SE530827C2

SE530827C2 - Device for rock drilling

Info

Publication number: SE530827C2
Application number: SE0601910A
Authority: SE
Inventors: Jan-Olof Karlsson
Original assignee: Atlas Copco Rock Drills Ab
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2006-09-15
Publication date: 2008-09-23
Also published as: SE0601910L; WO2008033078A1

Description

20 25 30 530 BZ? belastningen och/eller den trycksatta fluidens inverkan på tätningen är. Den uppkomna friktionen genererar, förutom slitage, energiförluster i form av värme som negativt kan påverka tätningarnas livslängd. 20 25 30 530 BZ? the load and / or the effect of the pressurized fluid on the seal is. The friction that arises generates, in addition to wear, energy losses in the form of heat that can negatively affect the service life of the seals.

En alternativ metod för tätning av den ovan nämnda typen av fluidkopplingar är tätning medelst axialplantätningar. Vid användning av axialplantätningar är det mycket viktigt att plantätningsytorna verkligen är plana och parallella med varandra. Ett problem är emellertid att ytorna deformeras vid trycksättning, så att tätningsspalterna förändras, vilket kan generera ökat läckage och/eller ökad förslitning.An alternative method of sealing the above-mentioned type of fluid couplings is sealing by means of axial plane seals. When using axial floor seals, it is very important that the floor sealing surfaces are really flat and parallel to each other. One problem, however, is that the surfaces are deformed during pressurization, so that the sealing gaps change, which can generate increased leakage and / or increased wear.

Enligt ovan existerar således ett behov av ett förbättrat förfarande för tätning av i förhållande till varandra roterbara delar, mellan vilka en trycksatt fluid är anordnad att överföras.Thus, according to the above, there is a need for an improved method for sealing parts rotatable relative to each other, between which a pressurized fluid is arranged to be transferred.

Sammanfattning av uppfinningen Det är ett syfte med föreliggande uppfinning att tillhandahålla en anordning för tät överföring av en fluid mellan en första del och en andra del som löser ovanstående problem. Detta och andra syften uppnås enligt föreliggande uppfinning genom en anordning såsom definierad i patentkrav 1.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a device for tightly transferring a fluid between a first part and a second part which solves the above problems. This and other objects are achieved according to the present invention by a device as defined in claim 1.

Enligt föreliggande uppfinning tillhandahålls en anordning för tät överföring av en fluid mellan en första del och en andra del, vilka är anordnade att i ett driftsläge vridas och/eller roteras i förhållande till varandra. Nämnda första del inkluderar ett trycktätningselement, vilket är axiellt rörligt anordnat relativt ett säte i nämnda första del, och anordnat i sätet så att det är åtminstone i radiell led tryckbalanserat vid tryckpåverkan. Detta har fördelen att det hela tiden kan undvikas att trycktätningselementet snedställs vid trycksättning, vilket medför att läckage och friktionsförluster/slitage avsevärt kan minskas. 10 15 20 25 30 530 82? Trycktätningselementet kan vara utformat på så sätt att dess tryckpàverkade ytor i radiellt utåtriktad respektive radiellt inåtriktad led vid tryckpåverkan utsätts för lika stora och motsatt riktade krafter. Detta har fördelen att nämnda tryckavlastning kan åstadkommas på ett enkelt och effektivt sätt.According to the present invention, there is provided a device for tightly transferring a fluid between a first part and a second part, which are arranged to be rotated and / or rotated relative to each other in an operating position. Said first part includes a pressure sealing element, which is axially movably arranged relative to a seat in said first part, and arranged in the seat so that it is at least in radial direction pressure balanced under the influence of pressure. This has the advantage that it can always be avoided that the pressure sealing element is skewed during pressurization, which means that leakage and friction losses / wear can be considerably reduced. 10 15 20 25 30 530 82? The pressure sealing element can be designed in such a way that its pressure-affected surfaces in radially outwardly directed and radially inwardly directed joints are subjected to equal and oppositely directed forces during pressure action. This has the advantage that said pressure relief can be achieved in a simple and efficient manner.

Ytterligare egenskaper och fördelar med föreliggande uppfinning kommer att framgå ur nedanstående detaljerade beskrivning.Additional features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description.

Kort beskrivning av ritningarna Fig. 1 visar en exempelanordning enligt föreliggande uppfinning.Brief Description of the Drawings Fig. 1 shows an exemplary device according to the present invention.

Fig. 2 visar en del av anordningen i fig. 1 i förstorad skala.Fig. 2 shows a part of the device in Fig. 1 on an enlarged scale.

Fig. 3 visar ett exempel på en slitring för användning med föreliggande uppfinning.Fig. 3 shows an example of a wear ring for use with the present invention.

Fig. 4 visar en alternativ exempelanordning enligt föreliggande uppfinning.Fig. 4 shows an alternative exemplary device according to the present invention.

Fig. 5 visar ytterligare en exempelanordning enligt föreliggande uppfinning.Fig. 5 shows a further exemplary device according to the present invention.

Detaljerad beskrivning av en exempelutföringsform I fig. l visas ett exempel på en anordning 10 där föreliggande uppfinning med fördel kan användas. Anordningen innefattar en första del ll, avsedd att i drift rotera och vilken t.ex. kan utgöras av en axel, en hydrauliskt manövrerad roterande chuck, t.ex. avsedd för fasthållning av någon typ av bergborrningsverktyg (verktygsinfästningen visas ej). Nämnda första del kan också, såsom i detta fall, utgöras av en vid bergborrning, t.ex. sänkborrning, använd borrsträngkomponent ll. Vid sänkborrning är ett slagverktyg (borrhammare) anordnad nere i borrhålet och förbunden med en bärare vid ytan via en 10 15 20 25 30 530 BE? borrsträng som vanligtvis utgörs av sammangängade rör, s.k. borrsträngkomponenter, vilka leder ner en trycksatt fluid i form av t.ex. tryckluft till borrhammaren. Den visade komponenten ll utgörs av till bäraren infästad komponent, varvid borrsträngkomponenter under hand varefter borrningen framskrider införs mellan komponenten 11 och slagverktyget.Detailed Description of an Exemplary Embodiment Fig. 1 shows an example of a device 10 in which the present invention may be used to advantage. The device comprises a first part 11, intended to rotate in operation and which e.g. can consist of a shaft, a hydraulically operated rotating chuck, e.g. intended for holding any type of rock drilling tool (the tool attachment is not shown). Said first part can also, as in this case, consist of a wide rock bore, e.g. countersinking, use drill string component ll. In submersible drilling, a percussion tool (hammer drill) is arranged down in the borehole and connected to a carrier at the surface via a 10 15 20 25 30 530 BE? drill string which usually consists of interconnected pipes, so-called drill string components, which lead down a pressurized fluid in the form of e.g. compressed air to the hammer drill. The component 11 shown is a component attached to the carrier, whereby drill string components are inserted manually, after which the drilling progress is inserted between the component 11 and the percussion tool.

Den visade anordningen 10 innefattar även en andra del 12, koaxiellt anordnad kring borrsträngkomponenten 11, och som används för att överföra en trycksatt fluid till (eller från) borrsträngkomponenten 11. I figuren utgörs nämnda andra del 12 av ett nav, och i drift tillförs en trycksatt fluid från navet 12 till borrsträngkomponenten 11 via en eller flera i navet 12 anordnade och mot borrsträngkomponenten 11 mynnande kanaler 13. I borrsträngkomponenten ll finns ett eller flera motsvarande hål 14 (vilka vid rotation periodvis inriktas med kanalerna 13), varigenom den trycksatta fluiden kan överföras till borrsträngkomponenten 11 för att sedan via i den första delen anordnade (icke visade) kanaler ledas till önskat organ, i detta fall det i borrhålet anordnade slagverktyget.The device 10 shown also comprises a second part 12, coaxially arranged around the drill string component 11, and which is used to transfer a pressurized fluid to (or from) the drill string component 11. In the figure, said second part 12 is constituted by a hub, and in operation a pressurized fluid from the hub 12 to the drill string component 11 via one or more channels 13 arranged in the hub 12 and opening towards the drill string component 11 There are one or more corresponding holes 14 in the drill string component 11 ( transferred to the drill string component 11 and then led via channels (not shown) arranged in the first part to the desired member, in this case the percussion tool arranged in the borehole.

Vid anordningen av den i fig. 1 visade typen kan enligt ovan överföringen av den trycksatta fluiden generera problem. Dessa problem eskalerar vidare vid användning i utsatta miljöer, såsom vid t.ex. vid sänkborrning, där, förutom inverkan av delarnas rotation relativt varandra, faktorer såsom skakningar, vibrationer och kast påfrestar tätningsytor mellan delarna 11, 12. Såsom nämnts ovan kan radialtätningar användas vid denna typ av kopplingar, men förutom de tidigare angivna nackdelarna kommer radialtätningarna att slitas ytterligare vid t.ex. de vid borrning i granit vanligen förekommande radiella kast. Såsom också nämnts uppvisar även axialplantätningar likartade problem. Föreliggande uppfinning 10 15 20 25 30 530 82? löser eller åtminstone lindrar dessa problem medelst det i fig. 1 visade trycktätningselementet 15.In the device of the type shown in Fig. 1, according to the above, the transfer of the pressurized fluid can generate problems. These problems further escalate when used in exposed environments, such as in e.g. in countersink drilling, where, in addition to the effect of the rotation of the parts relative to each other, factors such as vibrations, vibrations and throws stress sealing surfaces between the parts 11, 12. As mentioned above, radial seals can be used in this type of coupling, but in addition to the previously stated disadvantages. further at e.g. the radial casts commonly encountered when drilling in granite. As also mentioned, axial plane seals also present similar problems. The present invention 10 15 20 25 30 530 82? solves or at least alleviates these problems by means of the pressure sealing element 15 shown in Fig. 1.

I den i fig. 1 visade anordningen används trycktätningselementet 15 för att säkerställa att inga oönskade påfrestningar uppstår när tryckfluidöverföring sker från nav 12 till borrsträngkomponenten 11 under rotation av borrsträngkomponenten 11. Trycktätningselementet 15 innefattar en tätningsyta 16, vilken i drift är anordnad att löpa mot en motsvarande på navet 12 anordnad tätningsyta 17. För att tryckfluidöverföring under borrsträngrotation ska ske med litet slitage och god tätning är det viktigt att dessa tätningsytor alltid hålls helt parallella. I en sedvanlig anordning med ett trycktätningselement av den i fig. 1 visade typen tenderar dock den trycksatta fluiden att intränga mellan borrsträngkomponenten ll och trycktätningselementet 15 enligt pilen A, vilket leder till att trycktätningselementet 15 tenderar att snedställas (spalten mellan trycktätningselement 15 och borrsträngkomponent ll blir större vid punkten B än vid punkten C) med resultatet att tätningsytorna 16, 17 inte längre hålls parallella med ökat slitage och/eller läckage av trycksatt fluid som följd.In the device shown in Fig. 1, the pressure sealing element 15 is used to ensure that no undesired stresses occur when pressure fluid transfer from hub 12 to the drill string component 11 during rotation of the drill string component 11. The pressure sealing element 15 comprises a sealing surface 16 which is arranged to run against a corresponding to the sealing surface 17 arranged on the hub 12. In order for pressure fluid transfer during drill string rotation to take place with little wear and good sealing, it is important that these sealing surfaces are always kept completely parallel. However, in a conventional device with a pressure sealing element of the type shown in Fig. 1, the pressurized fluid tends to penetrate between the drill string component 11 and the pressure sealing element 15 according to arrow A, which leads to the pressure sealing element 15 tending to be skewed (the gap between pressure sealing element 15 and drill string component becomes larger at point B than at point C) with the result that the sealing surfaces 16, 17 are no longer kept parallel with increased wear and / or leakage of pressurized fluid as a result.

Det uppfinningsenliga trycktätningselementet 15, däremot, säkerställer att tätningsytorna alltid hålls parallella och med ett tillämpligt tryck hålls anliggande mot varandra.The pressure sealing element 15 according to the invention, on the other hand, ensures that the sealing surfaces are always kept parallel and are kept abutting one another with an applicable pressure.

Trycktätningselementet 15 visas i förstorad skala i fig. 2 och är medelst tätningsringar 20, 21 avtätat mot borrsträngkomponenten ll. I drift roterar trycktätningselementet 15 med komponenten 11, varför inga, eller väsentligen inga friktionsförluster uppstår vid tätningsringarna 20, 21. Vidare hålls trycktätningselementet på plats genom att vara anordnat i ett säte bildat av en till borrsträngkomponenten anbringad tätningshållare 25, mot vilket 10 15 20 25 30 530 82? trycktätningselementet l5 avtätas via tätningsringar 28, 21.The pressure sealing element 15 is shown on an enlarged scale in Fig. 2 and is sealed to the drill string component 11 by means of sealing rings 20, 21. In operation, the pressure sealing element 15 rotates with the component 11, so that no, or substantially no friction losses occur at the sealing rings 20, 21. Furthermore, the pressure sealing element is held in place by being arranged in a seat formed by a sealing holder 25 attached to the drill string component. 30,530 82? the pressure sealing element 15 is sealed via sealing rings 28, 21.

Tätningshàllaren 25 låses medelst en låsring 33.The sealing holder 25 is locked by means of a locking ring 33.

Trycktätningselementet 15 enligt uppfinningen är utformat på så sätt att dess tryckpåverkade ytor i radiell led utsätts för lika stora och motsatt riktade krafter, dvs., den sammanlagda kraften mot trycktätningselementets radiellt utåtriktade ytor är lika stor som den sammanlagda kraften mot dess radiellt inàtriktade ytor, varvid ett vid tryckpåverkan i radiell led tryckbalanserat trycktätningselement erhålls. I ett fall kan nämnda ytor i respektive riktning vara lika stora, men, såsom inses av fackmannen kommer inte trycket att vara pl på alla tryckpåverkade ytor, utan vid t.ex. tätningsringarna 20, 21, 28 trycket kommer att medelst en tryckgradient att avta från pl till omgivningstrycket p0 (området mellan tätningsringarna 20, 21 är tryckavlastat, vilket beskrivs närmare nedan). Detta innebär att ytornas storlek kan behöva kompenseras för detta, dvs. om det genomsnittliga trycket i den ena riktningen är lägre än det genomsnittliga trycket i den andra riktningen måste det lägre trycket kompenseras med en större yta för att ge samma resulterande kraft.The pressure sealing element 15 according to the invention is designed in such a way that its pressure-affected surfaces in radial direction are exposed to equal and oppositely directed forces, i.e., the total force against the radially outwardly directed surfaces of the pressure sealing element is equal to the total force against its radially inwardly directed surfaces. a pressure-sealing pressure-sealing element is obtained in the event of a pressure effect in the radial direction. In one case, said surfaces in the respective direction may be equal, but, as will be appreciated by those skilled in the art, the pressure will not be p1 on all pressure-affected surfaces, but at e.g. the sealing rings 20, 21, 28 the pressure will decrease by means of a pressure gradient from p1 to the ambient pressure p0 (the area between the sealing rings 20, 21 is pressure relieved, which is described in more detail below). This means that the size of the surfaces may need to be compensated for this, ie. if the average pressure in one direction is lower than the average pressure in the other direction, the lower pressure must be compensated with a larger area to give the same resulting force.

Detta har fördelen att det beskrivna fenomenet med större spalt vid punkten A än vid punkten B på grund av tryckpåverkan inte kommer att inträffa, varför det också hela tiden kommer att säkerställas att tätningsytorna 16, l7 kan hållas parallella, och oönskat slitage och läckage därmed markant kan reduceras.This has the advantage that the described phenomenon with a larger gap at point A than at point B due to the pressure effect will not occur, so it will also always be ensured that the sealing surfaces 16, 17 can be kept parallel, and thus undesired wear and leakage markedly can be reduced.

I drift utgörs nämligen den enda anliggningsytan mellan den första delen ll och navet 12 av tätningsytorna 16, 17, varvid trycktätningselementet således ombesörjer att en axialplantätning erhålls, men utan de beskrivna nackdelarna med den kända tekniken. Vidare kan mellan dessa ytor med fördel en slitring 34 användas, vars form och material 10 15 20 25 30 530 82? bestämmer funktion, läckage och smörjning av tätningsytorna.Namely, in operation, the only abutment surface between the first part 11 and the hub 12 is constituted by the sealing surfaces 16, 17, the pressure sealing element thus ensuring that an axial plane seal is obtained, but without the described disadvantages of the prior art. Furthermore, between these surfaces a wear ring 34 can advantageously be used, the shape and material of which 10 15 20 25 30 530 82? determines the function, leakage and lubrication of the sealing surfaces.

Vid användning av en fluid i form av hydraulvätska är 1 slitringen företrädesvis utformad av lagermetall. Utgörs tryckfluiden av luft kan i stället t.ex. teflon användas som material. Slitringen kan vidare vara utformad pà så sätt att den ”drar in” t.ex. hydraulolja mellan ytorna för smörjning, även vid de tillfällen när ingen trycksatt fluid överförs, t.ex. genom användning av en slitringsutformning enligt någon av de i fig. 3 visade utformningarna 34a, 34b, 34c.When using a fluid in the form of hydraulic fluid, the wear ring is preferably formed of bearing metal. If the pressure fluid consists of air, e.g. Teflon is used as a material. The wear ring can furthermore be designed in such a way that it "pulls in" e.g. hydraulic oil between the surfaces for lubrication, even when no pressurized fluid is transferred, e.g. by using a wear design according to any of the designs 34a, 34b, 34c shown in Fig. 3.

I den visade utföringsformen innefattar trycktätningselementet 15 ytterligare en egenskap, Förutom att vara radiellt tryckbalanserat är det även axiellt tryckbalanserat, vilket àstadkommes genom tryckbalansering, summan av ytorna 16 och 17 och 23 med ytan 24. Detta har fördelen att elementets 15 tryck mot tätningsytan 17 kan göras helt oberoende av pàlagt tryck.In the embodiment shown, the pressure sealing element 15 comprises a further property. In addition to being radially pressure balanced, it is also axially pressure balanced, which is achieved by pressure balancing, the sum of the surfaces 16 and 17 and 23 with the surface 24. This has the advantage that the element 15 can made completely independent of applied pressure.

För att hela tiden säkerställa att trycktätningselementets tätningsyta 16 hålls tryckt mot navets tätningsyta 17 kan i detta fall användas en fjäder 29, typ tallriksfjäder eller sinusformad fjäder, som löper i ett i trycktätningselementet 15 urtaget/urfräst cirkulärcylindriskt spår 30. Istället för användning av en fjäder för att hålla trycktätningselementet mot navet kan trycktätningselement och/eller nav vara helt eller delvis utformat av ett magnetiskt material, varvid sammanhållning medelst magnetism istället erhålls. Såsom inses kan ytorna 16, 23 och 24 dock även vara avpassade på ett sådant sätt att en trycksatt anordning alltid har ett visst övertryck åt vänster i figuren. Detta erfordrar dock att anordningen i princip alltid är trycksatt, eftersom annars inte önskad kontakt mellan tätningsytorna kan säkerställas.In order to ensure at all times that the sealing surface 16 of the pressure sealing element is kept pressed against the sealing surface 17 of the hub, a spring 29, type disc spring or sinusoidal spring, can be used in this case, which runs in a circular-cylindrical groove 30 cut / milled in the pressure sealing element 15. in order to hold the pressure sealing element against the hub, pressure sealing elements and / or hubs can be wholly or partly formed of a magnetic material, whereby cohesion by magnetism is instead obtained. As will be appreciated, however, the surfaces 16, 23 and 24 may also be adapted in such a way that a pressurized device always has a certain overpressure to the left in the figure. However, this requires that the device is in principle always pressurized, as otherwise the desired contact between the sealing surfaces can not be ensured.

Såsom visas i figuren är trycktätningselementet 15 vidare försett med en kanal 22 genom vilken trycksatt fluid kan överföras fràn trycktätningselementets mot kanalen 13 vända 10 15 20 25 30 539 BE? ände 23 till dess motstående ände 24 för att ombesörja trycksättning av önskade ytor och därmed uppnå önskad tryckbalansering. Kanalen visas i sin helhet i fig. l.As shown in the figure, the pressure sealing element 15 is further provided with a channel 22 through which pressurized fluid can be transferred from the pressure sealing element towards the channel 13 facing 10 15 20 25 30 539 BE? end 23 to its opposite end 24 to provide pressurization of desired surfaces and thereby achieve desired pressure balancing. The channel is shown in its entirety in Fig. 1.

Trycktätningselementet 15 innefattar vidare ytterligare en (schematiskt visad) kanal 27 för tryckavlastning av området mellan tätningsringarna 20, 21. Såsom inses av fackmannen kan denna typ av kanaler användas för att tryckavlasta valda ytor för att möjliggöra tryckbalansering av en vald geometrisk form. Såsom också inses av fackmannen är den visade geometriska utformningen endast exemplifierande och trycktätningselementet 15 kan anta ett stort antal olika geometriska former, så länge som kriterier för radiell tryckbalansering uppfylls.The pressure sealing element 15 further comprises a further (schematically shown) channel 27 for pressure relief of the area between the sealing rings 20, 21. As will be appreciated by those skilled in the art, this type of channel can be used to pressure relieve selected surfaces to enable pressure balancing of a selected geometric shape. As will also be appreciated by those skilled in the art, the geometric design shown is exemplary only and the pressure sealing member 15 may take a wide variety of geometric shapes, as long as criteria for radial pressure balancing are met.

I den i figuren visade utföringsformen är tätningsanordningen dubbelriktat symmetriskt flytande, dvs. två likadana på respektive sida om kanalen 13 anordnade trycktätningselement 15, 35 används för att erhålla önskad funktion. Föreliggande uppfinning kan dock likaväl användas för en ensidigt flytande lösning, exempelvis på en axelände, där endast ett trycktätningselement används för anliggning mot en tätyta på en fast koaxiellt med axeln anordnad del.In the embodiment shown in the figure, the sealing device is bidirectionally symmetrically liquid, i.e. two identical pressure sealing elements 15, 35 arranged on each side of the channel 13 are used to obtain the desired function. However, the present invention can equally well be used for a one-sided liquid solution, for example on a shaft end, where only a pressure sealing element is used for abutment against a sealing surface on a part coaxially arranged with the shaft.

Vidare är det naturligtvis möjligt att axeln (eller motsvarande) är stillastående medan en koaxiellt yttre del är anordnad att rotera kring den inre delen. Ovan har också visats en anordning där tätningselementet är anordnat att rotera med den roterande delen. Det är dock naturligtvis även möjligt att tätningselement (och tätningshållare) är anordnade till den icke-roterande delen och därmed stillastående.Furthermore, it is of course possible that the shaft (or equivalent) is stationary while a coaxial outer part is arranged to rotate around the inner part. A device has also been shown above where the sealing element is arranged to rotate with the rotating part. Of course, it is of course also possible for sealing elements (and sealing holders) to be arranged on the non-rotating part and thus stationary.

I fig. 4 visas en alternativ exempelutföringsform av en anordning enligt föreliggande uppfinning, vilken fungerar enligt samma princip som har visats ovan, men som i stället har en sfäriskt formad spalttätning. 10 15 20 25 30 530 B27 Liksom den i fig. 1 visade anordningen 10 innefattar anordningen 40 en första del 42, avsedd att i drift rotera och som kan användas för samma tillämpningar som beskrivits ovan.Fig. 4 shows an alternative exemplary embodiment of a device according to the present invention, which operates according to the same principle as shown above, but which instead has a spherically shaped gap seal. 10 15 20 25 30 530 B27 Like the device 10 shown in Fig. 1, the device 40 comprises a first part 42, intended to rotate in operation and which can be used for the same applications as described above.

Anordningen 40 innefattar således även en andra del 41, koaxiellt anordnad kring delen 42, och som används för att överföra en trycksatt fluid till (eller från) delen 42 enligt ovan. Såsom inses kan istället delen 42 vara fast anordnad och delen 41 rotera.The device 40 thus also comprises a second part 41, coaxially arranged around the part 42, and which is used for transferring a pressurized fluid to (or from) the part 42 as above. As will be appreciated, part 42 may instead be fixedly arranged and part 41 rotate.

I den i fig. 4 visade anordningen kan radiell tryckbalansering uppnås enligt vad som kommer att beskrivas nedan, samtidigt som den sfäriska tätningsytan 43 möjliggör att delarna 41 och 42 kan röra sig relativt varandra kring en centrumpunkt 44, vilket medför att anordningen åtminstone delvis kan uppta t.ex. radiella kast som ett till delen 42 förbundet verktyg kan utsättas för. Den radiella tryckavlastningen erhålls på så sätt att det längs den sfäriska ytan 43 erhålls en tryckgradient från P1 till omgivningstrycket P0, vilket balanserar trycket P1 verkandes på de trycktätningselementet 15 i fig. 1 motsvarande trycktätningselementens 45a, 45b ovansidor i figuren, där trycket verkar fram till tätningsringarna 46, 47. Genom att utforma de respektive ytornas areor, där såsom inses och såsom indikeras i figuren den radiella sammanlagda tryckarean på elementen 45a, 45b in mot centrum är mindre än den sfäriska ytans med delen 42 verkande arean, typiskt i storleksordningen 40-60% av denna, eftersom det pà den sfärsiska ytan i radiell led genomsnittligt verkande trycket, vid bortseende från radiens inverkan, är (P1-PO)/2. Allmänt används avståndet L1 och diametern d2 som konstruktionsparametrar vid beräkning av en geometri som resulterar i önskad tryckavlastning. Såsom visas i figuren används tallriksfjädrar 48, 49 för att hålla elementen 45a, 45b på plats mot den sfäriska ytan vid 10 15 20 25 30 53Ü 82? 10 trycklöst tillstånd. Vidare används sprintar 50, 51 för att låsa elementen 45a, 45b till delen 41 och därmed förhindra att elementen roterar med delen 42. Ett lâsparti 52 används för att underlätta sammansättning vid montering. Således kan även i denna utföringsform säkerställas att inga oönskade påfrestningar uppstår vid tryckfluidöverföring mellan delarna 41, 42. Tryckbalanseringen medför vidare att en mycket friktionsfri tätningsyta erhålls.In the device shown in Fig. 4, radial pressure balancing can be achieved as will be described below, while the spherical sealing surface 43 enables the parts 41 and 42 to move relative to each other around a center point 44, which means that the device can at least partially occupy for example radial throws to which a tool connected to part 42 may be subjected. The radial pressure relief is obtained in such a way that along the spherical surface 43 a pressure gradient is obtained from P1 to the ambient pressure P0, which balances the pressure P1 acting on the pressure sealing elements 15 in Fig. 1 corresponding to the upper sides of the pressure sealing elements 45a, 45b in the figure. the sealing rings 46, 47. By designing the areas of the respective surfaces, where as can be seen and as indicated in the figure the radial total pressure area of the elements 45a, 45b towards the center is smaller than the area of the spherical surface with the part 42, typically in the order of 40- 60% of this, because the average pressure acting on the spherical surface in the radial direction, disregarding the effect of the radius, is (P1-PO) / 2. In general, the distance L1 and the diameter d2 are used as design parameters when calculating a geometry that results in the desired pressure relief. As shown in the figure, disc springs 48, 49 are used to hold the elements 45a, 45b in place against the spherical surface at 53Ü 82? 10 pressureless state. Furthermore, pins 50, 51 are used to lock the elements 45a, 45b to the part 41 and thereby prevent the elements from rotating with the part 42. A locking portion 52 is used to facilitate assembly during assembly. Thus, even in this embodiment, it can be ensured that no undesired stresses arise during pressure fluid transfer between the parts 41, 42. The pressure balancing further means that a very friction-free sealing surface is obtained.

I fig. 5 visas ytterligare ett exempel på en anordning 60 enligt föreliggande uppfinning, vilken också fungerar enligt ovanstående princip.Fig. 5 shows a further example of a device 60 according to the present invention, which also operates according to the above principle.

Liksom den i fig. 4 visade anordningen 40 innefattar anordningen 60 en första del bestående av elementen 61 och 62 och en andra del bestående av elementen 65a, 65b, där åtminstone endera delen är avsedd att i drift rotera relativt den andra. Även i fig. 5 kan radiell tryckbalansering uppnås samtidigt som den sfäriska tätningsytan 63 möjliggör att elementen 61 och 62 kan röra sig relativt elementen 65a, 65b enligt ovan. I detta fall motsvaras trycktätningselementen 45a, 45b i fig. 4 av elementen 65a, 65b, där den längs den sfäriska ytan 63 uppkomna tryckgradienten från P1 till omgivningstrycket P0 balanseras av det på elementens 65a, 65b undersida verkande trycket Pl, där avståndet Ll styr storleken för mottrycksarean med trycket Pl. Tätningen 66 motsvarar tätningen 28 i fig. 2. Genom att på tillämpligt sätt anpassa avståndet L1, diametern d2 och radien R i förhållande till Pl och P0 kan tryckbalansering erhållas. I figuren visas även en balanseringsring 64, vilken balanserar trycktätningselementen.Like the device 40 shown in Fig. 4, the device 60 comprises a first part consisting of the elements 61 and 62 and a second part consisting of the elements 65a, 65b, where at least one part is intended to rotate in operation relative to the other. Also in Fig. 5, radial pressure balancing can be achieved at the same time as the spherical sealing surface 63 enables the elements 61 and 62 to move relative to the elements 65a, 65b as above. In this case the pressure sealing elements 45a, 45b in Fig. 4 correspond to the elements 65a, 65b, where the pressure gradient arising along the spherical surface 63 from P1 to the ambient pressure P0 is balanced by the pressure P1 acting on the underside of the elements 65a, 65b, where the distance L1 controls the magnitude for the back pressure area with the pressure Pl. The seal 66 corresponds to the seal 28 in Fig. 2. By adjusting the distance L1, the diameter d2 and the radius R in relation to P1 and P0 in an appropriate manner, pressure balancing can be obtained. The figure also shows a balancing ring 64, which balances the pressure sealing elements.

Såsom visas i figuren kan även en fjäder 67 användas för att trycka isär trycktätningselementen. Denna isär tryckning kan dock även ombesörjas av trycket P1. 10 530 B27 ll Den i fig. 5 visade anordningen innefattar ytterligare en egenskap. En mutter 68 kan användas för att möjliggöra att trycktätningselementen kan justeras något i axiell led på del 69. Genom att dra åt muttern något så att elementen kommer något närmare varandra kommer ett spel uppstå längs den sfäriska tätningsytan. Genom att reglera spelet kan önskat läckage för smörjning/kylning inställas samtidigt som en tryckbalansering upprätthålls.As shown in the figure, a spring 67 can also be used to push the pressure sealing elements apart. However, this separate printing can also be provided by the pressure P1. The device shown in Fig. 5 comprises a further feature. A nut 68 can be used to enable the pressure sealing elements to be adjusted slightly in the axial direction on part 69. By tightening the nut slightly so that the elements come slightly closer to each other, a play will occur along the spherical sealing surface. By regulating the play, the desired leakage for lubrication / cooling can be set while a pressure balance is maintained.

Såsom inses utgör ovanstående detaljerade beskrivning endast exempelutföringsformer av föreliggande uppfinning och att allt som beskrivits genom hela denna beskrivning eller visats i de bifogade ritningarna skall tolkas som illustrativa och inte på ett begränsande sätt.As will be appreciated, the foregoing detailed description is merely exemplary embodiments of the present invention and that everything described throughout this specification or shown in the accompanying drawings is to be construed as illustrative and not restrictive.

Claims

1. 0 15 20 25 30 530 32? 12 Patent claims. Device (10; 40; 60) for tight or leakage controlled transfer of a fluid between a first part (11: 42; 61, 62) and a second part (12: 41; 65a, 65b), which are arranged to coaxially cooperate with each other, and being rotated and / or rotated relative to each other in an operating position, said first part (11; 42; 61, 62) including a pressure sealing element (15: 45a, 45b; 65a, 65b), which comprises a first sealing surface (16) for co-operation with a second sealing surface (17) present on said second part (12: 41; 65a, 65b), characterized in that - said pressure sealing element (15: 45a, 45b; 65a, 65b) is arranged axially movably relative to a seat in said first part (11:42; 61, 62), and - that the pressure sealing element (15; 45a, 45b; 65a, 65b) is arranged in the seat so that it is at least in the radial direction pressure balanced under the influence of pressure. . Device according to claim 1, characterized in that said fluid is constituted by a pressurized fluid. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure sealing element (15; 45a, 45b; 65a, 65b) is designed in such a way that its pressure-affected surfaces in radially outwardly directed and radially inwardly directed joints are subjected to equal and oppositely directed forces during pressure action, said pressure balancing preventing deforming forces. . Device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the pressure sealing element (15; 45a, 45b; 65a, 65b) is designed in such a way that its pressure-affected surfaces in the axial direction are subjected to substantially equal and oppositely directed forces during pressure action, whereby pressure balancing in the axial direction is obtained. Device according to any one of claims 1-4, characterized in that said pressure sealing element (15; 45a, 45b; 65a, 65b) and / or said seat comprises a groove or recess for receiving a spring, wherein said spring is arranged to act on the pressure sealing element (15: 45a, 45b; 65a, 65b) in such a way that said first sealing surface is pressed against said second sealing surface. . Device according to any one of claims 1-4, characterized in that said pressure sealing element (15; 45a, 45b; 65a, 65b) and / or said second part (12; 41; 65a, 65b) are wholly or partly formed of a magnetic material, wherein a cohesion of said sealing surfaces is obtained by magnetism. . Device according to any one of claims 1-6, characterized in that a wear ring is arranged between said first (16) and second sealing surface (17), the design of said wear ring determining tightness and lubricating film flow. Device according to any one of claims 1-7, characterized in that said first part (11: 42; 61, 62) is arranged to be rotated. Device according to any one of claims 1-8, characterized in that said second part (12: 41; 65a, 65b) is arranged to be rotated. Device according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the pressure sealing element (15: 45a, 45b; 65a, 65b) is further provided with a continuous channel through which fluid can be transferred from an end facing the fluid transfer to an end facing away from the fluid transfer. to facilitate pressurization of desired surfaces and thereby achieve desired pressure balancing. 10 15 11 12 13 14. 15. 530 H2? Device according to any one of claims 1-10, characterized in that it comprises two sealing elements, symmetrically arranged around a point for fluid transfer between said first part (11; 42; 61, 62) and said second part (12; 41; 65a, 65b). Device according to any one of claims 1 to 11, characterized in that said first part (II: 42; 61, 62) consists of one of the group: shaft, drill string component, tool chuck, percussion drill, rock drilling equipment. Device according to any one of claims 1-12, characterized in that said pressure sealing element comprises a spherical sealing surface. Rock drilling tool, characterized in that it comprises a device (10; 40; 60) according to any one of claims 1-13. Rock drilling machine, characterized in that it comprises a device (10; 40; 60) according to any one of claims 1-13.