本發(fā)明涉及一種用于低溫流體的流體管道的可旋轉(zhuǎn)聯(lián)接的聯(lián)接裝置，其包括：環(huán)形外本體和相對(duì)于環(huán)形外本體可旋轉(zhuǎn)的環(huán)形內(nèi)本體；第一流體管道的第一法蘭，聯(lián)接到內(nèi)本體，和第二流體管道的第二法蘭，聯(lián)接到外本體；具有球的軸承環(huán)，該軸承環(huán)被設(shè)置在外本體與內(nèi)本體之間；密封構(gòu)件，用于在外本體與內(nèi)本體之間提供流體密封。

背景技術(shù)：

從美國專利US4355827中已知在室溫和低溫下用于聯(lián)接一對(duì)管以及用于在管之間傳輸流體的可旋轉(zhuǎn)聯(lián)接件。聯(lián)接件的相對(duì)可旋轉(zhuǎn)的內(nèi)部元件和外部元件之間的低溫密封件防止了低溫下的泄露，且接頭元件之間的室溫密封件確保了室溫下的密封，并防止流體與低溫密封件接觸。在室溫下，密封組件包括：彈性體O形環(huán)，保持在外部元件中；以及環(huán)形密封環(huán)，緊固到內(nèi)部元件并朝向O形環(huán)彈性偏置。在室溫下，密封環(huán)以流體密封的方式保持抵靠O形環(huán)。隨著溫度降低，多個(gè)桿或線或具有高線性膨脹系數(shù)的環(huán)形套筒將環(huán)形密封環(huán)拉離相鄰的O形環(huán)，以防止其在低溫下的磨損和其他損壞。內(nèi)部元件和外部元件的相對(duì)可旋轉(zhuǎn)性由多個(gè)(這種情況下為三個(gè))具有球的環(huán)形軌道的軸承提供。軸向孔使得可能沿著密封構(gòu)件泄漏的流體逸出到外部世界，以防止這些流體位于球空間中并可能在那里污染軸承。

已知的可旋轉(zhuǎn)聯(lián)接件具有若干缺點(diǎn)。用于室溫和低溫的不同密封系統(tǒng)、特別是環(huán)形管或用于收縮或按壓環(huán)形密封環(huán)的桿或線的組件導(dǎo)致復(fù)雜且因此昂貴的構(gòu)造。這種復(fù)雜的構(gòu)造可以滿足的長期可靠性方面的程度且構(gòu)造所需的維護(hù)量是未知的。作為泄漏出的流體的逸出通道以防止用于軸承的潤滑劑的污染的軸向孔的存在同樣被認(rèn)為是缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于低溫流體管道的聯(lián)接裝置，其適于用于具有低于-160℃的溫度的低溫液體(例如，液化天然氣)的聯(lián)接管道。聯(lián)接件必須具有相對(duì)簡單的構(gòu)造、低維修率并因此操作相對(duì)便宜。

通過前序部分陳述的類型的聯(lián)接裝置實(shí)現(xiàn)了這些目的，并且獲得了其他優(yōu)點(diǎn)，其中，根據(jù)本發(fā)明，球設(shè)置在單排球軸承的外環(huán)與內(nèi)環(huán)之間，單排球軸承被接納在外本體與內(nèi)本體之間，并被布置為抵靠外本體的環(huán)形外壓蓋和布置為抵靠內(nèi)本體的環(huán)形內(nèi)壓蓋約束。

在這種聯(lián)接裝置的制造中，將現(xiàn)成的單排球軸承插入在外本體與內(nèi)本體之間，且不同于現(xiàn)有技術(shù)的聯(lián)接裝置，沒有球單獨(dú)地插入并且直接接觸外本體和內(nèi)本體。因此，本發(fā)明提供了一種具有可靠的密封件的聯(lián)接裝置，其可以以簡單的方式布置，其中可以省略用于軸承的潤滑油和用于泄漏流體的逸出通道。

這種聯(lián)接裝置的一個(gè)實(shí)施例，其中，第一法蘭靜態(tài)地聯(lián)接到內(nèi)壓蓋，內(nèi)壓蓋進(jìn)而靜態(tài)地聯(lián)接到內(nèi)本體，第二法蘭靜態(tài)地聯(lián)接到外本體，外本體進(jìn)而動(dòng)態(tài)地聯(lián)接到內(nèi)本體，包括：第一靜態(tài)密封構(gòu)件，在第一法蘭與內(nèi)壓蓋之間；第二靜態(tài)密封構(gòu)件，在內(nèi)壓蓋與內(nèi)本體之間；第一動(dòng)態(tài)密封構(gòu)件，在第二法蘭與內(nèi)本體之間；以及第二動(dòng)態(tài)密封構(gòu)件，在第二法蘭與內(nèi)本體之間。

第一靜態(tài)密封構(gòu)件、第二靜態(tài)密封構(gòu)件、第一動(dòng)態(tài)密封構(gòu)件、第二動(dòng)態(tài)密封構(gòu)件中的至少一個(gè)包括例如由具有超高分子量的聚乙烯制成的密封環(huán)。

第一靜態(tài)密封構(gòu)件、第二靜態(tài)密封構(gòu)件、第一動(dòng)態(tài)密封構(gòu)件、第二動(dòng)態(tài)密封構(gòu)件中的至少一個(gè)包括例如由鎳鉻基的奧氏體超級(jí)合金制造的壓力環(huán)。

第一靜態(tài)密封構(gòu)件、第二靜態(tài)密封構(gòu)件、第一動(dòng)態(tài)密封構(gòu)件、第二動(dòng)態(tài)密封構(gòu)件中的至少一個(gè)包括例如由耐腐蝕不銹鋼制成的間隔環(huán)。

在根據(jù)本發(fā)明的聯(lián)接裝置的有利實(shí)施例中，球軸承的外環(huán)和內(nèi)環(huán)中的至少一個(gè)由硬化的馬氏體鋼制成。

外環(huán)的軸承環(huán)和內(nèi)環(huán)的軸承環(huán)優(yōu)選地分別設(shè)置有抑制磨損的減少摩擦涂層。

根據(jù)本發(fā)明的聯(lián)接裝置中，球優(yōu)選地由陶瓷材料，例如氮化硅(Si₃N₄)，制成。

借助陶瓷材料的適當(dāng)選擇，獲得具有大于不銹鋼球的硬度的球，且能夠構(gòu)造無潤滑軸承。

為了最小化聯(lián)接裝置上軸向載荷的影響，球優(yōu)選地以四點(diǎn)接觸被接納在球軸承的外環(huán)的軸承環(huán)與內(nèi)環(huán)的軸承環(huán)之間。

附圖說明

下面將基于示例性實(shí)施例參照附圖來闡述本發(fā)明。

在附圖中：

圖1a是如在前側(cè)所見具有第一法蘭的根據(jù)本發(fā)明的聯(lián)接裝置的實(shí)施例的立體圖；

圖1b是圖1a所示的聯(lián)接裝置的剖開立體圖；

圖1c是如在后側(cè)所見具有第二法蘭的圖1a所示的聯(lián)接裝置的立體圖；

圖1d是圖1a所示的聯(lián)接裝置的前視圖；

圖1e是圖1d所示的聯(lián)接裝置沿著線E-E的剖視圖；

圖1f是圖1a所示的聯(lián)接裝置的后視圖；以及

圖2是根據(jù)本發(fā)明的用于聯(lián)接裝置的密封件的剖視圖。

具體實(shí)施方式

在圖中，相應(yīng)的部件用相同的附圖標(biāo)記表示。

圖1a-圖1f示出了由環(huán)形外本體1和相對(duì)于該環(huán)形外本體可旋轉(zhuǎn)的環(huán)形內(nèi)本體2形成的聯(lián)接裝置10。第一法蘭3借助螺栓5固定地聯(lián)接到環(huán)形壓蓋內(nèi)本體6，該環(huán)形壓蓋內(nèi)本體進(jìn)而借助螺栓7被固定地聯(lián)接到內(nèi)本體2。第二法蘭4借助螺栓8被固定地聯(lián)接到外本體1上。外本體1與內(nèi)本體2之間接納現(xiàn)成的球軸承，該球軸承具有外環(huán)9和內(nèi)環(huán)11，在外環(huán)9和內(nèi)環(huán)11之間，氮化硅(Si₃N₄)的球12被包圍在黃銅軸承罩13中。球軸承9、11、12、13進(jìn)一步被壓蓋內(nèi)本體6和環(huán)形壓蓋外本體14約束，該環(huán)形壓蓋外本體14借助螺栓15被固定地聯(lián)接到外本體1上。外環(huán)9的軸承環(huán)和內(nèi)環(huán)11的軸承環(huán)均設(shè)置有抑制磨損的減少摩擦的木聚糖涂層。環(huán)形密封件16布置在第一法蘭3與壓蓋內(nèi)本體6之間，用于第一流體靜態(tài)密封。環(huán)形密封件17布置在壓蓋內(nèi)本體6與內(nèi)本體2之間，用于第二流體靜態(tài)密封。環(huán)形密封件18布置在第二法蘭4與內(nèi)本體2之間，用于第一流體動(dòng)態(tài)密封。環(huán)形密封件19布置在第二法蘭4與內(nèi)本體2之間，用于第二流體動(dòng)態(tài)密封。該圖還示出了密封件20，該密封件提供通向一通道的入口，凈化氣體(purge gas)(例如氮?dú)?可以通過該通道被引導(dǎo)通過球軸承。

圖2詳細(xì)示出了圖1e所示的環(huán)形密封件18，其由以下部分形成：超高分子量聚乙烯(UHMW PE)的護(hù)套21，其橫截面為U形；鎳鉻基奧氏體超級(jí)合金(Iconel)的彈簧22，其截面為V形，用于在護(hù)套21上沿軸向施加力；以及耐腐蝕不銹鋼(AISI)的間隔件23，其橫截面為矩形的，用于在護(hù)套21上沿徑向施加力。

所示的聯(lián)接裝置能夠聯(lián)接用于低溫液體的管道，該低溫液體具有低于-160℃的溫度和在2.5巴(barg)到3.5巴之間的內(nèi)部壓力，其中可以進(jìn)行通過6度和10度之間的一角度的至少400,000轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)，而沒有干擾。