DE102012024557A1 - Rotary joint for high pressure equipment for connection of non-rotating element with rotating element, has sealing rings in axial direction, which are additionally acted upon by spring pre-stress in axial direction by intermediate rings - Google Patents

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Abstract

The rotary joint has sliding rings (11,11a) which are arranged between the rotating flange (1) and the fixed housing (12) of swivel joint of two sealing, to form a sealing gap (17) and to realize the sealing function of pivot joint in the transition between non-rotating and rotating elements of the joint. The sealing rings (5,15) in radial direction sealing the outer periphery of the respective opposing sliding rings are supported. The sealing rings in the axial direction are additionally acted upon by a spring pre-stress in the axial direction by adjacent intermediate rings (14,24).

Description

Die Erfindung betrifft ein Drehgelenk für Hochdruckvorrichtungen für die Verbindung eines nicht-drehenden Teils mit einem drehenden Teil nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a rotary joint for high-pressure devices for the connection of a non-rotating part with a rotating part according to the preamble of claim 1.

Ein solches Drehgelenk ist beispielsweise mit dem Gegenstand der DE 101 35 533 B4 bekannt geworden. Diese Druckschrift und der in dieser Druckschrift zitierte Stand der Technik bilden den Stand der Technik in der vorliegenden Erfindung. Das Drehgelenk nach der vorliegenden Erfindung wird am besten durch den Offenbarungsinhalt der DE 101 35 533 B4 beschrieben, sodass der Offenbarungsinhalt der genannten Druckschrift vom Offenbarungsinhalt der Erfindung umfasst sein soll.Such a hinge is, for example, with the subject of DE 101 35 533 B4 known. This document and the prior art cited in this document form the state of the art in the present invention. The rotary joint according to the present invention is best understood by the disclosure of the DE 101 35 533 B4 so that the disclosure content of said document is intended to be encompassed by the disclosure of the invention.

Beim Gegenstand der DE 101 35 533 B4 wird ein Drehgelenk beschrieben, das die Dichtungsbuchsen spiegelsymmetrisch ausbildet, die axial gegeneinander unter Bildung einer Berührungsfläche mit Federdruck je einer Feder vorgespannt sind. Dabei ist eine Einsenkung stirnseitig radial in der Berührungsfläche angeordnet, die als Druckentlastungsfläche wirkt und wobei die Innenbohrungen der beiden Dichtungsbuchsen fluchtend zueinander liegen und jede Dichtungsbuchse einen Flansch aufweist, der sich axial anschließend mit vermindertem Durchmesser in einen Hülsenansatz fortsetzt, dessen Außenumfang die Dichtfläche für zwei voneinander beabstandet angeordnete O-Ringe bildet.At the subject of DE 101 35 533 B4 a rotary joint is described, which forms the sealing bushes in mirror symmetry, which are axially biased against each other to form a contact surface with spring pressure of a respective spring. In this case, a depression is arranged on the end face radially in the contact surface, which acts as a pressure relief surface and wherein the inner bores of the two sealing bushes are aligned with each other and each seal bushing has a flange, which then axially continues with reduced diameter in a sleeve approach, the outer circumference of the sealing surface for two forms spaced apart O-rings forms.

Nachteil dieses Standes der Technik ist, dass die besagten O-Ringe nur durch ihre Elastizität vorgespannt sind, was bei hoher Wärmeeinwirkung eines Durchflussmediums nicht mehr den Dichtheitsanforderungen genügt. Es hat sich herausgestellt, dass die allein aufgrund ihrer Elastizität vorgespannten Dichtringe hohen Temperaturen eines Wärmeträgermediums nicht mehr standhalten können. Solch ein Wärmeträgermedium kann zum Beispiel eine Salzschmelze sein, wie sie bei Solarkraftwerken verwendet wird, und diese Salzschmelze wird über ein Solar-Leitungssystem in das Drehgelenk eingeführt und zerstört die Dichtringe, wenn sie wie in DE 101 35 533 B4 beschrieben, ausgebildet sind.Disadvantage of this prior art is that the said O-rings are biased only by their elasticity, which no longer meets the tightness requirements at high heat exposure of a flow medium. It has been found that the only biased due to their elasticity sealing rings high temperatures of a heat transfer medium can not withstand. Such a heat transfer medium may for example be a molten salt, as used in solar power plants, and this molten salt is introduced via a solar line system in the hinge and destroys the sealing rings, if they are as in DE 101 35 533 B4 described, are formed.

Es hat sich also herausgestellt, dass das in der DE 101 35 533 B4 beschriebene Drehgelenk nicht für hohe Temperaturen eines Durchflussmediums geeignet ist, die im Bereich zwischen 10°C und 580°C liegen. Derartige Temperaturschwankungen sind bei Solarkraftwerken typisch, obwohl die vorliegende Erfindung nicht auf die Anwendung in Solarkraftwerken beschränkt ist. Ein solches Drehgelenk soll also als Medium einer Salzschmelze, welche bei Temperaturen ab 230°C schmilzt, im Temperaturbereich zwischen 300°C bis 580°C führen und demgegenüber abdichten. Ferner soll ein solches Drehgelenk einen Druck von mindestens 40 bar bis zu einer Temperatur von 550°C standhalten, wobei ein Prüfdruck von 100 bar bei 20°C vorgesehen ist.So it turned out that in the DE 101 35 533 B4 described pivot is not suitable for high temperatures of a flow medium, which are in the range between 10 ° C and 580 ° C. Such temperature variations are typical in solar power plants, although the present invention is not limited to use in solar power plants. Such a hinge should thus lead as medium of a molten salt, which melts at temperatures above 230 ° C, in the temperature range between 300 ° C to 580 ° C and seal in contrast. Furthermore, such a hinge should withstand a pressure of at least 40 bar up to a temperature of 550 ° C, with a test pressure of 100 bar at 20 ° C is provided.

Ein solches Drehgelenk soll mindestens eine tägliche Schwenkbewegung um einen Schwenkwinkel von 220 Grad ausführen, wobei eine Schwenkgeschwindigkeit von zum Beispiel 220 Grad pro Minute vorgesehen ist.Such a pivot is to perform at least one daily pivoting movement about a pivot angle of 220 degrees, with a pivoting speed of, for example, 220 degrees per minute is provided.

Es handelt sich bei den angegebenen Werten um Beispielswerte, die veranschaulichen sollen, unter welchen hohen Materialbeanspruchungen das erfindungsgemäße Drehgelenk steht. Bei den angegebenen Temperaturbereichen ist es bekannt, dass das radiale Durchmesserwachstum eines solchen Drehgelenks etwa 1 mm beträgt, während das Längenwachstum bei maximalen Temperaturunterschieden etwa 2 mm beträgt.The given values are example values intended to illustrate under which high material stresses the rotary joint according to the invention is. At the indicated temperature ranges, it is known that the radial diameter growth of such a hinge is about 1 mm, while the length growth at maximum temperature differences is about 2 mm.

Hieraus ergibt sich, dass eine O-Ringdichtung, wie sie in der DE 101 35 533 B4 mit dem Bezugszeichen 14 beschrieben wurde, nicht mehr ausreicht, den oben genannten physikalischen Anforderungen standzuhalten.It follows that an O-ring seal, as in the DE 101 35 533 B4 with the reference number 14 is no longer sufficient to withstand the above physical requirements.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Drehgelenk der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass eine absolute Dichtheit im Bereich der oben genannten physikalischen Parameter gewährleistet ist.The invention is therefore based on the object, a rotary joint of the type mentioned in such a way that an absolute tightness in the range of the above-mentioned physical parameters is guaranteed.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.To solve the problem, the invention is characterized by the technical teaching of claim 1.

Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass die nach dem Stand der Technik bekannten elastomeren Dichtringe 14 durch hochtemperaturbeständige, Dichtringe ersetzt sind, und dass diese Dichtringe mithilfe mindestens eines in axialer Richtung an dem Dichtring anliegenden Zwischenrings von einer in axialer Richtung gerichteten Federvorspannung beaufschlagt sind.An essential feature of the invention is that known from the prior art elastomeric sealing rings 14 are replaced by high temperature resistant, sealing rings, and that these sealing rings are acted upon by means of at least one voltage applied in the axial direction of the sealing ring intermediate ring of a spring bias directed in the axial direction.

Bei der gegebenen technischen Lehre ergibt sich der wesentliche Vorteil, dass anstatt der elastomeren Dichtringe 14 nach der DE 101 35 533 B4 nunmehr federvorgespannte Dichtringe vorgeschlagen werden, die jeweils zwischen dem eingangsseitigen Flansch und einer Hülse angeordnet sind, und sich abdichtend in radialer Richtung am Außenumfang des jeweiligen Gleitringes abstützen, wobei zwei zueinander symmetrische Gleitringe vorhanden sind, die durch – von der vorgenannten ersten Federanordnung getrennt – eine zweite Tellerfederanordnung anpressend und abdichtend gegeneinander vorgespannt sind.In the given technical teaching, there is the significant advantage that instead of the elastomeric sealing rings 14 after DE 101 35 533 B4 now spring-loaded sealing rings are proposed, which are each arranged between the input-side flange and a sleeve, and are supported sealingly in the radial direction on the outer periphery of the respective seal ring, wherein two mutually symmetrical slip rings are present, the - separated by the aforementioned first spring arrangement - a second disc spring assembly pressing and sealingly biased against each other.

Der Ersatz von elastomeren O-Ringen durch Metallringe oder Graphit-Ringe, die federvorgespannt sind, führt dazu, dass eine sehr hohe axiale Vorspannung über den am Dichtring anliegenden Zwischenring auf diesen Dichtring ausgeübt wird, der sich in radialer Richtung verformt und sich deshalb unabhängig von dem Durchmesserspiel der Gleitringe an den Außenumfang des jeweiligen Gleitringes anliegt. The replacement of elastomeric O-rings by metal rings or graphite rings, which are spring-biased, causes a very high axial preload on the sealing ring abutting intermediate ring is exerted on this seal, which deforms in the radial direction and therefore independent of the diameter clearance of the sliding rings abuts the outer periphery of the respective sliding ring.

In einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die beiden gegeneinander federvorgespannten Gleitringe aus einem Keramikmetall bestehen, und dass aber die Hülse, die jeweils außen angeordnet ist und an ihrem Innenumfang den besagten federvorgespannten Dichtring trägt, aus Metall ausgebildet ist.In one embodiment of the present invention, it is provided that the two mutually spring-loaded sliding rings are made of a ceramic metal, and that, however, the sleeve, which is arranged externally and carries on its inner circumference the said spring-biased sealing ring, is formed of metal.

Demnach liegt der erfindungsgemäße federvorgespannte Dichtring im Zwischenraum zwischen einer äußeren metallischen Hülse und dem Außenumfang eines aus Keramik ausgebildeten Gleitrings an. Das Längenausdehnungsspiel in radialer Richtung (Durchmesserausdehnungsspiel) der aus Metall bestehenden Hülse ist wesentlich größer als vergleichsweise das Durchmesserausdehnungsspiel des aus Keramik bestehenden Gleitrings. Der erfindungsgemäße, in axialer Richtung federvorgespannte Dichtring verformt sich demnach unter der Einwirkung der axialen Federkraft in radialer Richtung und legt sich deshalb stets unabhängig von der temperaturbedingten Durchmesserausdehnung am Innenumfang der metallischen Hülse und an dem Außenumfang des aus Keramik-Material bestehenden Gleitrings an.Accordingly, the spring-loaded sealing ring according to the invention is located in the intermediate space between an outer metallic sleeve and the outer periphery of a sliding ring made of ceramic. The length expansion clearance in the radial direction (diameter expansion clearance) of the existing metal sleeve is much larger than the diametrical expansion of the ceramic existing slip ring. The inventive, in the axial direction spring-biased sealing ring deforms accordingly under the action of the axial spring force in the radial direction and therefore always applies regardless of the temperature-related diameter dimension on the inner circumference of the metallic sleeve and on the outer periphery of the existing ceramic material sliding ring.

Erfindungsgemäß erfolgt die Federvorspannung des Tellerfederpakets zur axialen Federvorspannung des Dichtringes über mehrere Tellerfedern, die eine Druckkraft auf den erfindungsgemäßen Dichtring ausüben.According to the invention, the spring preload of the plate spring package for the axial spring preload of the sealing ring via a plurality of disc springs, which exert a compressive force on the sealing ring according to the invention.

Das Tellerfederpaket für die Federvorspannung der aus Keramik bestehenden Gleitringe ist jedoch schwächer dimensioniert und hat deshalb nur etwa die Hälfte der Vorspannungskraft auf die Gleitringe im Vergleich zur Vorspannungskraft auf die erfindungsgemäßen Dichtringe.However, the plate spring package for the spring preload of existing ceramic sliding rings is dimensioned weaker and therefore has only about half of the biasing force on the slip rings compared to the biasing force on the sealing rings according to the invention.

In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Federvorspann-Vorrichtungen für die axiale Federvorspannung der Dichtringe auf der linken und der rechten Seite genau gleich ausgebildet. Es handelt sich also etwa um eine spiegelsymmetrische Vorspannungsanordnung und Dichtringanordnung, die spiegelsymmetrisch bezüglich des Dichtspaltes, der durch die Gleitringe gebildet ist, ausgebildet ist.In a preferred embodiment, the Federvorspann devices for the axial spring preload of the sealing rings on the left and the right side are formed exactly the same. It is thus about a mirror-symmetrical biasing arrangement and sealing ring assembly, which is mirror-symmetrical with respect to the sealing gap formed by the sliding rings is formed.

Deshalb reicht es in der späteren Beschreibung aus, lediglich eine einzige Dichtanordnung mit einem Dichtring und einem zugeordneten Tellerfederpaket zu beschreiben, weil die bezüglich des Dichtspaltes gegenüberliegende Seite genau gleich und identisch ausgebildet ist.Therefore, it is sufficient in the later description to describe only a single sealing arrangement with a sealing ring and an associated plate spring package, because the respect to the sealing gap opposite side is exactly the same and identical.

Dies gilt im Übrigen auch für die übrigen Teile des erfindungsgemäßen Drehgelenkes, sofern nichts anderes gesagt ist.This also applies to the rest of the parts of the rotary joint according to the invention, unless otherwise stated.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.The subject of the present invention results not only from the subject matter of the individual claims, but also from the combination of the individual claims with each other.

Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.All information and features disclosed in the documents, including the abstract, in particular the spatial design shown in the drawings, are claimed to be essential to the invention insofar as they are novel individually or in combination with respect to the prior art.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.In the following the invention will be explained in more detail with reference to drawings showing only one embodiment. Here are from the drawings and their description further features essential to the invention and advantages of the invention.

Es zeigen:Show it:

1: Längsschnitt durch ein Drehgelenk nach der Erfindung 1 : Longitudinal section through a hinge according to the invention

2: schematisiert einen Schnitt durch einen metallischen O-Ring, der als Ersatz für den Graphit-Dichtring 5, 15 dient 2 : Schematically illustrates a section through a metallic O-ring, replacing the graphite seal 5 . 15 is

In 1 ist allgemein die Schnittansicht eines Drehgelenks nach der Erfindung gezeigt, wobei auf der rechten Seite ein relativ langer Flansch in Pfeilrichtung 25 drehend ausgebildet ist. Im Abstand zum Außenumfang des Flansches 1 ist hierbei ein Zylinderlager 3 angeordnet, welches fest mit einem Gehäuse verbunden ist.In 1 In general, the sectional view of a rotary joint according to the invention is shown, wherein on the right side a relatively long flange in the arrow direction 25 is designed to rotate. At a distance to the outer circumference of the flange 1 Here is a cylinder bearing 3 arranged, which is fixedly connected to a housing.

Es ist nicht dargestellt, dass noch eine äußere Lagerung vorhanden ist, die durch Lagerringe 4 gebildet ist, welche sich am Außenumfang des Gehäuses 12 abstützen und mit nicht näher dargestellten äußeren Teilen eine Drehverbindung bilden.It is not shown that there is still an outer bearing provided by bearing rings 4 is formed, which is located on the outer circumference of the housing 12 support and form a rotary joint with outer parts, not shown.

Eine solche außen liegende Lagerung ist beispielsweise in der DE 10 2007 025 209 A1 in den 3 und 4 dargestellt.Such external storage is for example in the DE 10 2007 025 209 A1 in the 3 and 4 shown.

Mit dem Außenumfang des Flansches 1 ist die Hülse 2 verbunden, wobei die Hülse 2 an ihrem Außenumfang einen Drehspalt 27 in Richtung zum Innenumfang des Gehäuses 12 ausbildet.With the outer circumference of the flange 1 is the sleeve 2 connected, the sleeve 2 on its outer circumference a rotary gap 27 towards the inner circumference of the housing 12 formed.

Der Flansch 1 erstreckt sich in axialer Richtung mit einem daran angeformten Ansatz 9 in dem Bereich einer Freistellung am Innenumfang der Hülse 2, wo ein Tellerfederpaket aus Tellerfedern 23 angeordnet ist. The flange 1 extends in the axial direction with a molded-on approach 9 in the region of an exemption on the inner circumference of the sleeve 2 where a disc spring package of disc springs 23 is arranged.

Die äußere Tellerfeder stützt sich demnach an dem Ansatz 9 des Flansches 1 ab, während sich die innere Tellerfeder des Tellerfederpaketes 13, 23 jeweils an einem Zwischenring 14, 24 abstützt und die hierdurch gebildete Federkraft unmittelbar in axialer Richtung auf den erfindungsgemäßen Dichtring 5, 15 eingeleitet wird.The outer plate spring is therefore based on the approach 9 of the flange 1 while the inner plate spring of the plate spring package 13 . 23 each on an intermediate ring 14 . 24 supports and the spring force thus formed directly in the axial direction of the sealing ring according to the invention 5 . 15 is initiated.

Dieser stützt sich mit der gegenüberliegenden Seite an einem radialen Ansatz einerseits im Bereich der Hülse 2 ab und andererseits im Bereich einer größeren Hülse 22.This is supported with the opposite side of a radial approach on the one hand in the region of the sleeve 2 and on the other hand in the area of a larger sleeve 22 ,

Dem drehenden Flansch 1 gegenüberliegend ist ein kürzerer feststehender Flansch 21 gegenübergestellt, der mit seinem Ansatz 9a wiederum auf das linke Tellerfederpaket mit den Tellerfedern 13 drückt.The rotating flange 1 opposite is a shorter fixed flange 21 faced with his approach 9a turn on the left disc spring package with the disc springs 13 suppressed.

Der Flansch 21 ist mithilfe eines Gewindes mit der Hülse 22 verbunden, und im Verbindungsbereich ist ein dünnerer Dichtring 18 angeordnet.The flange 21 is by means of a thread with the sleeve 22 connected, and in the connection area is a thinner sealing ring 18 arranged.

Ein solcher Dichtring findet sich auch auf der rechten Seite, der mit dem Bezugszeichen 8 versehen ist.Such a sealing ring is also found on the right side, with the reference numeral 8th is provided.

Die drehende Hülse 2 wird am Außenumfang durch ein Zylinderlager 7 abgestützt, welches sich seinerseits am Außenumfang an dem feststehenden Gehäuse 12 abstützt.The rotating sleeve 2 is on the outer circumference by a cylinder bearing 7 supported, which in turn on the outer periphery of the fixed housing 12 supported.

Die Federvorspannung der abdichtend und unter Federkraft angepressten Gleitringe 11, 11a erfolgt durch jeweils zwei Tellerfedern 6, 16, wobei sich jede Tellerfeder 6, 16 an einem Absatz entweder an der Hülse 2 oder an der Hülse 22 abstützt.The spring preload of the sealing and pressed by spring force slip rings 11 . 11a done by two disc springs 6 . 16 , with each plate spring 6 . 16 on a heel either on the sleeve 2 or on the sleeve 22 supported.

Auf diese Weise wird ein Anpressdruck für die Gleitringe 11, 11a erzeugt, und der Dichtspalt 17 ist hierbei radial auswärts einer mittigen Druckentlastungsfläche 19 angeordnet.In this way, a contact pressure for the slip rings 11 . 11a produced, and the sealing gap 17 is here radially outward of a central pressure relief surface 19 arranged.

Im radialen Anschluss an den Dichtspalt 17 erstreckt sich ein Spalt 20, der als Freistellung ausgebildet ist.In the radial connection to the sealing gap 17 a gap extends 20 who is trained as an exemption.

Es wird noch angefügt, dass der Flansch 1 über ein Gewinde 10 mit der Hülse 2 verbunden ist. Ein solches Gewinde befindet sich auch als Gewinde 10a im feststehenden Teil (linke Seite) der 1.It is still added that the flange 1 over a thread 10 with the sleeve 2 connected is. Such a thread is also available as a thread 10a in the fixed part (left side) of the 1 ,

Über ein Gewinde 28 ist das Gehäuse 12 mit der feststehenden Hülse 22 drehfest verbunden.About a thread 28 is the case 12 with the fixed sleeve 22 rotatably connected.

Die 2 zeigt als Alternative zu den etwa quadratisch im Querschnitt ausgebildeten Dichtringen 5, 15 einen aus einem Hohlprofil bestehenden Metall-O-Ring 26, der anstatt der Dichtringe 5, 15 eingesetzt werden kann. Auch hier ist dafür gesorgt, dass bei Einwirkung eines axialen Federdruckes oder einer Federvorspannung sich der Metall-O-Ring 26 in radialer Richtung ausdehnt und sich einerseits am Innenumfang der Hülse 2, 22 und andererseits am Außenumfang des jeweiligen Gleitrings 11, 11a anlegt.The 2 shows as an alternative to the approximately square cross-section formed sealing rings 5 . 15 one consisting of a hollow profile metal O-ring 26 instead of the sealing rings 5 . 15 can be used. Again, it is ensured that when exposed to an axial spring pressure or a spring preload, the metal O-ring 26 expands in the radial direction and on the one hand on the inner circumference of the sleeve 2 . 22 and on the other hand on the outer circumference of the respective sliding ring 11 . 11a invests.

Mit der gegebenen technischen Lehre, das heißt mit der Anordnung von federvorgespannten Dichtringen 5, 15, die sowohl am drehenden als auch am feststehenden Flansch 1, 21 angeordnet sind, ergibt sich der wesentliche Vorteil, dass eine Abdichtung in Richtung auf den Außenumfang, das heißt in Richtung auf das Gehäuse 12, gewährleistet ist.With the given technical teaching, that is with the arrangement of spring-loaded sealing rings 5 . 15 , which are both on the rotating and on the fixed flange 1 . 21 are arranged, there is the significant advantage that a seal in the direction of the outer circumference, that is, in the direction of the housing 12 , is guaranteed.

Nachdem sich die jeweiligen Dichtungen 5, 15 an axialen Ansätzen der Gleitringe 11, 11a anlegen, entsteht dort auch ein gewisses Spiel oder eine Längenausdehnung zwischen den axialen Ansätzen und den zugeordneten anliegenden Dichtungsflächen der Dichtringe 5, 15. Zusätzlich werden diese Dichtringe 5, 15 auch noch aufgrund der Federvorspannung in radialer Richtung verformt und legen sich deshalb mit hoher Anpresskraft an den Außenumfang dieser axialen Ansätze der Gleitringe 11, 11a an.After the respective seals 5 . 15 at axial approaches of the slip rings 11 . 11a create, there is also a certain play or a longitudinal expansion between the axial lugs and the associated adjacent sealing surfaces of the sealing rings 5 . 15 , In addition, these seals 5 . 15 also deformed due to the spring bias in the radial direction and therefore lie down with high contact pressure on the outer circumference of these axial projections of the seal rings 11 . 11a at.

Damit wird ein Unterkriechen des Mediums an den Dichtringen 5, 15 vorbei in Richtung auf die Tellerfedern 16 und den außen liegenden Spalt 20 auf jeden Fall verhindert.This is a Unterkriechen the medium at the sealing rings 5 . 15 over in the direction of the disc springs 16 and the outside gap 20 definitely prevented.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Flansch (drehend)Flange (rotating)
22
Hülse (klein)Sleeve (small)
33
Zylinderlagercylinder bearings
44
Lagerringbearing ring
55
Dichtringseal
66
TellerfederBelleville spring
77
Zylinderlagercylinder bearings
88th
Dichtringseal
99
Ansatz (von 1) 9a Approach (from 1 ) 9a
1010
Gewinde 10a thread 10a
1111
Gleitring 11a sliding ring 11a
1212
Gehäusecasing
1313
Tellerfeder (zu 15)Plate spring (to 15 )
1414
Zwischenringintermediate ring
1515
Dichtringseal
1616
Tellerfeder (zu Gleitring 11)Belleville spring (to slip ring 11 )
1717
Dichtspaltsealing gap
1818
Dichtringseal
1919
DruckentlastungsflächePressure relief area
2020
Spaltgap
2121
Flansch (kurz)Flange (short)
2222
Hülse (groß)Sleeve (large)
23 23
Tellerfeder (zu 15)Plate spring (to 15 )
2424
Zwischenringintermediate ring
2525
Pfeilrichtungarrow
2626
Metall-O-RingMetal O ring
2727
DrehspaltTwisted splitting
2828
Gewindethread

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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  • DE 10135533 B4 [0002, 0002, 0003, 0004, 0005, 0008, 0012] DE 10135533 B4 [0002, 0002, 0003, 0004, 0005, 0008, 0012]
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Claims (10)

Drehgelenk für Hochdruckvorrichtungen für die Verbindung eines nicht-drehenden Teils mit einem drehenden Teil, insbesondere eines nicht drehenden Gehäuses (12) mit einem drehenden Flansch (1), wobei zwischen dem drehenden Flansch (1) und dem feststehenden Gehäuse (12) des Drehgelenks zwei abdichtend, gegeneinander wirkende und axial gegeneinander mit Hochdruckmedium und Federdruck beaufschlagte Gleitringe (11, 11a) angeordnet sind, die zwischen sich einen Dichtungsspalt (17) ausbilden, und die Dichtfunktion des Drehgelenks im Übergang zwischen nicht drehendem und drehendem Teil des Gelenks realisieren, wobei sich mindestens ein Dichtring (5, 15) in radialer Richtung abdichtend am Außenumfang des jeweiligen gegenüber liegenden Gleitringes (11, 11a) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (5, 15) in axialer Richtung mithilfe mindestens eines daran anliegenden Zwischenrings (14, 24) zusätzlich von einer Federvorspannung in axialer Richtung beaufschlagt ist.Hinge for high-pressure devices for the connection of a non-rotating part with a rotating part, in particular a non-rotating housing ( 12 ) with a rotating flange ( 1 ), wherein between the rotating flange ( 1 ) and the stationary housing ( 12 ) of the rotary joint two sealing, against each other and axially against each other with high-pressure medium and spring pressure acted on slip rings ( 11 . 11a ) are arranged between them a sealing gap ( 17 ), and realize the sealing function of the rotary joint in the transition between non-rotating and rotating part of the joint, wherein at least one sealing ring ( 5 . 15 ) in the radial direction sealingly on the outer circumference of the respective opposite sliding ring ( 11 . 11a ), characterized in that the sealing ring ( 5 . 15 ) in the axial direction by means of at least one intermediate ring ( 14 . 24 ) is additionally acted upon by a spring bias in the axial direction. Drehgelenk nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Federvorspannung durch eine zwischen dem Flansch (1, 21) und dem Zwischenring (14, 24) befindliche erste Tellerfederanordnung (13, 23) erzeugt ist, die den am Zwischenring (14, 24) anliegenden Dichtring (5, 15) gegen die Hülse (2, 22) drückt.Rotary joint according to claim 1, characterized in that the spring bias by a between the flange ( 1 . 21 ) and the intermediate ring ( 14 . 24 ) located first plate spring assembly ( 13 . 23 ), which at the intermediate ring ( 14 . 24 ) adjacent sealing ring ( 5 . 15 ) against the sleeve ( 2 . 22 ) presses. Drehgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zwischen der Hülse (2, 22) und dem Gleitring (11, 11a) befindliche zweite Tellerfederanordnung (6, 16) die zueinander symmetrischen Gleitringe (11, 11a) gegeneinander anpresst und abdichtet.Swivel joint according to one of claims 1 to 2, characterized in that one between the sleeve ( 2 . 22 ) and the sliding ring ( 11 . 11a ) located second plate spring assembly ( 6 . 16 ) the mutually symmetrical slip rings ( 11 . 11a ) against each other and seals. Drehgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Tellerfedervorspann-Vorrichtungen (13, 23) für die axiale Federvorspannung der Dichtringe (5, 15) auf der linken und der rechten Seite gleich ausgebildet sind.Swivel joint according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first Belleville spring biasing devices ( 13 . 23 ) for the axial preload of the sealing rings ( 5 . 15 ) are formed the same on the left and the right side. Drehgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Tellerfedervorspann-Vorrichtungen (6, 16) für die axiale Federvorspannung der Gleitringe (11, 11a) auf der linken und der rechten Seite gleich ausgebildet sind.Swivel joint according to one of claims 1 to 4, characterized in that the second Belleville spring biasing devices ( 6 . 16 ) for the axial preload of the slip rings ( 11 . 11a ) are formed the same on the left and the right side. Drehgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtringe (5, 15) als Metallringe oder Graphit-Ringe ausgebildet sind, die hochtemperaturbeständig und wenig elastisch sind.Swivel joint according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sealing rings ( 5 . 15 ) are formed as metal rings or graphite rings which are resistant to high temperatures and less elastic. Drehgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die gegeneinander federvorgespannten Gleitringe (11, 11) aus einem Keramikmaterial bestehen.Swivel joint according to one of claims 1 to 6, characterized in that the mutually spring-loaded sliding rings ( 11 . 11 ) consist of a ceramic material. Drehgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der federvorgespannte Dichtring (5, 15) im Zwischenraum zwischen einer äußeren metallischen Hülse (2, 22) und dem Außenumfang eines aus Keramik ausgebildeten Gleitrings (11, 11a) anliegt.Rotary joint according to one of claims 1 to 7, characterized in that the spring-biased sealing ring ( 5 . 15 ) in the space between an outer metallic sleeve ( 2 . 22 ) and the outer periphery of a formed of ceramic sliding ring ( 11 . 11a ) is present. Drehgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Längenausdehnungsspiel in radialer Richtung (Durchmesserausdehnungsspiel) der aus Metall bestehenden Hülse (2, 22) wesentlich größer ist als vergleichsweise das Durchmesserausdehnungsspiel des aus Keramik bestehenden Gleitrings (11, 11a).Swivel joint according to one of claims 1 to 8, characterized in that the longitudinal expansion clearance in the radial direction (diameter expansion clearance) of the metal sleeve ( 2 . 22 ) is substantially larger than the diameter expansion play of the existing ceramic sliding ring ( 11 . 11a ). Drehgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Federvorspannung des ersten Tellerfederpakets (13, 23) zur axialen Federvorspannung der Dichtringe (5, 15) über mehrere Tellerfedern eine Druckkraft von mehreren Tonnen auf den Dichtring (5, 15) ausübt und dass das zweite Tellerfederpaket (6, 16) für die Federvorspannung der Gleitringe (11, 11a) schwächer dimensioniert ist und etwa die Hälfte der Vorspannungskraft auf die Gleitringe (11, 11a) im Vergleich zur Vorspannungskraft auf die erfindungsgemäßen Dichtringe (5, 15) aufbringt.Rotary joint according to one of claims 1 to 9, characterized in that the spring bias of the first plate spring package ( 13 . 23 ) to the axial preload of the sealing rings ( 5 . 15 ) over several disc springs a compressive force of several tons on the sealing ring ( 5 . 15 ) and that the second plate spring package ( 6 . 16 ) for the spring preload of the slip rings ( 11 . 11a ) and about half the preload force on the slip rings ( 11 . 11a ) compared to the biasing force on the sealing rings according to the invention ( 5 . 15 ).
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