DE2907246A1

DE2907246A1 - Drehgelenk mit einem stroemungsdurchgang und einer lecksperre

Info

Publication number: DE2907246A1
Application number: DE19792907246
Authority: DE
Inventors: George Walter Bloomquist; William Andrew Gill
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1978-02-23
Filing date: 1979-02-23
Publication date: 1979-08-30
Also published as: FR2418405A1; JPS54123733A; BR7901066A; IT7920389A0

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Ψεκκμανν, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickaiann, Diil.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. Liska 2907246

? 3. Feb. 1979

8000 MÖNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22

D2o/cb

Case: SJ 8541

FMC CORPORATION

200 E. Randolph Drive Chicago, Illinois, V.St.A.

Drehgelenk mit einem Strömungsdurchgang und einer Lecksperre .

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Drehgelenk mit einem Strömungsdurchgang und mit einer Lecksperre gegen das Entweichen von insbesondere gefährlichen Produkten aus dem Strömungsdurchgang.

Rohrdrehgelenke werden allgemein in der Industrie dazu verwendet, Metallrohrschüsse miteinander zu verbinden, um eine gegliederte Durchflußleitung zwischen zwei Orten zu bilden. Neuerdings werden solche Gelenke in einer Durchflußleitung für gefährliche Produkte benutzt. Die Leitung erstreckt sich dabei zwischen einem Teil einer Anlage, in der die gefährlichen Produkte, wie beispielsweise flüssiger Phosphor, hergestellt und gelagert werden, und einem anderen Teil der gleichen Anlage, in welcher der Phosphor weiterverarbeitet oder ebenfalls gela-

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gert wird. Gegliederte Ladearme, die Drehgelenke der gleichen Art aufweisen, werden auch dazu benutzt, den flüssigen Phosphor von Lagerbehältern in Eisenbahntankwagen zum Weitertransport an andere Orte zu befördern. Es ist äußerst wichtig, daß keines dieser gefährlichen Produkte in die Atmosphäre entweicht, weil dies für die Gesundheit und die Umgebung gefährlich wäre. Um eine gute Sperre gegen das Entweichen herzustellen, sind bekannte Drehgelenke koaxial ausgebildet, was diese Drehgelenke teuer in der Herstellung und etwas voluminös oder sperrig und unbequem im Gebrauch macht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Drehgelenk der eingangs genannten Art zu schaffen, welches relativ billig hergestellt werden kann, und welches weniger voluminös oder sperrig als die bekannten Drehgelenke ist.

Die Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 oder des Anspruchs 6 angegebenen Merkmale a) bis g) bzw. a') bis f') gelöst.

Danach weist das vorgeschlagene Drehgelenk eine Anzahl Dichtungen und eine ringförmige Flüssigkeitskammer zwischen diesen Dichtungen auf. Sollte sich ein Leck in den Dichtungen ausbilden, kann der Druck von Wasser oder einer anderen Flüssigkeit, das oder.die in die Flüssigkeitskammer gedruckt wird, so eingestellt werden, daß er den Druck des im Drehgelenk geführten Produkts ausgleicht und ein \feiteres Entweichen dieses Produkts verhindert. Das Drehgelenk enthält auch ein" ringförmiges inneres Element und ein ringförmiges äußeres Element, welches das innere Element umgibt, sowie ein Lagersystem, welches in eine ringförmige Laufringkammer eingebracht ist, die durch die äußere Oberfläche des inneren Elements und die innere Oberfläche des äußeren Elements festgelegt ist.

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Dichtungen sind an jeder Stirnseite der Laufringkammer vorgesehen. Die Flüssigkeitskammer ist zwischen der Laufringkammer und Dichtungen an einer Stirnseite des Drehgelenks angeordnet. Eine andere Dichtung verhindert, daß Wasser in die Laufringkammer eindringen kann.

Bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen gehen aus den übrigen Ansprüchen hervor.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in isometrischer Darstellung einen Fluid-Ladearm, der mit Drehgelenken nach der vorliegenden Erfindung versehen ist,

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt aus dem Ladearm nach Fig. 1, wobei zwei vorgeschlagene Drehgelenke zu sehen sind, und

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung eine Seitenansicht eines einzelnen Drehgelenks nach Fig. 2, von dem Teile weggebrochen sind.

Ein gegliederter Fluid-Ladearra Io mit Leitungsdrehgelenken nach der vorliegenden Erfindung enthält eine Anzahl Rohrschüsse 11 (Fig. 1 und 2), die durch eine Anzahl Rohrkrümmer 14 und eine Anzahl Leitungsdrehgelenke 15 miteinander verbunden sind. Ein Ende des Ladearms Io kann mit einer nicht dargestellten Quelle für gefährliche Fluide verbunden werden und das andere Ende mit einem nicht dargestellten Behältnis zum Speichern oder Transportieren des Fluids.

Nach der vorliegenden Erfindung enthält jedes Leitungsdrehgelenk 15 ein ringförmiges inneres oder aufzunehmendes EIe-

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ment 18 (Fig. 3), ein ringförmiges äußeres oder aufnehmendes Element 19, welches das innere Element 18 umgibt, sowie ein Lagersystem, wie beispielsweise eine Anzahl Wälzlager 22, welches das innere und äußere Element 18 bzw. 19 miteinander drehbar verbindet. Die Wälzlager 22 sind in Reihe in einer Anzahl ringförmiger Laufringe 23a, 23b befestigt, die in der äußeren Oberfläche 18b des inneren Elements 18 und in der inneren Oberfläche 19b des äußeren Elements 19 ausgebildet sind.

Das äußere Element 19 enthält ein Paar Elemente 2oa, 2ob, die durch eine Anzahl von Kopfschrauben 21 oder andere geeignete Verbindungsmittel fest miteinander verbunden sind. Das Element 2oa enthält einen radial nach innen stehenden Flansch 19a auf der Oberseite (Fig. 3} des Drehgelenks 15, wobei der obere Rand 18a des inneren Elements 18 neben dem Flansch 19a sich befindet. Zwischen dem oberen Rand 18a des inneren Elements 18 und dem Flansch 19a des äußeren Elements ist ein ringförmig ausgebildetes, aus elastischem Material bestehendes inneres dynamisches Dichtungselement 26 angeordnet, um das flüssige Produkt im Strömungsdurchgang 27 des Drehgelenks 15 zu halten. Zwischen der inneren Oberfläche 19b des äußeren Elements 19 und der äußeren Oberfläche 18b des inneren Elements 18 ist ein äußeres dynamisches Dichtungselement 3o aus elastischem Material vorgesehen, um den Eintritt von Schmutz und anderen Verunreinigungen in das Lagersystem von außen her zu verhindern.

Um zu verhindern, daß flüssige Stoffe, die durch das innere und äußere Dichtungselement 26 und 3o lecken könnten, in die Atmosphäre entweichen, ist das Drehgelenk mit einem System zum Durchleiten von Wasser durch eine ringförmige Kammer versehen, das allgemein mit 31 bezeichnet ist, und das zwischen dem inneren Dichtungselement 26 und dem Kugellager 22 angeordnet ist. Dieses System enthält einen axialen

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Durchgang 34 im inneren Element 18 und einen entsprechenden axialen Durchgang 35 im äußeren Element 19. Die Durchgänge 34 und 35 stehen mit der ringförmigen Kammer 31 in Verbindung, so daß Wasser oder eine andere geeignete Flüssigkeit durch die Durchgänge 34 und 35 und die Kammer 31 selbst durch eine Einlaßöffnung 38 und eine Auslaßöffnung 39 umlaufen kann. Das Wasser oder die andere Flüssigkeit wird mittels eines ringförmig ausgebildeten inneren und äußeren dynamischen Kammerdichtungselements 42 bzw. 43 aus elastischem Material in den Durchgängen 34 und 35 und der ringförmigen Kammer 31 gehalten. Ein ringförmig ausgebildetes zweites dynamisches Dichtungselement 46 aus elastischem Material wirkt mit einer radialen Öffnung 47 zusammen, um Wasser zu entlüften, welches hinter das Dichtungselement 43 lecken könnte, wodurch der Kugellagerbereich des Gelenks 15 geschützt wird. Die Dichtungselemente 3o und 43 für die Kammer bilden die oberen und unteren Grenzen einer Laufringkammer 44 des Lagers, welche die Kugeln 22 und die Laufringe 23a und 23b enthält.

Während des Betriebs wird auf die Kammer 31 über die Einlaß- und Auslaßöffnung 38 und 39 ein Wasserdruck ausgeübt, der mindestens gleich dem Fluiddruck des Strömungsdurchgangs 27 des Gelenks 15 ist. Dieser Wasserdruck verhindert, daß ein im Strömungsdurchgang 27 enthaltenes Fluid durch die Dichtungselemente 26 und 42 zur Außenseite des Gelenks 15 leckt.

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, kann in einem Ladearm oder in einer anderen gelenkigen Rohreinrichtung mit mehr als einem Drehgelenk nach der vorliegenden Erfindung eine Metalleitung 5o oder eine andere geeignete Fluidleitung dazu verwendet werden, die Einlaß- und Auslaßöffnungen 38 und 39 der Gelenke in Reihe miteinander zu verbinden, so daß Wasser, das bei einem Einlaß 51 (Fig. 2) zugeführt wird, durch die Kammern 31 aller Drehgelenke 15 zu einem Auslaß

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54 zirkuliert werden kann.

Die vorliegende Erfindung schafft ein verbessertes Drehgelenk, welches eine Anzahl von Dichtungselementen aus elastischem Material zwischen dem inneren und äußeren Element 18 bzw. 19 des Gelenks 15 aufweist, sowie eine zusätzliche Lecksperre in Form einer ringförmigen Kammer, welche mit Wasser oder einer anderen geeigneten Flüssigkeit unter Druck gefüllt ist- Die Einstellung des Wasserdrucks kann dazu benutzt werden, eine Leckage durch die elastischen Dichtungsglieder zu verhindern, um ein Lecken gefährlicher Stoffe aus den Drehgelenken zu verhindern.

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Claims

Patentansprüche

1./ Drehgelenk mit einem Strömungsdurchgang und mit einer Lecksperre gegen das Entweichen von insbesondere gefährlichen Produkten aus dem Strömungsdurchgang, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) ein ringförmiges inneres Element (18), welches den Strömungsdurchgang (27) aufweist,

b) ein ringförmiges äußeres Element (19), welches das innere Element (18) umgibt,

c) eine ringförmige Laufringkammer (44), welche durch die äußere Oberfläche (18b) des inneren Elements (18) und durch die innere Oberfläche (19b) des äußeren Elements

(19) festgelegt ist,

d) eine Anzahl Rollkörper (22) _v die in die Laufringkammer

(44) eingebracht sind und dazu dienen, eine relative Drehbewegung zwischen dem äußeren und innersn Element (IS bzw. 18) zu erleichtern,

e) eine Abdichtung (3ο,, 46) zum Abdichten der Laufringkammer (44) bei jeder Stirnseite,

f) eine ringförmige Flüssigkeitskammer (34) zwischen der Laufringkammer (44) und dem Strömungsdurchgang (27) und

g) eine Einrichtung (51, 38) zum Leiten von Druckflüssigkeit in die Flüssigkeitskammer (34).

2. Drehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Strömungsäurchgang (27) und der Flüssigkeitskammer {34) eine ringförmige Dichtung -(26, 42) vorgesehen ist,

3. Drehgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g -e kennzeichnet, daß zwischen xier Flüssigkeitskammer (34) und der Laufringkammer (44) eine ringförmige Dichtung (43) vorgesehen ist.

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•A·

4. Drehgelenk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß ein Durchgang (47) vorgesehen ist, von dem eine Öffnung bei der ringförmigen Dichtung (43) zwischen der Flüssigkeitskammer (34) und der Laufringkammer (44) sich befindet und der zum Entlüften einer durch diese Dichtung leckenden Flüssigkeit dient.

5. Drehgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß ein Einlaß (38) zum Zuführen von unter Druck stehender Flüssigkeit zu einer Stirnseite der Flüssigkeitskammer (34),und ein Auslaß (35, 39) zum Auslassen von Flüssigkeit aus der anderen Stirnseite der Flüssigkeitsmammer (34) vorgesehen .ist.

6. Drehgelenk mit einem Strömungsdurchgang und mit einer Lecksperre gegen das Entweichen von insbesondere gefährlichen Produkten aus dem Strömungsdurchgang, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a') ein ringförmiges inneres Element (18.) , welches in seiner Außenfläche (18b) eine ringförmige Nut aufweist,

b¹) ein ringförmiges äußeres Element (19), welches eine ringförmige Nut in seiner Innenfläche (19b) und bei einer Stirnseite einen radial einwärts sich erstreckenden Flansch (19a) aufweist und welches t3as innere Element XlSj umgibt_,

c') eine Anzahl füllkörper (-22) , die zwischen üem -äußeren Element i19) und dem inneren Element (IS) eingebracht sind, wobei jeder Röllkorper (22) sich in einer Laufringkammer (44) Toefindet, die durch die Nuten festgelegt ist,

d'l eine erste ringförmige -Dichtung ^26=, 42)-, die zwischen -dem Flansch <19a) -am äußeren Element (193 und der Stirnseite des "inneren Elements ί18) angeöxdnet ist,

e') eine ringförmige Flüssigkeitskarnmer \34) zwischen der Laufrlngkämmer 1[44) -un-d -der -ersten -ringförmigen Dich-

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tung (26, 42) und

f¹} eine zweite ringförmige Dichtung (43) zwischen der Flüssigkeitskaramer (34) und der Laufringkammer (44).

7. Drehgelenk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß eine Einrichtung (51, 38) zum. Leiten von Druckflüssigkeit in die Flüssigkeitskammer (34) vorgesehen ist.

8. Drehgelenk nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei jeder Stirnseite der Laufringkammer (44) eine ringförmige Dichtung (3o, 46) angeordnet ist.

9. Drehgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stirnseite der Flüssigkeitskammer (34) mit einem Einlaß (38), und die andere Stirnseite der Kammer mit einem Auslaß (39) verbunden ist.

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