DE102008062992B4 - Rotary feedthrough, in particular for a liquid working medium - Google Patents
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Abstract
Drehdurchführung, insbesondere für ein flüssiges Arbeitsmedium, die ein Rohrende (14) eines ersten Rohres (12) mit einem weiteren Rohrende (16) eines weiteren Rohres (15) als Rohrdurchführung (22) zueinander anordnet und relativ um eine gemeinsame Längsachse rotierbar aufnimmt, mit einem Dichtungskanal (34), der sich von einer Trennstelle (18) zwischen den beiden Rohrenden (14, 16) aus zumindest teilweise radial erstreckt und entfernt von der Trennstelle (18) zumindest eine in dem Dichtungskanal (34) angeordnete Dichtung aufweist, wobei der Dichtungskanal (34) zumindest einen ersten, mit der Trennstelle (18) in Verbindung stehenden Kanalabschnitt (33) und zumindest einen zweiten, an die zumindest eine Dichtung (36) angrenzenden Kanalabschnitt (35) aufweist, wobei der zweite Kanalabschnitt (35) durch eine Lageranordnung (24) mit einer Innenführung (25) und einer Außenführung (26) gebildet ist, die aus einem thermischen wärmeleitfähigen Material hergestellt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine erste Kanalabschnitt (33) zwischen dem zweiten Kanalabschnitt (35) und der Trennstelle (18) der Rohrdurchführung...Rotary feedthrough, in particular for a liquid working medium, which arranges a pipe end (14) of a first pipe (12) with another pipe end (16) of another pipe (15) as a pipe passage (22) to each other and rotatably receives relatively rotatable about a common longitudinal axis, with a sealing channel (34) which extends at least partially radially from a separation point (18) between the two pipe ends (14, 16) and has at least one seal arranged in the sealing channel (34) remote from the separation point (18), wherein the Sealing channel (34) at least a first, with the separation point (18) communicating channel portion (33) and at least a second, to the at least one seal (36) adjacent channel portion (35), wherein the second channel portion (35) by a Bearing assembly (24) with an inner guide (25) and an outer guide (26) is formed, which are made of a thermal heat conductive material, characterized gekenn characterized in that the at least one first channel section (33) between the second channel section (35) and the separation point (18) of the pipe duct ...
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, sowie eine Verwendung einer solchen Drehdurchführung.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 another tube arranged as a pipe feedthrough to each other and relative to a common longitudinal axis are arranged rotatably, as well as a use of such a rotary feedthrough.
Eine
solche Rohrdurchführung
ist aus der
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 connections are commonly used for hydraulic liquids used with a low working pressure and working temperatures, which correspond to the ambient temperature, are operated 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 basically allows the Use for one dense arrangement of two pipe ends to each other, relative to each other are rotatable, but the application is severely limited.
Aus
der
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 Heated working medium, that in a downstream heat exchanger the heat energy converted into electrical energy. The working medium is mostly from a high boiling oil, which flows in a pipe, which passes through the focus of a mirror. The solar energy will due to the total opening width of the mirror focused on the tube and thus on the working medium and heated by it. To make the most of solar energy, the Mirror over the day changing the position of the sun tracking the horizon. This is done by 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, a permanently installed supply pipe is provided to the heat exchanger. The continuous tracking The mirror elements thus require that the tube end of the Pipe at the end of the mirror row with the permanently installed supply pipe for the Heat exchanger rotatable connected is.
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 Rotating Unions 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. Furthermore These piping systems are used in solar thermal systems with pressures up to applied to 60 bar. Furthermore, the use is mostly under hard climatic conditions required because such solar thermal systems preferred in steppes and desert regions be used so that increased Requirements for the material and the tightness due to penetrating Dust, sand and dirt are given.
Diese Aufgabenstellung, eine solche Drehdurchführung anzustreben, wurde von der Anmelderin im Fraunhofer-TEG Jahresbericht 2007 genannt.These Task, to aim for such a rotary feedthrough, was from 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 resulting pressures for one such use as a rotary feedthrough not suitable for solar thermal systems. The requirements can not partially fulfilled 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 which the implementation a heated working fluid of a temperature of more than 400 ° C and suppress 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 at least a first, with the separation point in Connecting channel portion and at least a second, adjacent to the at least one seal channel portion, wherein the second channel portion is formed by a bearing assembly having an inner guide and an outer guide, which are made of egg NEM thermally conductive material, and that the at least one first channel portion is formed as a cavity between the second channel portion and the pipe passage or that the at least one first channel portion extends at least between two components of a material which has a lower thermal conductivity compared to the second channel portion.
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, das Arbeitsmedium 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 bei einer gegebenenfalls erfolgenden Erwärmung 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 made possible that at the beginning of a circulation of the working medium in the pipe system or when flowing through the working medium through the rotary feedthrough, which preferably first in the cold state or with a working temperature accordingly the ambient temperature is present, the working fluid in the sealing channel promoted and once it has flowed in Quantity of working medium in the sealing channel without replacement in the sealing channel remains. Upon subsequent heating of the the pipe duct flowing working medium the working fluid flooded in the sealing channel is slightly heated. By the at least a first channel portion having a lower thermal conductivity When the at least one second channel section has, is the Further enables that arranged at the end of the second channel section seal thermally isolated or decoupled to the pipe feedthrough is arranged. Since the components of the at least one first channel section a lower thermal conductivity than the second channel section, the first channel section 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 that with an eventual heating of the working medium and the bearing assembly the heat is derived quickly. Consequently, this arrangement can be used the temperatures at the at least one seal opposite the in the pipe duct reduce prevailing temperatures such that commonly used commercial seals 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 union the Advantage that through the design of the first channel section by components of a material with a lower thermal conductivity than the bearing assembly, which at least partially the second channel portion forms, an insulation of the pipe feedthrough is made possible. This reduces the temperature in the rotary feedthrough only slightly or the heat loss can be reduced, reducing the overall efficiency through this Rotary union 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 advantages mentioned above are obtained both in a first embodiment according to the invention achieved, wherein the at least one first channel section between the second channel portion and the pipe passage formed as a cavity is as well as in the second embodiment of the invention, wherein the at least one first channel section extending between at least two components a material which extends opposite 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 through the pipe feedthrough delivered heat and / or thermal radiation across from the second channel section is shielded and thus a thermal Separation or decoupling between the pipe feedthrough and the second channel section or arranged therein Seal done. The same applies in the case of the further embodiment according to the invention, at the pipe passage through at least one component is thermally isolated. Alone through the spatial, Radial removal of the seal to the pipe feedthrough can reduce the temperature be achieved. About that In addition, the material selection for the channel sections a 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 on and allow that the heat dissipation in the direction of the at least one seal receiving bearing assembly along the pipe duct is kept low and, moreover, that a high temperature gradient between the working medium flowing through the pipe duct and the second channel portion in the region of the at least one seal receiver the bearing arrangement is given.
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.According to a further advantageous embodiment of the invention, the second channel section is coaxial with the pipe feedthrough and separated by the first channel portion or by the at least one component of insulating provided to the pipe feedthrough. This takes place in the radial direction spatial separation of the second channel section to the pipe passage through the first channel portion, at least partially in the axial direction of extension as a separating layer between extends the pipe duct and the second channel portion, allows a significant reduction in the temperature of the dammed up 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.Prefers is the at least one component made of a material with a low thermal conductivity, in particular of an insulating material, is, immediately the one or more pipe ends and preferably extends along the pipe duct. As a result, a thermal encapsulation of the pipe end or ends can be made possible, so that the radially further outside arranged seal in the second channel section to the pipe feedthrough almost can be decoupled.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Komponente aus Isolierwerkstoff eine Wärmeleitfähigkeit von weniger als 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 made of insulating material has a thermal conductivity of less than 0.8 W / mK and preferably of a mica composite material, Glass, ceramic or a resulting composite material is. Thereby can In particular, the high temperatures of the working medium effectively isolated become.
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 of the bearing assembly and on the other flange, the inner guide of the bearing assembly respectively preferably rotatably with the interposition of an insulating ring arranged. This allows the bearing assembly with the radially opposite to the Pipe penetration external Heat-isolated gasket be recorded. In particular, by the interposition of a Isolator ring between the flanges and the bearing assembly can a heat transfer prevented by the heated flanges on the bearing assembly be formed so that no thermal bridge becomes.
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 the bearing arrangement has an outer circumferential surface, at which attacks the at least one seal, which of at least an annular Receiving element, which can be arranged on the inner circumference of the outer guide added becomes. The annular Receiving element for For example, the seal can be interchangeable on the inner circumference of the Outdoor guide can be arranged be. This makes application-specific a simple and fast Adjustment to accommodate different seals may be provided. Alternatively, it is also conceivable that the at least one annular receiving element for Receiving the at least one sealing element on the outer circumferential surface of Internal guide provided is, so that the seal engages an inner circumference of the outer guide.
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 the bearing assembly is preferably arranged a bearing bell rotation, which Positionally fixed in the axial direction and / or rotatable in the radial direction the outside guide to inner guide outsourced. By this bearing bell can thus be achieved that at a resulting overall heating of the rotary feedthrough the Inside and outside guide of the Bearing arrangement are held in position relative to each other, so that the intermediate and formed by the inner and outer guide Separation point or separation gap remains virtually constant and a secure seal by the at least one seal at the end of second channel section is maintained.
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 surrounding the pipe leadthrough Support surface on, located on a radially extending outer peripheral surface of the External guide is supported and preferably is designed as a sliding bearing. This will cause a widening of one Gap between the inner and outer guide due to the heating of the rotary feedthrough through counteracted the bearing bell, so that the at least one seal almost rests under constant conditions on the outer circumferential surface of the inner guide and writes. In one embodiment the outer peripheral surface of the outer guide can immediately at the support surface of the Attack camp bell. In a further embodiment, a sliding bearing preferably with a bearing sleeve and a bearing bush which is made of a metallic Bearings mating exist, such as 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 on, the rotatably supported in the radial direction to the mating surface on the inner guide is. By this arrangement causes a flange of the Exterior guide in a radially circumferential gap is passed through a flange the inside guide and the bearing bell is formed. An expansion of the between the inner guide and the outer guide formed radially circumferential gap is connected by the one connected to the inner guide Bearing bell prevents, as this opposite the gap acts on the outer guide.
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 the outer guide unrolls. This can be cost effective Way a support can be achieved with low frictional force, the one twist the inner guide to the outside 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 several rolling bearings evenly over the Scope distributed by the bearing bell added. The rotation axes the rolling bearings are at right angles 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 as Roller bearing be formed.
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 with the pipe feedthrough runs. This configuration allows a simple geometric arrangement for the design of a rotary feedthrough. Thereby can two rotatable components, in particular one Inside and outside guide, as Bearing arrangement are arranged rotatable relative to each other, to form the second channel section and between the inner guide and the pipe penetration provide insulation to a high temperature drop for the radial 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 form part of a closed housing for the pipe feedthrough. This can reduce the number of components and interfaces to be sealed be achieved, which on the one hand the construction costs and on the other the number of interfaces that reduce the risk of pollution can be reduced.
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 a low thermal conductivity having. By this selection of the working medium is further in the first embodiment of the invention, in which the working medium in an adjacent to the pipe bushing Cavity is provided, even an insulation causes. At the second inventive embodiment, 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 portion and the pipe passage provides and accordingly aligned and guided.
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 further developments The same will be described below with reference to the drawings Examples closer described and explained. The features to be taken from the description and the drawings can individually for applied to one or more in any combination according to the invention become. Show it:
In
Die
Innen- und Außenführung
Die
zwei an der Trennstelle
Nach
dem einmaligen Auffüllen
oder Fluten des Dichtungskanals
After the single filling or flooding of the sealing channel
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
In
Diese
Drehdurchführung
Die
Befestigung der Außenführung
Zur
weiteren Vermeidung einer Wärmebrücke greift
das zumindest eine Befestigungselement
Die
Innenführung
Somit
erstreckt sich der Dichtungskanal
Die
Komponente
Durch
diese Anordnung wird wiederum eine Isolierung der Rohrdurchführung
Die
Lageranordnung
Die
Lagerglocke
Die
vorstehende Drehdurchführung
In
Die
vorbeschriebenen Ausführungsformen der
Drehdurchführungen
Claims (15)
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R034 | Decision of examining division/federal patent court maintaining patent in limited form now final |
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R206 | Amended patent specification |
Effective date: 20130529 |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |