DE60009473T2 - Drehbare kupplung für flüssigkeitsführende leitungen - Google Patents

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    • Y10T137/8593Systems
    • Y10T137/86268With running joint between movable parts of system

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplung für Strömungsmittelleitungen, welche eine Drehbewegung der Leitungen relativ zueinander gestattet, und insbesondere eine solche Kupplung, welche für einen Betrieb in einer Hochvakuum-Außenumgebung ausgebildet ist.
  • Oft ist es notwendig, Strömungsmittelleitungen in einer Art und Weise miteinander zu kuppeln, welche eine Drehung der Leitungen relativ zueinander gestattet. Ein Beispiel ist eine Kühlleitung in einer drehbaren Sensoranordnung. Ein Strom eines flüssigen Kühlmittels strömt von einer Quelle über eine Leitung zu einem Sensor, der auf einer drehbaren Kardanaufhängung montiert ist. Die Leitung muß drehbar sein, um eine Drehung der Kardanaufhängung zuzulassen.
  • Gegenwärtig gibt es zwei Techniken zum Erreichen der Drehbarkeit in der Leitung. Gemäß einer Technik ist eine Verbindung mit O-Dichtungsringen vorgesehen, welche im Zuge der Leitung angeordnet ist. Diese Konstruktion ist zwar arbeitsfähig, doch hat diese Lösung den Nachteil, daß eine beträchtliche Undichtigkeit für die Flüssigkeit oder das Gas durch die Dichtung hindurch auftreten kann. Die Undichtigkeit kann besonders problematisch sein, wenn die Struktur in einer Hochvakuum-Umgebung, beispielsweise im Raum betrieben wird. Die äußere Vakuumumgebung beschleunigt die Undichtigkeit durch die Dichtung hindurch. Der Verlust von Flüssigkeit oder Gas kann die Lebensdauer des Systems aufgrund der Ausströmung von Kühlmittel begrenzen und der Verlust von Gas kann den Betrieb anderer Teile des Raumfahrzeugs nachteilig beeinflussen.
  • Die andere Lösung sieht die Verwendung einer Rohrspirale oder Leitungsspirale vor welche keine Verbindungsstellen über ihre Länge hat, um das Kühlmittel zu för dern. Die Röhre wickelt sich auf oder wickelt sich ab, wenn die Kardanaufhängung sich dreht. Diese Leitungskonstruktion vermeidet Undichtigkeit, begrenzt aber die Drehung der Kardanaufhängung auf bis zu etwa 1,5 Umdrehungen in jeder Richtung. Diese Begrenzung der Größe der Drehung kann diese Lösung für bestimmte Anwendungsfälle unbrauchbar machen, beispielsweise bei Sensorsystemen, welche mehrfache Objekte gleichzeitig verfolgen müssen. Die Leitung führt auch eine unkontrollierte Hemmung in die Drehung der Kardanaufhängung ein, was die Präzision der Verfolgung des kardanisch aufgehängten Sensors nachteilig beeinflußt. Während also arbeitsfähige Leitungsstrukturen bekannt sind, haben sie sämtlich Nachteile, insbesondere in Vakuumumgebung. Es besteht ein Bedarf an einer verbesserten Technik zur Kupplung einer Strömungsmittelleitung an eine drehbare Struktur. Die vorliegende Erfindung befriedigt diesen Bedarf und hat weiter zugehörige Vorteile.
  • Die US-A-2 253 932 offenbart eine drehbare Kupplung, bei welcher die Abdichtung durch einen Raum erreicht wird, der mit einem unter Druck stehenden Strömungsmittel erfüllt ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Durch die vorliegende Erfindung wird eine drehbare Kupplung für Strömungsmittelleitungen geschaffen, welche zwei Strömungsmittelleitungen miteinander verbindet, die sich relativ zueinander drehen. Die drehbare Kupplung bewirkt eine Verbindung, welche unbegrenzte Drehungen in beiden Richtungen zuläßt. Es wird im wesentlichen kein Strömungsmittel durch Undichtigkeit über die Dichtungen aus der drehbaren Verbindung verloren. Die drehbare Kupplung ist daher ideal für die Verwendung in einer Vakuumumgebung, beispielsweise im Raum geeignet. Gemäß der Erfindung enthält eine drehbare Strömungsmittelkupplung eine erste Strömungsmittelleitung, und eine zweite Strömungsmittelleitung in Strömungsmittelverbindung mit der ersten Strömungsmittelleitung, wobei die zweite Strömungsmittelleitung relativ zur ersten Strömungsmittelleitung drehbar ist. Die Kupplung enthält weiter eine Dichtung zwischen der ersten Strömungsmittelleitung und der zweiten Strömungsmittelleitung an einer Verbindungsstelle zwischen der ersten Strömungsmittelleitung und der zweiten Strömungsmittelleitung. Die Dichtung zwischen der ersten Strömungsmittelleitung und der zweiten Strömungsmittelleitung dichtet gegen eine Verlust von Strömungsmittel aus der Verbindungsstelle zwischen der ersten Strömungsmittelleitung und der zweiten Strömungsmittelleitung ab. Eine Rückführungs-Strömungsmittelleitung besitzt ein Einlaßende, das so angeordnet ist, daß es eine Strömungsmittelleckage durch die Dichtung zwischen der ersten Strömungsmittelleitung und der zweiten Strömungsmittelleitung aufnimmt. Vorzugsweise ist die Rückführungsströmungsmittelleitung konzentrisch um die erste Strömungsmittelleitung herum angeordnet, so daß Strömungsmittel in einem Rückführungs-Ringraum zwischen den beiden Leitungen strömen kann. Eine Dichtung zwischen der Rückführungsleitung und der Verbindungsstelle an dem Einlaßende der Rückführungs-Strömungsmittelleitung dichtet gegen einer Verlust von Strömungsmittel an dem Einlaßende der Rückführungs-Strömungsmittelleitung zu einer äußeren Umgebung hin ab. Eine Strömungsmittel-Druckvorspannungsquelle in Verbindung mit der Rückführungs-Strömungsmittelleitung führt Strömungsmittel weg von dem Einlaßende durch die Rückführungs-Strömungsmittelleitung. In einem typischen Falle ist die erste Strömungsmittelleitung relativ stillstehend und die zweite Strömungsmittelleitung dreht sich. Jede der Dichtungen enthält vorzugsweise einen O-Ring. In einem Anwendungsfall von besonderen Interesse für die Erfindung ist die erste Strömungsmittelleitung eine solche von einer Flüssigkeitsquelle her und die zweite Strömungsmittelleitung ist eine Flüssigkeits-Ablaufleitung.
  • In einer Ausführungsform enthält die drehbare Strömungsmittelkupplung weiter eine dritte Strömungsmittelleitung und eine vierte Strömungsmittelleitung in Strömungsmittelverbindung mit der dritten Strömungsmittelleitung, welche so über der zweiten Strömungsmittelleitung liegt, daß Strömungsmittel in einem der vierten Strömungsmittelleitung zugeordneten Ringraum zwischen der zweiten Strömungsmittelleitung und der vierten Strömungsmittelleitung strömen kann. Eine Dichtung zwischen der dritten Strömungsmittelleitung und der vierten Strömungsmittelleitung an einer zweiten Verbindungsstelle zwischen der dritten Strömungsmittelleitung und der vierten Strömungsmittelleitung dichtet gegen einer Verlust von Strömungsmittel von der zweiten Verbindungsstelle zu der Rückführungs-Strömungsmittelleitung ab. Das Einlaßende der Rückführungs-Strömungsmittelleitung ist so angeordnet, daß es eine Strömungsmittelleckage durch die Dichtung zwischen der dritten Strömungsmittelleitung und der vierten Strömungsmittelleitung aufnimmt.
  • In einer Anwendung dieser Ausführungsform mit einer dritten Strömungsmittelleitung und einer vierten Strömungsmittelleitung führen die erste Strömungsmittelleitung und die zweite Strömungsmittelleitung ein verflüssigtes Kühlmittel von einer Kühlmittelquelle zu einer zu kühlenden Struktur, beispielsweise einer Sensoranordnung. Die dritte Strömungsmittelleitung und die vierte Strömungsmittelleitung führen verdampfte Flüssigkeit, nämlich das Kühlmittel in seiner gasförmigen Gestalt von der zu kühlenden Struktur zurück zu der Kühlmittelquelle. Die drehbare Strömungsmittelkupplung bildet eine einzige drehbare Strömungsmittelkupplung für beide Leitungspaare. Die Rückführungs-Strömungsmittelleitung fängt eine Strömungsmittelleckage über die Dichtung zwischen der dritten Strömungsmittelleitung und der vierten Strömungsmittelleitung auf und führt sie zu der Kühlmittelquelle, falls nötig, zur Kondensation, sowie für die neuerliche Verwendung zurück.
  • Die vorliegende Erfindung schafft eine drehbare Strömungsmittelkupplung, welche eine drehbare Kupplung ohne Begrenzung der Anzahl der Drehungen ermöglicht und ohne daß eine wesentliche Hemmungsgröße auf die Drehung wirkt, und außerdem verhindert die Kupplung im Betrieb eine Leckage von Strömungsmittel aus der drehbaren Kupplung. Die drehbare Kupplung ist daher besonders nützlich in einem System, das für lange Zeitdauer in Betrieb bleiben muß, ohne daß Strömungsmittel austritt. Die drehbare Kupplung ist auch besonders brauchbar in einer Vakuumumgebung, in welcher der Verlust von Strömungsmittel die Reinheit des Systems nachteilig beeinflussen kann. Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierteren Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, welche beispielsweise Grundsätze der Erfindung darstellen. Der Grundgedanke der Erfindung ist jedoch nicht auf diese bevorzugte Ausführungsform beschränkt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform einer drehbaren Strömungsmittelkupplung;
  • 2 ist eine schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform einer drehbaren Strömungsmittelkupplung; und
  • 3 ist eine schematische Schnittansicht einer dritten Ausführungsform einer drehbaren Strömungsmittelkupplung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • 1 zeigt eine drehbare Strömungsmittelkupplung 20, welche Strömungsmittel von einer Strömungsmittelquelle 22 zu einer mit Strömungsmittel belieferten Struktur 24 führt. In den Zeichnungen bezeichnen Pfeile innerhalb von Leitungen die Richtungen des Strömungsmittelstromes. Die drehbare Strömungsmittelkupplung 20 ist für zwei Richtungen ausgebildet und das Strömungsmittel könnte, falls gewünscht, auch in der entgegengesetzten Richtung strömen. Die hier gezeigten Ausführungsformen sind als bevorzugt anzusehen. Der Ausdruck "Strömungsmittel", wie er hier verwendet wird, enthält sowohl Flüssigkeiten als auch Gase, nicht jedoch einen Feststoff. Die mit Strömungsmittel versorgte Struktur 24 ist relativ zu der Strömungsmittelquelle 22 etwa um eine Drehachse 26 drehbar.
  • In einem Anwendungsfall von besonderen Interesse ist das Strömungsmittel eine Tieftemperaturflüssigkeit, beispielsweise flüssiger Stickstoff, und die Strömungsmittelquelle 22 ist eine Tieftemperaturflüssigkeitsquelle, während die mit Strömungsmittel versorgte Struktur 24 ein zu kühlendes Gerät ist, beispielsweise eine Sensoranordnung, welche annähernd auf die Temperatur von flüssigem Stickstoff, nämlich 77° K zu kühlen ist. Das gesamte System der drehbaren Kupplung 20, der Strömungsmittelquelle 22 und der mit Strömungsmittel versorgten Struktur 24 befindet sich in einer Vakuumumgebung. Die Verwendung der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf diese bevorzugte Anwendung begrenzt. Die drehbare Strömungsmittelkupplung 20 enthält eine erste Strömungsmittelleitung 28, welche bei der Ausführungsform nach 1 von einem Kanal in einem Gehäuse 29 gebildet wird. Ein erstes Ende 30 der ersten Strömungsmittelleitung 28 steht in Strömungsmittelverbindung mit der Strömungsmittelquelle 22 und dient so als Strömungsmittelleitung von der Flüssigkeitsquelle aus. Der Ausdruck "Leitung" wird vorliegend im konventionellen Sinne verwendet, was ein Rohr, einen Schlauch, einen Kanal oder dergleichen zum Fortleiten eines Strömungsmittels bedeutet. Ein erstes Ende 32 einer zweiten Strömungsmittelleitung 34 befindet sich in Strömungsmittelverbindung mit einem zweiten Ende 36 der ersten Strömungsmittelleitung 28. In der Darstellung von 1 ist die zweite Strömungsmittelleitung 34 ein Rohr. Ein zweites Ende 38 der zweiten Strömungsmittelleitung 34 befindet sich in Strömungsmittelverbindung mit der mit Strömungsmittel versorgten Struktur 24. Das zweite Ende 36 der ersten Strömungsmittelleitung 28 trifft auf das erste Ende 32 der zweiten Strömungsmittelleitung 34 an einer Verbindungsstelle 40. Die zweite Strömungsmittelleitung 34 dreht sich um die Drehachse 26 relativ zur ersten Strömungsmittelleitung 28. In diesem Falle ist die erste Strömungsmittelleitung 28 als stillstehend dargestellt und die zweite Strömungsmittelleitung 34 ist als sich drehend dargestellt.
  • Eine Dichtung 42 zwischen der ersten Strömungsmittelleitung und der zweiten Strömungsmittelleitung ist an einer Verbindungsstelle 40 zwischen der ersten Strömungssmittelleitung 28 und der zweiten Strömungsmittelleitung 34 vorgesehen. Diese Dichtung 42 zwischen der ersten Strömungsmittelleitung und der zweiten Strömungsmittelleitung enthält vorzugsweise mindestens einen O-Dichtungsring um den Außenumfang der zweiten Strömungsmittelleitung 34 herum, sowie vorzugsweise mehrere O-Dichtungsringe, welche hintereinander geschaltet sind (in der Darstellung sind zwei solche Dichtungsringe vorgesehen). Diese erste Dichtung 42 zwischen der ersten Strömungsmittelleitung und der zweiten Strömungsmittelleitung dichtet gegen Verluste von Strömungsmittel aus der Verbindungsstelle 40 zwischen der ersten Strömungsmittellei tung 28 und der zweiten Strömungsmittelleitung 34 ab, wobei aber eine bestimmte Leckage durch diese Dichtung 42 auftritt.
  • Die drehbare Strömungsmittelkupplung 20 enthält weiter eine Rückführungs-Ströungsmittelleitung 44 mit einem Einlaßende 46, welches mit der stromab befindlichen Seite (Niederdruckseite) der Dichtung 42 zwischen der ersten Strömungsmittelleitung ud der zweiten Strömungsmittelleitung in Strömungsmittelverbindung steht und diese Dichtung überlagert. I einzelnen nimmt das Einlaßende 46 die Leckage durch die Dichtung 42 zwischen der ersten Strömungsmittelleitung und der zweiten Strömungsmittelleitung auf. Die Rückführungs-Strömungsmittelleitung 44 ist ringförmig dargestellt und ist konzentrisch zu der ersten Strömungsmittelleitung 28 und in diesem Falle zu dem Gehäuse 29, in welchem die erste Strömungsmittelleitung 28 gebildet ist, und überlagert die erste Strömungsmittelleitung. Das Einlaßende 46 ist vorzugsweise ringgförmig. Das Einlaßende 46 ist so angeordnet, daß es jedwedes Strömungsmittel auffängt, welches durch die Dichtung 42 zwischen der ersten Strömungsmittelleitung und der zweiten Strömungsmittelleitung aus dem Inneren der ersten Strömungsmittelleitung 28 und/oder der zweiten Strömungsmittelleitung 34 im Bereich der Verbindungsstelle 40 ausleckt. Eine Rückführungs-Verbindungsdichtung 48 bildet eine Abdichtung zwischen dem Einlaßende 46 der Rückführungs-Strömungsmittelleitung 44 und der ersten Strömungsmittelleitung 28 und/oder der zweiten Strömungsmittelleitung 34. Vorliegend ist, wie dargestellt, die Rückführungs-Verbindungsdichtung 48 zwischen dem Einlaßende 46 und einer Außenoberfläche der zweiten Strömungsmittelleitung 34 gebildet. Die Rückführungs-Verbindungsdichtung 48 dichtet gegen Verluste von Strömungsmittel aus der Rückführungs-Strömungsmittelleitung 44 zur äußeren Umgebung hin ab. Die Rückführungs-/Verbindungsabdichtung 48 enthält vorzugsweise mindestens einen O-Dichtungsring.
  • Eine Strömungsmittel-Druckvorspannungsquelle, vorliegend als Vakuumquelle 50 dargestellt, steht in Verbindung mit einem Auslassende 52 der Rückführungs-Strömungsmittelleitung 44. Die Vakuumquelle 50, welche bei der vorliegenden Ausführungsform vorzugsweise eine Vakuumpumpe ist, treibt Strömungsmittel in einer Rich tung von dem Einlassende 46 über die Rückführungs-Strömungsmittelleitung 44. Das Strömungsmittel, welches durch die Rückführungs-Strömungsmittelleitung 44 gezogen wird, fließt in ein Strömungsmittelreservoir 54, welche mit einer gegebenenfalls vorgesehenen Quellenleitung 56 versehen sein kann, um das eingefangene Strömungsmittel zu der Strömungsmittelquelle 22 zurückzuführen.
  • Wenn sich die zweite Strömungsmittelleitung 34 relativ zu der ersten Strömungsmittelleitung 28 um die Drehachse 26 dreht, während Strömungsmittel in den Leitungen 28 und 34 strömt, tritt unvermeidlich eine gewisse Strömungsmittelleckage durch die Dichtung 42 zwischen der ersten Strömungsmittelleitung und der zweiten Strömungsmittelleitung auf. Jedwede solche Leckage wird am Einlassende 46 der Rückführungs-Strömungsmittelleitung 44 aufgefangen und durch die Rückführungs-Strömungsmittelleitung 44 zu der Vakuumquelle 50 und dem Strömungsmittelreservoir 54 geführt. Da die Menge von Strömungsmittel, die durch die Dichtung 42 zwischen der ersten Strömungsmittelleitung und der zweiten Strömungsmittelleitung verloren geht, verhältnismäßig klein ist und unmittelbar zu der Vakuumquelle 50 zurückgeführt wird, tritt praktisch kein solcher Strömungsmittelverlust durch Leckage über die Rückführungs-/Verbindungsdichtung 48 auf. Die drehbare Strömungsmittelkupplung 20 ist somit im wesentlichen ein geschlossenes System, bei welchem sämtliche Strömungsmittel innerhalb des Systems zurückgehalten wird.
  • Oft tritt der Fall ein, daß Strömungsmittel auch gleichzeitig von der mit Strömungsmittel versorgten Struktur 24 zurück zu der Strömungsmittelquelle 22 geführt werden muß. 2 zeigt eine drehbare Strömungsmittelkupplung 20a, welche diesen Zweck erfüllt. Das Strömungsmittel, das von der versorgten Struktur 24 zurück zu der Strömungsmittelquelle 22 geleitet wird, ist typischerweise von der selben chemischen Zusammensetzung wie das Strömungsmittel, das von der Strömungsmittelquelle 22 zu der versorgten Struktur 24 geführt wird, doch kann es sich in einem unterschiedlichen physikalischen Zustand befinden. Wenn beispielsweise ein Tieftemperaturströmungsmittel von der Strömungsmittelquelle 22 zu der versorgten Struktur 24 geleitet wird, ist es wünschenswert. daß jedwedes Gas, das durch die Verdampfung des Tieftemperatur- Strömungsmittel entsteht, zu der Strömungsmittelquelle 22 zurückgeführt wird, um kondensiert und wiederverwendet zu werden. Das Gas hat die selbe Zusammensetzung wie die Flüssigkeit und es ist daher zulässig, daß sie sich in der drehbaren Kupplung 20a mischen. Die Ausführungsform nach 2 enthält viele der Bauteile der Ausführungsform nach 1 und es werden auch jeweils gleiche Bezugszahlen für solche zu 1 entsprechende Bauteile der Ausführungsform nach 2 verwendet. Auf die vorausgehende Beschreibung dieser gemeinsamen Bauteile sei hier hingewiesen. Die Ausführungsform nach 2 enthält zusätzliche Leitungen und Dichtungen, um das Strömungsmittel von der versorgten Struktur 24 zu der Strömungsmittelquelle 22 zurückzuführen.
  • Die drehbare Strömungsmittelkupplung 20a enthält weiter eine dritte Strömungsmittelleitung 60 und eine vierte Strömungsmittelleitung 62 in Strömungsmittelverbindung mit der Strömungsmittelleitung 60. Strömungsmittel strömt von der versorgten Struktur in ein erstes Ende 64 der vierten Strömungsmittelleitung 62, aus dem zweiten Ende 66 der vierten Strömungsmittelleitung 62 heraus in ein erstes Ende 68 der dritten Strömungsmittelleitung 60, und aus einem zweiten Ende 70 der dritten Strömungsmittelleitung 60 heraus. In der bevorzugten Anwendung ist die dritte Strömungsmittelleitung 60 eine Gasabführungs-Strömungsmittelleitung, und die vierte Strömungsmittelleitung 62 ist eine Gasquellen-Strömungsmittelleitung. Das zweite Ende 66 der vierten Strömungsmittelleitung 62 und das erste Ende 68 der dritten Strömungsmittelleitung 60 treffen sich an einer zweiten Verbindungsstelle 40a, welche nahe der Verbindungsstelle 40 innerhalb der drehbaren Strömungsmittelkupplung 20a gelegen ist. Die vierte Strömungsmittelleitung 62 ist konzentrisch mit der zweiten Strömungsmittelleitung 34 und überlagert diese, so daß Strömungsmittel in einem der vierten Strömungsmittelleitung zugeordneten Ringraum 71 zwischen der Außenwand der zweiten Strömungsmittelleitung 34 und der Innenwand der vierten Strömungsmittelleitung 62 strömen kann. Die vierte Strömungsmittelleitung 62 dreht sich also mit der zweiten Strömungsmittelleitung 34 um die Drehachse 26.
  • Eine Dichtung 72 zwischen der dritten Strömungsmittelleitung und der vierten Strömungsmittelleitung ist an der Verbindungsstelle 40a zwischen der dritten Strömungsmittelleitung 60 und der vierten Strömungsmittelleitung 62 gelegen. Die Dichtung 72 zwischen der dritten Strömungsmittelleitung und der vierten Strömungsmittelleitung enthält vorzugsweise mindestens einen O-Dichtungsring. Die Dichtung 72 zwischen der dritten Strömungsmittelleitung und der vierten Strömungsmittelleitung bildet eine Abdichtung zwischen der dritten Strömungsmittelleitung 60 und der vierten Strömungsmittelleitung 62 auf der einen Seite und dem Einlassende 46 der Rückführungs-Strömungsmittelleitung 44 auf der anderen Seite. Die Dichtung 72 zwischen der dritten Strömungsmittelleitung und der vierten Strömungsmittelleitung bewirkt eine Abdichtung gegen eine Strömungsmittelleckage aus der zweiten Verbindungsstelle 40a. Im Betrieb fließt Strömungsmittel von der versorgten Struktur 24 über die vierte Strömungsmittelleitung 62, durch die dritte Strömungsmittelleitung 60 und zu der Strömungsmittelquelle 22. Von hier fließt das Strömungsmittel (erforderlichenfalls nach Wiederverflüssigung) zurück zu der versorgten Struktur 24 über die erste Strömungsmittelleitung 28 und die zweite Strömungsmittelleitung 34.
  • Bei der Ausführungsform nach 2 tritt unvermeidlich eine gewisse Leckage von der Verbindungsstelle 40 über die Dichtung 42 zwischen der ersten Strömungsmittelleitung und der zweiten Strömungsmittelleitung auf. Diese Leckage von der Verbindungsstelle 40 wird weitestgehend in der Strömung durch die zweite Verbindungsstelle 40a zurück zur Strömungsmittelquelle 22 eingefangen. Jedwede Leckage aus der Verbindungsstelle 40a durch die Dichtung 72 zwischen der dritten Strömungsmittelleitung und der vierten Strömungsmittelleitung fließt in das Einlassende 46 der Rückführungs-Strömungsmittelleitung 44, zu der Vakuumquelle 50 und dem Strömungsmittelreservoir 54 und fließt gegebenenfalls zurück zur Strömungsmittelquelle 22. Die Ausführungsform nach 2 schafft daher eine drehbare Strömungsmittelkupplung 20a zum Führen von Strömungsmittel in beiden Richtungen zwischen der Strömungsmittelquelle 22 und der versorgten Struktur 24 ohne wesentlichen Verlust an Strömungsmittel durch Leckage.
  • Die drehbare Strömungsmittelkupplung ist mit unterschiedlichen Pumpsystemen und Strömungsmittelquellenanordnungen verwendbar. 3 zeigt eine andere Ausführungsform einer drehbaren Strömungsmittelkupplung 20b. Die drehbare Strömungsmittelkupplung 20b von 3 besitzt eine Kupplungskonstruktion ähnlich derjenigen der drehbaren Strömungsmittelkupplung 20a nach 2 mit einer unterschiedlichen Lösung bezüglich der Strömungsmittelquelle und des Pumpens, wobei diese Konstruktion in einigen, wenn auch nicht allen Fällen verwendbar ist. Die drehbare Strömungsmittelkupplung 20b enthält viele gleiche Elemente wie die Ausführungsform nach 2 und es wurden die selben Bezugszeichen verwendet, um diese Bauteile in 3 zu beschreiben. Auf die vorausgehende Beschreibung sei hier bezüglich dieser Bauteile hingewiesen.
  • Bei der drehbaren Strömungsmittelkupplung 20b von 3 wird Strömungmittel durch eine Pumpe 80 zu der ersten Strömungsmittelleitung 28 geliefert, wobei die Pumpe aus einem Strömungsmittelreservoir 82 fördert, das Flüssigkeit 84 enthält, und ein Gasraum 86 über der Flüssigkeit gelegen ist. Das Einlassende der Pumpe 80 liegt unter dem Spiegel der Flüssigkeit 84. Das Strömungsmittelreservoir 82 kann gegebenenfalls durch einen Kühler 88 gekühlt werden, welcher vorliegend als eine Kühlschlange dargestellt ist, doch kann auch eine andere geeignete Form gewählt werden. Durch dieses Kühlen vermindert sich der Dampfdruck oberhalb des Flüssigkeitsspiegels im Strömungsmittelreservoir 82 auf ein Niveau nahe dem Vakuum. Dieser Druck nahe dem Vakuum saugt jede mögliche Leckage ein, welche anderenfalls durch die Dichtung 48 auftreten würde und führt diese Leckstrommenge durch die Rückführungs-Strömungsmittelleitung 44 zu dem Strömungsmittelreservoir 82. Das zweite Ende 70 der dritten Strömungsmittelleitung 60 hat Verbindung mit dem Gasraum 86, so daß Gas von der versorgten Struktur 24 über die vierte Strömungsmittelleitung 62 und die dritte Strömungsmittelleitung 60 strömen und in den Gasraum 86 des Strömungsmittelreservoirs 82 gelangen kann. Da dieses Gas von dem gasförmigen Zustand in den flüssigen Zustand aufgrund der Kühlwirkung des Kühlers 88 kondensiert und in die Flüssigkeit 84 niederfällt. wird in dem Gasraum 86 ein teilweises Vakuum erzeugt. Das Auslassen de 82 der Rückführungs-Strömungsmittelleitung 44 hat auch mit dem Gasraum 86 Ver bindung. Das teilweise Vakuum, das erzeugt wird, wenn das durch die dritte Strömungsmittelleitung 60 fließende Gas in dem Gasraum 86 kondensiert, dient dazu, das Gas in der Rückführungs-Strömungsmittelleitung 44 in den Gasraum 86 hineinzuziehen. Die gesonderte Vakuumquelle 50 ist daher für diese Ausführungsform nicht erforderlich, wodurch der Leistungsbedarf und der Gewichtsaufwand des Systems vermindert wird, während die gewünschte Arbeitsqualität erreicht wird.

Claims (11)

  1. Drehbare Strömungsmittelkupplung (20), welche folgendes enthält: eine erste Strömungsmittelleitung (28); eine zweite Strömungsmittelleitung (34) in Strömungsmittelverbindung mit der ersten Strömungsmittelleitung (28), welche relativ zu der ersten Strömungsmittelleitung (28) drehbar ist; eine erste Dichtung (42) zwischen der ersten Strömungsmittelleitung und der zweiten Strömungsmittelleitung an einer Verbindungsstelle (40) zwischen der ersten Strömungsmittelleitung (28) und der zweiten Strömungsmittelleitung (34), wobei die erste Dichtung (42) zwischen der ersten Strömungsmittelleitung und der zweiten Strömungsmittelleitung gegen einen Verlust von Strömungsmittel aus der Verbindungsstelle (40) zwischen der ersten Strömungsmittelleitung (28) und der zweiten Strömungsmittelleitung (34) abdichtet; gekennzeichnet durch eine Rückführungs-Strömungsmittelleitung (44) mit einem Einlaßende (46), das so angeordnet ist, daß es eine Strömungsmittelleckage durch die Dichtung (42) zwischen der ersten Strömungsmittelleitung und der zweiten Strömungsmittelleitung aufnimmt; eine Dichtung (48) zwischen der Rückführungsleitung und der Verbindungsstelle an dem Einlaßende (46) der Rückführungsströmungsmittelleitung (44), wobei die Dichtung (48) zwischen der Rückführung und der Verbindungsstelle gegen einen Verlust von Strömungsmittel von dem Einlaßende (46) der Rückführungsströmungsmittelleitung (44) zu einer äußeren Umgebung hin abdichtet; und eine Strömungsmittel-Druckvorspannungsquelle in Verbindung mit der Rückführungsströmungsmittelleitung (44) zur Förderung von Strömungsmittel weg von dem Einlaßende (46) durch die Rückführungsströmungsmittelleitung (44).
  2. Drehbare Strömungsmittelkupplung (20) nach Anspruch 1, bei welcher die erste Strömungsmittelleitung (28) eine Strömungsmittelleitung eines Flüssigkeitsvorrates ist und die zweite Strömungsmittelleitung (34) eine Strömungsmittelleitung eines Flüssigkeitsverbrauchers ist.
  3. Drehbare Strömungsmittelkupplung (20) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei welcher die erste Strömungsmittelleitung (28) stillstehend ist und die zweite Strömungsmittelleitung (34) drehbar ist.
  4. Drehbare Strömungsmittelkupplung (20) nach irgendeinem der Ansprüche 1–3, bei welcher die erste Dichtung (42) zwischen der ersten Strömungsmittelleitung und der zweiten Strömungsmittelleitung mindestens eine O-Ring-Dichtung enthält.
  5. Drehbare Strömungsmittelkupplung (20) nach irgendeinem der Ansprüche 1–4, bei welcher die Rückführungsströmungsmittelleitung (44) konzentrisch um die erste Strömungsmittelleitung (28) herum gebildet ist, so daß Strömungsmittel in einem Rückführungs-Ringraum dazwischen strömen kann.
  6. Drehbare Strömungsmittelkupplung (20) nach irgendeinem der Ansprüche 1–5, bei welcher die Dichtung (48) zwischen der Rückführung und der Verbindungsstelle mindestens eine O-Ring-Dichtung enthält.
  7. Drehbare Strömungsmittelkupplung (20) nach irgendeinem der Ansprüche 1–6, bei welcher die Vorspannungsquelle eine Vakuumquelle (50) enthält.
  8. Drehbare Strömungsmittelkupplung (20) nach irgendeinem der Ansprüche 1–7, bei welcher die Vorspannungsquelle eine Vakuumpumpe enthält.
  9. Drehbare Strömungsmittelkupplung (20) nach einem der Ansprüche 1–8, welche weiter folgendes enthält: eine dritte Strömungsmittelleitung (60); eine vierte Strömungsmittelleitung (62) in Strömungsmittelverbindung mit der dritten Strömungsmittelleitung (60), welche so über der zweiten Strömungsmittelleitung (34) liegt, daß Strömungsmittel in einem der vierten Strömungsmittelleitung zugeordneten Ringraum zwischen der zweiten Strömungsmittelleitung (34) und der vierten Strömungsmittelleitung (62) strömen kann; und eine Dichtung (72) zwischen der dritten Strömungsmittelleitung und der vierten Strömungsmittelleitung an einer zweiten Verbindungsstelle zwischen der dritten Strömungsmittelleitung (60) und der vierten Strömungsmittelleitung (62), wobei die Dichtung (72) zwischen der dritten Strömungsmittelleitung und der vierten Strömungsmittelleitung gegen einen Verlust von Strömungsmittel aus der zweiten Verbindungsstelle zu der Rückführungsströmungsmittelleitung (44) abdichtet; und wobei das Einlaßende (46) der Rückführungsströmungsmittelleitung (44) so angeordnet ist, daß es eine Strömungsmittelleckage durch die Dichtung (72) zwischen der dritten Strömungsmittelleitung und der vierten Strömungsmittelleitung aufnimmt.
  10. Drehbare Strömungsmittelkupplung (20) nach Anspruch 9, wobei die dritten Strömungsmittelleitung (60) eine Gasaufnahme-Strömungsmittelleitung ist und die vierte Strömungsmittelleitung (62) eine Gasquellen-Strömungsmittelleitung ist.
  11. Drehbare Strömungsmittelkupplung (20) nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, bei welcher die Vorspannquelle eine Masse verflüssigten Gases umfaßt und die dritte Strömungsmittelleitung (60) in Gasströmungsverbindung mit einer Oberfläche der Masse verflüssigten Gases steht.
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