation point 18 is designed for example as a small annular gap. Between the two flanges 41 . 42 is a bearing arrangement 24 provided, which completely around the pipe feedthrough 22 extends. The bearing arrangement 24 includes an external guide 26 passing over an insulator ring 45 on the flange 41 is received rotatably. Furthermore, the bearing arrangement comprises 24 a radially rotatable to the outer guide 26 arranged inner guide 25 , in turn, via an insulator ring 45 to the flange 42 rotatably connected. Thus, the inner guide 25 relative to the outer guide 26 arranged radially rotatable around the tubes 12 . 16 rotatable relative to each other and by at least one interposed seal 36 seal. The rotary feedthrough 11 is rotatable without circumferential angle restriction in one direction and in the other direction.

Die Befestigung der Außenführung 26 zum Flansch 41 ist in Bezug auf den Isolatorring 45 als eine mediumdichte Anordnung vorgesehen. Analoges gilt für den Isolatorring 45 zwischen dem Flansch 42 und der Innenführung 25. Deshalb wird durch den Flansch 41, den Isolatorring 45, die Außenführung 26, die Innenführung 25, den weiteren Isolatorring 45 und den Flansch 42 ein nach außen geschlossener ringförmiger Hohlraum 48 geschaffen, der die Rohrdurchführung 22 umgibt.The attachment of the outer guide 26 to the flange 41 is in relation to the insulator ring 45 provided as a medium-tight arrangement. The same applies to the isolator ring 45 between the flange 42 and the inside guide 25 , That is why through the flange 41 , the insulator ring 45 , the outdoor tour 26 , the inside guide 25 , the other insulator ring 45 and the flange 42 an outwardly closed annular cavity 48 created the pipe feedthrough 22 surrounds.

Zur weiteren Vermeidung einer Wärmebrücke greift das zumindest eine Befestigungselement 49, welches den Flansch 41 und die Außenführung 26 drehfest aufnimmt, unter Zwischenschaltung eines thermischen Isolierelementes 50 an dem Flansch 41 an. Analoges gilt für die Befestigung der Innenführung 25 am Flansch 42.To further avoid a thermal bridge engages the at least one fastener 49 which the flange 41 and the outside guide 26 rotatably receives, with interposition egg nes thermal insulation element 50 on the flange 41 at. The same applies to the attachment of the inner guide 25 on the flange 42 ,

Die Innenführung 25 weist einen Hülsenabschnitt 52 auf, der eine Außenmantelfläche 53 umfasst und an der zumindest eine Dichtung 36 anliegt. Diese zumindest eine Dichtung 36 ist durch ein Aufnahmeelement 54 in axialer und/oder radialer Richtung gesichert aufgenommen. Dieses Aufnahmeelement 54 ist austauschbar an der Außenführung 26 vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel sind beispielsweise zwei in Reihe hintereinander angeordnete Dichtungen 36 vorgesehen, um eine erhöhte Sicherheit für die Dichtigkeit zu gewährleisten. Die Außenführung 26 umgibt den Hülsenabschnitt 52. Dazwischenliegend ist der zweite Kanalabschnitt 35 gebildet, der durch die Dichtung 36 begrenzt wird. Der zumindest eine erste Kanalabschnitt 33, der in den zweiten Kanalabschnitt 35 übergeht, erstreckt sich zwischen dem zweiten Kanalabschnitt 35 und der Trennstelle 18. Dabei ist in dem Hohlraum 48 eine Komponente 30 eingebracht, die derart an eine Kontur des Hohlraumes 48 angepasst ist, dass ein schmaler Spalt entsteht.The inner guide 25 has a sleeve section 52 on, which has an outer surface 53 includes and on the at least one seal 36 is applied. This at least one seal 36 is through a receiving element 54 recorded secured in the axial and / or radial direction. This receiving element 54 is interchangeable with the outer guide 26 intended. In the exemplary embodiment, for example, two in series successively arranged seals 36 provided to ensure increased safety for the tightness. The exterior guide 26 surrounds the sleeve section 52 , In between is the second channel section 35 formed by the seal 36 is limited. The at least one first channel section 33 in the second channel section 35 goes over, extends between the second channel section 35 and the separation point 18 , It is in the cavity 48 a component 30 introduced in such a way to a contour of the cavity 48 adjusted so that a narrow gap is formed.

Somit erstreckt sich der Dichtungskanal 34 von der Trennstelle 18 aus in den ersten Kanalabschnitt 33 zumindest zwischen der Komponente 30 aus einem Isolierwerkstoff und dem Flansch 41, 42 sowie dem Isolatorring 45 und geht in einen koaxial zur Rohrdurchführung 22 verlaufenden Bereich über, der zwischen der Komponente 30 und einem Innenumfang 56 der Innenführung 25, insbesondere dem Hülsenabschnitt 52 der Innenführung 25, gebildet ist. Anschließend geht der erste Kanalabschnitt 33 in den zweiten Kanalabschnitt 35 über, der durch einen Spalt zwischen der Außenumfangsfläche 53 der Innenführung 25 und einem Innenumfang der Außenführung 26 gebildet ist.Thus, the sealing channel extends 34 from the separation point 18 out into the first channel section 33 at least between the component 30 made of an insulating material and the flange 41 . 42 and the isolator ring 45 and goes into a coaxial with the pipe feedthrough 22 extending area over that between the component 30 and an inner circumference 56 the inner guide 25 , in particular the sleeve section 52 the inner guide 25 , is formed. Then the first channel section goes 33 in the second channel section 35 over, passing through a gap between the outer peripheral surface 53 the inner guide 25 and an inner periphery of the outer guide 26 is formed.

Die Komponente 30 ist aus einem Isolierwerkstoff hergestellt. Hierbei kann in Analogie zur Ausführungsform in 1 eine Materialkombination eines Glimmerkomposits vorgesehen sein. Weitere keramische Materialien, Glasmaterialien oder daraus abgeleitete Verbundmaterialien können ebenfalls eingesetzt werden.The component 30 is made of an insulating material. In analogy to the embodiment in FIG 1 a material combination of a mica composite be provided. Other ceramic materials, glass materials or composite materials derived therefrom can also be used.

Durch diese Anordnung wird wiederum eine Isolierung der Rohrdurchführung 22 einerseits und eine thermische Entkopplung des zweiten Kanalabschnitts 33, insbesondere des parallel zwischen der Innenführung 25 und Außenführung 26 angeordneten zweiten Kanalabschnitt 35 andererseits, erzielt. Durch diese Aufteilung und zumindest abschnittsweise koaxiale Erstreckung des ersten und zweiten Kanalabschnittes 33, 35 und insbesondere durch die gefaltete Anordnung wird des Weiteren eine verbesserte Temperaturreduzierung erzielt, so dass die thermische Beanspruchung solcher Dichtungen 36 erheblich reduziert wird.By this arrangement, in turn, an insulation of the pipe feedthrough 22 on the one hand and a thermal decoupling of the second channel section 33 , in particular of the parallel between the inner guide 25 and outdoor tour 26 arranged second channel section 35 on the other hand, achieved. By this division and at least partially coaxial extension of the first and second channel section 33 . 35 and, in particular, the folded arrangement further achieves an improved temperature reduction, such that the thermal stress of such seals 36 is significantly reduced.

Die Lageranordnung 24, welche zumindest die Außenführung 26 und Innenführung 25 umfasst, ist aus einem wärmeleitfähigen Material beziehungsweise aus einem höher wärmeleitfähigen Material als die Komponente 30 ausgebildet. Dadurch kann gleichzeitig bewirkt werden, dass die von der Innen- und Außenführung 26, 46 aufgenommene Wärme nach außen abgeleitet wird. Diesbezüglich umfasst sowohl die Innen- als auch die Außenführung Flanschringe 57, 58, die sich radial nach außen erstrecken. Am radial äußeren Umfangsabschnitt des Flanschringes 57 der Innenführung 25 ist drehfest eine Lagerglocke 61 angeordnet, die als ring- oder hülsenförmiges Element ausgebildet ist und die Außenführung 26 radial im Wesentlichen vollständig umgibt. An einem Innenumfang 62 der Lagerglocke 61 ist eine Lagerhülse 63 vorgesehen, insbesondere eingepresst, die an einer Außenumfangsfläche 65 der Außenführung 26 angreift, die vorzugsweise durch eine austauschbar daran angeordnete oder verpresste Lagerbuchse 66 gebildet ist. Dadurch wird die Innenführung 25 aufgrund der festen Verbindung der Lagerglocke 61 zur Innenführung 25 in einem definierten Abstand zur Innenführung 44 gehalten, um eine dichte Anordnung des Dichtungskanals 34 zu ermöglichen. Dadurch wird quasi die Spaltbreite des zweiten Kanalabschnitts 35 konstant gehalten, so dass die zumindest eine Dichtung 36 immer unter gleichen Bedingungen an der Außenmantelfläche 53 der Innenführung 25 anliegt.The bearing arrangement 24 which at least the outside guide 26 and inside guide 25 is made of a thermally conductive material or of a material having a higher thermal conductivity than the component 30 educated. This can be done simultaneously, that of the inner and outer guide 26 . 46 absorbed heat is dissipated to the outside. In this regard, both the inner and outer guides comprise flange rings 57 . 58 that extend radially outward. At the radially outer peripheral portion of the flange ring 57 the inner guide 25 is rotatably a bearing bell 61 arranged, which is designed as a ring-shaped or sleeve-shaped element and the outer guide 26 radially substantially completely surrounds. On an inner circumference 62 the camp bell 61 is a bearing sleeve 63 provided, in particular pressed, on an outer peripheral surface 65 the outside guide 26 attacks, preferably by an interchangeably arranged or compressed bearing bush 66 is formed. This will make the inner guide 25 due to the fixed connection of the bearing bell 61 to the inside guide 25 at a defined distance from the inner guide 44 held to a tight arrangement of the sealing channel 34 to enable. As a result, the gap width of the second channel section becomes quasi 35 kept constant so that the at least one seal 36 always under the same conditions on the outer circumferential surface 53 the inner guide 25 is applied.

Die Lagerglocke 61 bewirkt eine analoge Positionierung der Außenführung 26 zur Innenführung 25 in axialer Richtung. Am Flanschring 58 der Innenführung 25 ist eine Lagerscheibe 67, vorzugsweise auswechselbar, vorgesehen. Diese Lagerscheibe 67 bildet eine Gegenfläche für eine Abstützfläche 68, die radial umlaufend an der Lagerglocke 61 vorgesehen ist und an der Lagerscheibe 67 angreift. In einem ersten Ausführungsbeispiel ist diese Abstützfläche 68 durch mehrere vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete Wälzlager 69, insbesondere Rollenlager 69, ausgebildet, welche durch einen Lagerbolzen 71 vorzugsweise austauschbar an der Lagerglocke 61 fixiert gehalten werden. Dies geht insbesondere aus 4 hervor. Eine Drehachse 72 der Wälzlager 69 ist senkrecht zur Längsachse der Rohrdurchführung 22 ausgerichtet. Durch diese Ausgestaltung kann während einer Verdrehung der Rohre 12, 16 zueinander ein Abrollen der Wälzlager 69 beziehungsweise deren Abstützfläche 68 an der Gegenfläche der Lagerscheibe 67 erfolgen. Dies bewirkt, dass eine Vergrößerung eines Spaltes 59 zwischen dem Flanschring 57, 58 verhindert wird.The camp bell 61 causes an analog positioning of the outer guide 26 to the inside guide 25 in the axial direction. At the flange ring 58 the inner guide 25 is a bearing disc 67 , preferably interchangeable provided. This bearing disc 67 forms a counter surface for a support surface 68 , the radially encircling the bearing bell 61 is provided and on the bearing disc 67 attacks. In a first embodiment, this support surface 68 by a plurality of rolling bearings preferably distributed uniformly over the circumference 69 , in particular roller bearings 69 formed by a bearing pin 71 preferably exchangeable on the bearing bell 61 be kept fixed. This is especially the case 4 out. A rotation axis 72 the rolling bearing 69 is perpendicular to the longitudinal axis of the pipe feedthrough 22 aligned. By this configuration, during a rotation of the tubes 12 . 16 to one another rolling the bearings 69 or their support surface 68 on the opposite surface of the bearing disc 67 respectively. This causes an enlargement of a gap 59 between the flange ring 57 . 58 is prevented.

Die vorstehende Drehdurchführung 11 ist somit prinzipiell aus zwei Hauptbaugruppen aufgebaut. Die erste Hauptbaugruppe umfasst das erste Rohr 12, den Flansch 41, den Isolatorring 45, die Außenführung 26 der Lageranordnung 24 sowie die zumindest eine Dichtung 36 und die dazugehörigen Aufnahmeelemente 54. Die zweite Hauptbaugruppe umfasst das zweite Rohr 15, den Flansch 42, die Innenführung 25 der Lageranordnung 24 sowie den dazwischen angeordneten Isolatorring 45 sowie die an der Innenführung 25 angeordnete Lagerglocke 61 mit den in axialer und radialer Richtung wirkenden Stützflächen.The above rotary feedthrough 11 is thus basically made up of two main modules. The first main assembly includes the first tube 12 , the flange 41 , the insulator ring 45 , the outdoor tour 26 the bearing arrangement 24 as well as the at least one seal 36 and the associated recording elements 54 , The second main assembly includes the second tube 15 , the flange 42 , the inside guide 25 the bearing arrangement 24 and the interposed insulator ring 45 as well as on the inner guide 25 arranged bearing bell 61 with the support surfaces acting in the axial and radial directions.

In 5 ist eine alternative Ausführungsform zu 4 dargestellt. Diese alternative Ausführungsform weicht dahingehend von der Ausführungsformen in den 3 und 4 ab, dass die Komponente 30 nicht eingesetzt ist. Der Hohlraum 48 wird nicht – auch nicht teilweise – mit einer Komponente 30 gefüllt. Vielmehr ist vorgesehen, dass das Medium in diesem Hohlraum 48 aufgestaut wird und dass dieser Hohlraum 48 den ersten Kanalabschnitt 33 des Dichtungskanals 34 bis zur zumindest einen Dichtung 36 bildet. Aufgrund des bevorzugten Einsatzes des Arbeitsmediums, welches eine niedrige Wärmeleitfähigkeit aufweist, dient das Arbeitsmedium selbst quasi als Isolierwerkstoff. Dadurch kann wiederum die thermische Trennung zwischen der Rohrdurchführung 22 und der zumindest einen Dichtung 36 beziehungsweise dem zweiten Kanalabschnitt 35 erzielt werden. Im Übrigen gelten die Ausführungen zu den 3 und 4 für die Ausführungsform gemäß 5.In 5 is an alternative embodiment to 4 shown. This alternative embodiment differs from the embodiments in FIGS 3 and 4 that off the component 30 is not used. The cavity 48 is not - even partially - with a component 30 filled. Rather, it is provided that the medium in this cavity 48 is dammed and that this cavity 48 the first channel section 33 of the sealing channel 34 until at least one seal 36 forms. Due to the preferred use of the working medium, which has a low thermal conductivity, the working medium itself serves as an insulating material. This in turn allows the thermal separation between the pipe feedthrough 22 and the at least one seal 36 or the second channel section 35 be achieved. Incidentally, the comments on the 3 and 4 for the embodiment according to 5 ,

Die vorbeschriebenen Ausführungsformen der Drehdurchführungen 11 ermöglichen eine leckagearme Anordnung, die bis zu einem Druck von 60 bar standhalten und die Aufheizung des Arbeitsmediums auf eine Temperatur von über 400°C ermöglichen, wobei trotz der hohen Temperaturen des Arbeitsmediums handelsübliche Dichtungen eingesetzt werden können und die Drehdurchführung 11 zuverlässig betrieben werden kann, die eine Temperaturreduzierung im Bereich der Dichtung 36 auf weniger als 105°C erzielen. Durch die Auswahl des Materials für die Komponente 30 beziehungsweise des Arbeitsmediums kann eine Optimierung der Wärmeabschirmung zwischen der Rohrdurchführung 22 und der Dichtung 36 erfolgen.The above-described embodiments of the rotary unions 11 allow a low-leakage arrangement that withstand up to a pressure of 60 bar and allow the heating of the working fluid to a temperature of about 400 ° C, in spite of the high temperatures of the working medium commercially available seals can be used and the rotary feedthrough 11 Can be reliably operated, reducing the temperature in the gasket 36 to less than 105 ° C. By selecting the material for the component 30 or the working medium can optimize the heat shield between the pipe feedthrough 22 and the seal 36 respectively.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- WO 2007/071047 A1 [0002]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

- Fraunhofer TEG Annual Report 2007 [0007]

Claims

Rotary feedthrough, in particular for a liquid working medium, which has a pipe end ( 14 ) of a first tube ( 12 ) with another pipe end ( 16 ) of another tube ( 15 ) as a pipe feedthrough ( 22 ) and relative to a common longitudinal axis rotatably receives, with a sealing channel ( 34 ) extending from a separation point ( 18 ) between the two pipe ends ( 14 . 16 ) extends at least partially radially and away from the separation point ( 18 ) at least one in the sealing channel ( 34 ) arranged seal, characterized in that the sealing channel ( 34 ) at least a first, with the separation point ( 18 ) related channel section ( 33 ) and at least a second, to the at least one seal ( 36 ) adjacent channel section ( 35 ), wherein the second channel section ( 35 ) by a bearing arrangement ( 24 ) with an inner guide ( 25 ) and an external guide ( 26 ), which are made of a thermal heat-conductive material and that the at least one first channel section ( 33 ) between the second channel section ( 35 ) and the pipe feedthrough ( 22 ) as a cavity ( 48 ) is formed or that the at least first channel section ( 33 ) at least between two components ( 30 ) extends from a material which opposite the second channel section ( 35 ) has a lower thermal conductivity.

Rotary feedthrough according to claim 1, characterized in that the first channel section ( 33 ) by at least two components ( 30 ) is formed of a thermal insulating material.

Rotary feedthrough according to claim 1 or 2, characterized in that the second channel section ( 35 ) coaxial with the pipe feedthrough ( 22 ) and through the first channel section ( 33 ) separated from the pipe feedthrough ( 22 ) or by at least one component ( 30 ) made of insulating material separated from the pipe feedthrough ( 22 ) is arranged.

Rotary feedthrough according to claim 3, characterized in that the component ( 30 ) of insulating material directly the pipe end or ends ( 14 . 16 ) and preferably along the pipe feedthrough ( 22 ).

Rotary feedthrough according to one of the preceding claims, characterized in that the component ( 30 ) of insulating material has a thermal conductivity of less than 0.8 W / mK and is preferably formed of a mica composite material, glass, ceramic or a composite material consisting thereof.

Rotary feedthrough according to one of the preceding claims, characterized in that at or near the respective pipe end ( 12 . 16 ) each rotatably a flange ( 41 . 42 ) and on one of the two flanges ( 41 ) the outer guide ( 26 ) and on the other flange ( 42 ) the inner guide ( 25 ) in each case preferably with the interposition of an insulator ring ( 45 ) is arranged rotationally fixed.

Rotary feedthrough according to claim 1, characterized in that the inner guide ( 25 ) an outer circumferential surface ( 53 ), at the at least one seal ( 36 ), which of at least one annular receiving element ( 54 ), which preferably on the inner circumference ( 56 ) of the outer guide ( 26 ) is locatable.

Rotary feedthrough according to claim 1, characterized in that on the inner guide ( 25 ) a bearing bell ( 61 ), which is fixed in position in the axial direction and / or rotatable in the radial direction, the outer guide ( 26 ) to the inner guide ( 25 ) stores.

Rotary feedthrough according to claim 8, characterized in that the bearing bell ( 61 ) at least one radially the pipe feedthrough ( 22 ) surrounding support surface of a bearing sleeve ( 63 ) located on a radially extending outer peripheral surface ( 65 ) of the outer guide ( 26 ), which is preferably part of a bearing bush ( 66 ).

Rotary feedthrough according to claim 8, characterized in that at least the bearing bell ( 61 ) acting in the axial direction support surface ( 68 ) which in the radial direction rotatable to the mating surface of a bearing disc ( 67 ) on the inner guide ( 25 ) is stored.

Rotary feedthrough according to claim 10, characterized in that the support surface ( 48 ) by at least one rolling bearing ( 69 ) is formed and preferably the support surface ( 48 ) as the running surface of an outer bearing ring of the rolling bearing ( 69 ) on the opposite surface of the bearing disc ( 67 ) rolls off.

Rotary feedthrough according to claim 11, characterized in that a plurality of rolling bearings ( 69 ) evenly distributed over the circumference of the bearing bell ( 61 ) are arranged.

Rotary feedthrough according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first channel section ( 33 ) radially between two components ( 30 ), in particular spacers ( 31 ) extends outwardly and into a second channel section ( 35 ), which is coaxial with the pipe feedthrough ( 22 ) runs.

Rotary feedthrough according to claim 13, since characterized in that the inner and outer guide ( 25 . 26 ) a part of a closed housing ( 21 ) form for the pipe feedthrough.

Use of a rotary feedthrough after one of the preceding claims in a solar thermal system, in which the liquid working medium, in particular oil, has a low thermal conductivity.