ES2279210T3 - Dispositivo para conducir un medio en forma de gas y/o liquido hasta un sistema a presion giratorio. - Google Patents
Dispositivo para conducir un medio en forma de gas y/o liquido hasta un sistema a presion giratorio. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2279210T3 ES2279210T3 ES03788856T ES03788856T ES2279210T3 ES 2279210 T3 ES2279210 T3 ES 2279210T3 ES 03788856 T ES03788856 T ES 03788856T ES 03788856 T ES03788856 T ES 03788856T ES 2279210 T3 ES2279210 T3 ES 2279210T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- stator
- seal
- rotor
- coupling
- holder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 78
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 78
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 78
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 6
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 5
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims 1
- 230000006903 response to temperature Effects 0.000 abstract 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000010339 dilation Effects 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000008844 regulatory mechanism Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L27/00—Adjustable joints; Joints allowing movement
- F16L27/08—Adjustable joints; Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe
- F16L27/0804—Adjustable joints; Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe the fluid passing axially from one joint element to another
- F16L27/0808—Adjustable joints; Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe the fluid passing axially from one joint element to another the joint elements extending coaxially for some distance from their point of separation
- F16L27/0824—Adjustable joints; Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe the fluid passing axially from one joint element to another the joint elements extending coaxially for some distance from their point of separation with ball or roller bearings
- F16L27/0828—Adjustable joints; Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe the fluid passing axially from one joint element to another the joint elements extending coaxially for some distance from their point of separation with ball or roller bearings having radial bearings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Joints Allowing Movement (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
- Nozzles (AREA)
- Mechanical Sealing (AREA)
- Coating Apparatus (AREA)
- Toys (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Dispositivo para conducir un medio en forma de gas y/o líquido hasta un sistema a presión giratorio compuesto por una carcasa de cabeza estanca (1) estática con una abertura de conexión (2) para el medio a la que se conecta una tubería de unión (2.1) que discurre por el interior de la carcasa de cabeza estanca (1), así como con un rotor (3) de forma tubular que esta conectado con el sistema a presión y situado igualmente en el interior de la carcasa de cabeza estanca, además con una junta de estator (5) situada en el extremo de la tubería de unión (2.1) y una junta de rotor (6) situada en el extremo del rotor (3), estando situadas la junta de estator (5) y la junta de rotor (6) coaxiales al rotor (3) y se apoyan una sobre la otra, y porque en la zona de la junta de estator y de la junta de rotor (5, 6) existe un elemento de dilatación (7) influido térmicamente que lleva a cabo un ajuste dependiente de la temperatura de la posición mutua y/o de la carga de la junta de estator y de la junta de rotor (5, 6), caracterizado porque el elemento de dilatación (7) está formado por una pieza casquillo que está fija respecto de la carcasa de cabeza estanca (1) por su extremo orientado hacia el sistema a presión y porque con su extremo orientado hacia la junta de estator (5) se apoya sobre un anillo de acoplamiento (8) que cuando aumenta la temperatura está unido con la junta de estator (5).
Description
Dispositivo para conducir un medio en forma de
gas y/o líquido hasta un sistema a presión giratorio.
El invento se refiere a un dispositivo para
conducir un medio en forma de gas y/o líquido hasta un sistema a
presión giratorio compuesto por una carcasa estática de cabeza
estanca con una abertura de conexión para el medio a la que se
conecta una tubería de unión que discurre por el interior de la
carcasa de cabeza estanca, así como con un rotor de forma tubular
que esta conectado con el sistema a presión y situado igualmente en
el interior de la carcasa de cabeza estanca, además con una junta
de estator situada en el extremo de la tubería de unión y una
junta de rotor situada en el extremo del rotor, en donde la junta de
estator y la junta de rotor están situadas coaxiales al rotor y se
apoyan una sobre la otra, y donde en la zona de la junta de estator
y de la junta de rotor existe un elemento de dilatación influido
térmicamente que lleva a cabo un ajuste dependiente de la
temperatura de la posición mutua y/o de la carga de la junta de
estator y de la junta de rotor, caracterizado porque el elemento
de dilatación está formado por una pieza casquillo que está fija
respecto de la carcasa de cabeza estanca por su extremo orientado
hacia el sistema a presión y porque con su extremo orientado hacia
la junta de estator se apoya sobre un anillo de acoplamiento que
cuando aumenta la temperatura está unido con la junta de
estator.
Dispositivos de este tipo sirven por ejemplo en
forma de cabezas estancas o pasadores giratorios para la
transmisión de un fluido desde componentes de máquinas estáticos a
componentes de máquinas giratorios y/o a la inversa. Por el
continuo desarrollo técnico aumenta las exigencias a los pasadores
giratorios. Especialmente en máquinas herramientas las velocidades
de los husillos han aumentado en el curso de algunas decenas de
años desde habitualmente 4.000 a 6.000 rpm a 20.000 hasta 50.000
rpm. A esto se añade que las presiones de los medios aumentan
continuamente. Debido a la lubricación en cantidades mínimas y las
nuevas aplicaciones, por ejemplo, el soplado de los restos de
desmenuzado en la trituración de grafito por medio de aire
comprimido mediante la aportación del medio en la herramienta, se
plantean exigencias extremas sobre todo a las juntas de los
pasadores giratorios.
Como especialmente criticas para la creciente
exigencia sobre la vida de servicio de los pasadores giratorios se
destacan las corrientes de fuga, que pueden llegar hasta el cojinete
o hasta el husillo así como la sobrecarga en la junta, por ejemplo,
un empuje erróneo de presión sin circulación del medio.
Además de esto ocurre que hay condiciones de
trabajo inadmisibles, a menudo indemostrables, que originan una
clara reducción de la vida de servicio de los pasadores giratorios
actuales.
Un estudio más exacto del esfuerzo sobre la
junta muestra que esencialmente los siguientes factores tienen una
gran influencia:
- -
- La presión del medio y con ello la presión sobre las superficies de cierre
- -
- El tipo de medio y su efecto lubricante
- -
- La velocidad y el diámetro o la velocidad de fricción
- -
- La velocidad de paso y el tipo de medio y con ello su efecto de refrigeración.
Todos estos factores actúan directamente sobre
el desarrollo de la temperatura sobre la junta. Baja temperatura
significa bajo esfuerzo, alta temperatura significa alto esfuerzo
sobre la junta. Por ello, para la regulación del esfuerzo sobre la
junta se tomó como indicador la temperatura. En el lenguaje de la
técnica de regulación esto significa: la temperatura es la magnitud
directriz.
Por el documento US-A- 4 355 827
se conoce ya un dispositivo del tipo mencionado al comienzo en el
que dos cuerpos de junta se separan uno de otro dependiendo de las
temperaturas descendentes mediante un bimetal térmicamente activo.
Desventaja de esta solución es que la construcción no es adecuada
para velocidades de giro altas y muy altas del sistema a presión
giratorio así como que no se detecta un aumento de la temperatura
de la junta como la magnitud directriz para el ajuste axial del
cuerpo de junta. Además por el documento DE 4 203 954 se conoce un
pasador giratorio en el que el rotor es ajustado axialmente respecto
del estator manualmente o mediante un bimetal térmicamente activo
dependiendo de la temperatura. La gran desventaja de esta solución
es la gran dependencia del tramo de regulación y del comportamiento
regulado de la presión o de la fuerza de ajuste. Además, todos los
aprietes de sellado cambian en igual medida independientemente del
esfuerzo correspondiente.
El invento tiene como base la misión de crear
un dispositivo del tipo mencionado al comienzo en forma de un
pasador giratorio que consiga una larga vida de servicio con
diferentes aplicaciones y además disponga de una alta
disponibilidad de manera que independientemente del estado de
trabajo, medio y condiciones exteriores garantice una vida de
servicio larga y un servicio seguro. Para esto es decisiva una
reducción del esfuerzo sobre la junta y el cojinete con además una
corriente de fuga lo menor posible.
De acuerdo con el invento esta misión será
resuelta porque en la zona de la junta de rotor o de la junta de
estator está situado un elemento dilatable influido térmicamente que
esta formado por una parte casquillo, que está fija respecto de la
carcasa de cabeza estanca por su extremo orientado hacia el sistema
a presión y porque con su extremo orientado hacia la junta de
estator se apoya sobre un anillo de acoplamiento que cuando aumenta
la temperatura está unido con la junta de estator.
La ventaja obtenida con el invento consiste
esencialmente en que se consiguen tiempos de regulación muy cortos.
Por un lado se consigue una regulación muy fina mediante el cambio
de longitud. Por otra parte la gran fuerza resultante del cambio de
longitud tiene una influencia predominante sobre el comportamiento
en regulación y eso independiente de la presión del medio.
Ventajoso es además la repetibilidad casi ilimitada y sin desgaste
del proceso de cambio de longitud condicionado térmicamente.
Puesto que de esta manera el elemento de
dilatación abarca completamente el campo critico respecto de una
subida de temperatura, se produce una conversión rápida y
cuantitativa de una subida de temperatura en una magnitud de
regulación y con ello una reducción de la carga de las juntas.
Para aumentar todavía mas la sensibilidad de la
disposición el elemento de dilatación puede estar provisto, por lo
menos por su superficie envolvente interior, con una capa
superficial de recubrimiento que absorbe la radiación térmica.
Para garantizar una disposición en lo posible
libre de holguras, se propone además que el anillo de acoplamiento
se apoye sobre el aro de acoplamiento bajo el empuje de un
muelle.
Otra configuración ventajosa del invento
consiste en que el anillo de acoplamiento comprende un portajuntas
apoyado pudiendo desplazarse axialmente que soporta a la junta de
estator, portajuntas que bajo la fuerza de un muelle de estator
presiona a la junta de rotor que está fija axialmente. Para ello es
adecuado que el soporte de junta presente una unión anular que
sobresalga radialmente respecto del anillo de acoplamiento.
Como desarrollo subsiguiente esencial y por
tanto ventajoso del invento se ha destacado una forma constructiva
en la que el anillo de acoplamiento está hecho de un material de
coeficiente de dilatación térmica bajo y el portajuntas por el
contrario está hecho de un material de coeficiente de dilatación
térmica grande, en donde a temperatura de trabajo regular entre al
anillo de acoplamiento y el portajuntas existe una ranura anular
estrecha. Con ello se consigue que en servicio regular la junta de
estator se apoye sobre la junta de rotor bajo la presión del muelle
de estator. Solo en el caso de un aumento de temperatura que haga
necesaria una actuación de la regulación se produce entre el anillo
de acoplamiento y el portajuntas un cierre de rozamiento con lo que
el elemento de dilatación, a través del anillo de acoplamiento y del
portajuntas, puede actuar sobre la junta de estator en el sentido
que se produzca una descarga de la superficie de junta sin que sin
embargo se produzca una ranura, lo que no es deseable debido a la
entrada de partículas y del desgaste resultante.
Además, a causa de la transmisión de calor puede
ser adecuado si el enlace anular del portajuntas se va reduciendo
cónicamente en dirección de su extremo orientado hacia la junta de
estator.
Para evitar una actuación no deseada en el
mecanismo de regulación, o sea que actúa axialmente sobre la junta
de rotor y la junta de estator, causada por la presión del medio y
por sus esfuerzos dependientes es una ventaja si el diámetro
exterior de la parte del portajuntas apoyada en la carcasa de cabeza
estanca se corresponde con el diámetro del taladro de rotor que
aloja al rotor y los diámetros de taladro de la junta de rotor y de
la junta de estator son igual de grandes. Con ello se compensan
mutuamente esos esfuerzos de acción axial.
Para en el caso de que la junta de estator
retroceda condicionada por la regulación, la junta de rotor no siga
girando con ella, la junta de rotor esta asegurada axialmente
mediante un enlace y está posicionada sobre esa seguridad mediante
un elemento de muelle.
En este contexto también se ha demostrado como
favorable si delante del primero y después del ultimo de los
cojinetes existe un canal anular con una ranura de sellado en la que
se introduce un medio de sellado con sobrepresión, por ejemplo
aire a presión, y que como mínimo está unido parcialmente con una
conexión de fugas.
Otra configuración ventajosa del invento esta
caracterizada porque entre el elemento de dilatación y el
portajuntas apoyado con movilidad está situado un acoplamiento
accionado térmicamente, regulable por giro respecto de su
longitud.
Adecuadamente el acoplamiento esta formado por
dos discos de acoplamiento regulables giratoriamente uno respecto a
otro, de los cuales por lo menos uno está construido como un disco
cónico con una o varias superficies cónicas repartidas por la
periferia. Con ello los discos de acoplamiento pueden ser regulados
en rotación mediante un elemento bimetálico de forma espiral
conectado en el extremo de uno de los discos de acoplamiento.
En el caso de temperatura de reposo o ambiental
los discos de acoplamiento se encuentran posicionados uno respecto
de otro de manera que se obtiene una altura axial de ambos discos de
acoplamiento lo mas pequeña posible. Mientras que uno de los discos
de acoplamiento se apoya sobre el elemento de dilatación y puede
girar, el segundo disco de acoplamiento está en contacto con el
primero. El elemento bimetálico que también está en contacto con el
segundo disco de acoplamiento ha girado a éste a una posición en la
que se obtiene una longitud del acoplamiento mínima y no existe
ningún contacto del segundo disco de acoplamiento con la junta
móvil axial o el correspondiente portajuntas.
Si la temperatura del elemento bimetálico
situado directamente sobre la ranura de sello deslizante aumenta,
por ejemplo debido al calor de rozamiento, entonces el segundo disco
de acoplamiento girará sobre las superficies cónicas tanto hasta
que exista contacto con la junta móvil axial o con el
correspondiente portajuntas. Debido a un pequeño ángulo de
conicidad en la zona de la retención automática ahora no se produce
ningún otro cambio de posición en la dirección de la rotación
incluso con una alta carga axial. La dilatación longitudinal del
elemento de dilatación térmica actúa ahora directamente sobre la
posición o la reducción del esfuerzo de la junta.
Según otra posibilidad de configuración acorde
con el invento entre el anillo de acoplamiento y el portajuntas
esta situado un anillo de descarga.
Ahora el anillo de acoplamiento se compone
adecuadamente de un material con un coeficiente de dilatación
térmica pequeño y el anillo de descarga se compone de un material
de, por el contrario, un coeficiente de dilatación térmica grande,
en donde para una temperatura de servicio regular entre el anillo de
acoplamiento y el anillo de descarga existe una ranura anular
estrecha.
Además se recomienda aquí que el anillo de
descarga se apoye permanentemente sobre el lado frontal del
portajuntas por medio de un muelle a través de un enlace
especialmente moldeado con forma anular y por medio de contacto
metálico y radiación térmica el nivel de temperatura es transmitido
desde el portajuntas al anillo de descarga.
El anillo de descarga está permanentemente
ligeramente presionado sobre el portajuntas. La regulación de carga
en dependencia de la temperatura entre la junta de estator y la
junta de rotor solo será activa cuando debido al calentamiento la
pequeña ranura radial entre el anillo de descarga y el anillo de
acoplamiento desaparezca, de manera que se produzca un cierre por
rozamiento y adicionalmente se produzca una dilatación longitudinal
del casquillo de dilatación. La diferencia con la solución
anteriormente ya descrita consiste en que se va a producir una
separación de la superficie activa para el acoplamiento y la
descarga. En la solución precisamente ya descrita el acoplamiento y
la descarga se producen por el contrario mediante la superficie de
separación entre el anillo de acoplamiento y el portajuntas.
Esta forma constructiva modificada prevé por el
contrario un acoplamiento entre el anillo de acoplamiento y el
anillo de descarga y la descarga se produce entre el portajuntas y
el enlace en forma anular en el anillo de descarga. Esto permite
una mejor movilidad del portajuntas y con ello una seguridad de
servicio mas favorable de la junta.
A continuación se aclarará el invento con mas
detalle sobre un ejemplo constructivo representado en el dibujo; se
muestra:
Fig. 1 una sección transversal a través del
dispositivo acorde con el invento,
Fig. 2 el objeto según la figura 1, montado en
el estator de un husillo de maquina,
Fig. 3 una construcción alternativa en
representación correspondiente a la figura 1, reproducida solo
parcialmente,
Fig. 4 otra forma constructiva en
representación correspondiente con la figura 1.
El dispositivo representado en el dibujo sirve
para conducir un medio en forma de gas y/o líquido a un sistema a
presión giratorio. Se compone esencialmente de una carcasa de cabeza
estanca 1 estática con una abertura de conexión 2 para el medio a
la que se conecta una tubería de unión 2.1 que discurre por el
interior de la carcasa de cabeza estanca. Además presenta un rotor
3 situado igualmente en el interior del sistema a presión y que
esta unido al sistema a presión, rotor que está soportado en la
carcasa de cabeza estanca 1 por dos cojinetes de rodillos 4.
En el extremo de la tubería de unión 2.1 hay
una junta de estator 5 mientras que en el extremo del rotor 3 está
prevista una junta de rotor 6, estando situadas la junta de estator
5 y la junta de rotor 6 coaxiales con el rotor 3 y se tocan una con
otra con sus superficies frontales. Las superficies frontales pueden
por ello, como en el ejemplo constructivo, estar construidas planas
o también presentar un diseño cónico o similar adecuado.
En la zona de la junta de estator y de la junta
de rotor 5,6 hay situado un elemento de dilatación 7 regulable
térmicamente que directamente lleva a cabo un ajuste dependiente de
la temperatura de la posición axial mutua de la junta de estator y
de la junta de rotor 5,6. Este ajuste se realiza en el sentido de
que en el caso de un aumento de temperatura en la zona de las
juntas 5,6 con el que estas sufren un mayor desgaste, estas quedan
descargadas con un mínimo aumento de la separación entre ellas sin
que sin embargo se produzca una separación de ambas juntas 5, 6 una
de otra. Esta descarga tiene lugar en la practica en el rango de las
micras.
El elemento de dilatación 7 está formado para
ello por una pieza casquillo que por su extremo orientado hacia el
sistema a presión está fijo con respecto a la carcasa de cabeza
estanca 1. Con su extremo orientado hacia la junta de estator 5 el
elemento de dilatación 7 se apoya, por el contrario, en un anillo de
acoplamiento 8 que está unido con la junta de estator 5. Por medio
de este tipo de conexión toda la longitud del elemento de
dilatación 7 puede colaborar ampliamente en un cambio de longitud
por causa térmica y con ello en un ajuste de las juntas 5,6.
Adicionalmente el elemento de dilatación 7 puede
estar provisto como mínimo por su superficie envolvente interior
con un recubrimiento superficial para la absorción de la radiación
térmica, con lo que se consigue una absorción del calor mas rápida
y con ello un mecanismo de regulación mas rápido.
El anillo de acoplamiento 8 se apoya sin holgura
sobre el elemento de dilatación 7 bajo la acción de muelles 9.
Además el anillo de acoplamiento 8 comprende un portajuntas 10
apoyado para poder desplazarse axialmente, que por su parte axial
aloja a la junta de estator 5 y que bajo la fuerza de un muelle de
estator 11 esta junta de estator 5 presiona sobre la junta de rotor
6 axialmente fija.
Adicionalmente el portajuntas 10 puede estar
provisto con un enlace anular 10.1 sobresaliente radialmente hacia
el anillo de acoplamiento 8, en donde el anillo de acoplamiento 8 y
el portajuntas 10 individualmente están diseñados de manera que en
el caso de temperatura de trabajo regular, entre ellos existe una
estrecha ranura.
El anillo de acoplamiento 8 está hecho de un
material con pequeño coeficiente de dilatación térmica mientras
que el portajuntas 10 está hecho de un material que por el
contrario tiene un coeficiente de dilatación térmica grande. Por
ello si se produce un aumento de la temperatura, se dilata
preferiblemente el portajuntas 10 especialmente también radialmente
con lo que la ranura anular se reduce hasta que entre el portajuntas
10 y el anillo de acoplamiento 8 existe un cierre por rozamiento.
Desde este momento el portajuntas 10 es arrastrado a través del
anillo de acoplamiento 8 por el elemento de dilatación 7 que esta
creciendo, de manera que la junta de estator 5 se despega
ligeramente de la junta de rotor 6, estando sin embargo el sistema
ajustado de tal manera que entonces aquí no existe ninguna ranura
entre ambas juntas 5,6. Con ello queda asegurado que ninguna
partícula que pueda provocar desgaste entre las juntas 5, 6 pueda
penetrar entre ambas juntas de estator 5 y de rotor 6.
Como consecuencia la temperatura volverá a
descender de manera que tanto el elemento de dilatación 7 disminuye
su longitud como también que el cierre por rozamiento entre el
portajuntas 10 y el anillo de acoplamiento 8 se suelta. En el caso
de una nueva subida de la temperatura el mecanismo de regulación
engrana nuevamente de la manera ya descrita.
Para por lo demás excluir la acción de fuerzas
hidráulicas que parten del medio portador del calor sobre las
juntas 5, 6, el diámetro exterior de la pieza del portajuntas
apoyada en la carcasa de cabeza estanca 1 se corresponde con el
diámetro del taladro de rotor que aloja al rotor 3. Además los
diámetros de taladro de la junta de rotor 6 y de la junta de
estator 5 son igual de grandes. Así se excluye que, por ejemplo en
el caso de oscilaciones de presión, fuerzas adicionales que
perturben el propio mecanismo tengan influencia en las juntas 5,
6.
Finalmente, antes del primero y después del
último de ambos cojinetes 4, existe una ranura de sellado 12 con
un canal anular por los que es introducido un medio de cierre, como
por ejemplo aire comprimido, y el que tiene por lo menos enlace
parcial a la conexión de fugas.
En la figura 3 está representada otra
configuración del invento en la que entre el elemento de dilatación
y el portajuntas 10 apoyado de forma giratoria, está situado un
acoplamiento accionado térmicamente y con su longitud regulable de
forma rotatoria. El acoplamiento esta formado por dos discos de
acoplamiento 16,17 giratorios, regulables uno respecto del otro, de
los cuales uno está construido como un disco cónico con superficies
cónicas 17.1 periféricas. El segundo disco de acoplamiento 17
presenta levas sobresalientes axialmente, no visibles en el dibujo,
que están previstas para su apoyo sobre la superficie cónica 17.1.
Los discos de acoplamiento 16,17 se ajustan por rotación por medio
de un elemento bimetal 18 de forma espiral unido por uno de sus
extremos a uno de los discos de acoplamiento.
Durante las paradas o a temperatura ambiental
los discos de acoplamiento 16,17 están alineados de tal forma que
se obtiene una altura axial lo menor posible de ambos discos de
acoplamiento. Uno de los discos de acoplamiento 17 está sobre el
elemento de dilatación 7 y puede girar. A temperatura ambiente el
elemento bimetal 18 mantiene al segundo disco de acoplamiento 17 en
una posición en la que se produce una longitud mínima del
acoplamiento y no se produce ningún contacto del segundo disco de
acoplamiento con la junta móvil axial o el correspondiente
portajuntas 10.
Si la temperatura del elemento bimetal 18
situado directamente sobre la ranura de la junta deslizante aumenta,
por ejemplo debido al calor de rozamiento, entonces el segundo
disco de acoplamiento 17 girará sobre las superficies cónicas
tanto hasta que exista contacto con la junta móvil axial o con el
correspondiente portajuntas 10. Debido a un pequeño ángulo de
conicidad en la zona de la retención automática ahora no se produce
ningún otro cambio de posición en la dirección de la rotación
incluso con una alta carga axial. La dilatación longitudinal del
elemento de dilatación térmica 7 actúa ahora directamente sobre la
posición o la reducción del esfuerzo de la junta.
En otra posibilidad de diseño mostrada en la
figura 4, entre el anillo de acoplamiento y el portajuntas 10 está
colocado un anillo de descarga 14.
Para ello el anillo de acoplamiento 8 está hecho
de un material con un pequeño coeficiente de dilatación térmica y
el anillo de descarga 14, está hecho de un material que por el
contrario tienen un coeficiente de dilatación térmica grande, en
donde para una temperatura de servicio regular entre el anillo de
acoplamiento 8 y el anillo de descarga 14 existe una estrecha
ranura anular.
El anillo de descarga 14 se apoya
permanentemente sobre el lado frontal del portajuntas 10 por medio
de muelles 15 a través de un enlace 14.1 especialmente moldeado con
forma anular, en donde por medio de contacto metálico y radiación
térmica el nivel de temperatura es transmitido desde el portajuntas
10 al anillo de descarga 14.
El anillo de descarga 14 está permanentemente
ligeramente presionado sobre el portajuntas 10. La regulación de
carga en dependencia de la temperatura entre la junta de estator y
la junta de rotor solo será activa cuando debido al calentamiento
la estrecha ranura radial entre el anillo de descarga 14 y el anillo
de acoplamiento 8 desaparece, de manera que se produce un cierre
por rozamiento y adicionalmente se produce una dilatación
longitudinal del casquillo de dilatación 7. La diferencia con la
solución anteriormente ya descrita consiste en que se va a producir
una separación de las superficies activas para el acoplamiento y la
descarga. En la solución precisamente ya descrita el acoplamiento
y la descarga se producen por el contrario mediante la superficie
de separación entre el anillo de acoplamiento 8 y el portajuntas
10.
Esta forma constructiva modificada prevé por el
contrario un acoplamiento entre el anillo de acoplamiento 8 y el
anillo de descarga 14. La descarga se produce entre el portajuntas
10 y el enlace 14.1 de forma anular en el anillo de descarga 14.
Esto permite una mejor movilidad del portajuntas 10 y con ello una
seguridad de servicio mas favorable de la junta.
Claims (16)
1. Dispositivo para conducir un medio en
forma de gas y/o líquido hasta un sistema a presión giratorio
compuesto por una carcasa de cabeza estanca (1) estática con una
abertura de conexión (2) para el medio a la que se conecta una
tubería de unión (2.1) que discurre por el interior de la carcasa de
cabeza estanca (1), así como con un rotor (3) de forma tubular que
esta conectado con el sistema a presión y situado igualmente en el
interior de la carcasa de cabeza estanca, además con una junta de
estator (5) situada en el extremo de la tubería de unión (2.1) y
una junta de rotor (6) situada en el extremo del rotor (3), estando
situadas la junta de estator (5) y la junta de rotor (6) coaxiales
al rotor (3) y se apoyan una sobre la otra, y porque en la zona de
la junta de estator y de la junta de rotor (5,6) existe un elemento
de dilatación (7) influido térmicamente que lleva a cabo un ajuste
dependiente de la temperatura de la posición mutua y/o de la carga
de la junta de estator y de la junta de rotor (5,6),
caracterizado porque el elemento de dilatación (7) está
formado por una pieza casquillo que está fija respecto de la
carcasa de cabeza estanca (1) por su extremo orientado hacia el
sistema a presión y porque con su extremo orientado hacia la junta
de estator (5) se apoya sobre un anillo de acoplamiento (8) que
cuando aumenta la temperatura está unido con la junta de estator
(5).
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque el elemento de dilatación (7) está
provisto, como mínimo en su superficie envolvente interior, con un
recubrimiento superficial absorbente de la radiación térmica y/o
una estructura que aumenta la superficie.
3. Dispositivo según la reivindicación 1
o 2, caracterizado porque el anillo de acoplamiento (8) se
apoya sobre el elemento de dilatación (7) bajo la fuerza de un
muelle.
4. Dispositivo según como mínimo una de
las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el anillo
de acoplamiento (8) contiene un portajuntas (10) apoyado para
desplazarse axialmente que sujeta a la junta de estator (5), el
cual bajo el empuje de un muelle de estator (11) presiona la junta
de estator (5) contra la junta de rotor (6) que está fija
axialmente.
5. Dispositivo según la reivindicación
4, caracterizado porque el portajuntas (10) presenta una
unión anular (10.1) que sobresale radialmente hacia el anillo de
acoplamiento (8).
6. Dispositivo según la reivindicación 4
o 5, caracterizado porque el anillo de acoplamiento (8) está
hecho de un material con coeficiente de dilatación térmica pequeño y
el portajuntas (10) está hecho de un material que por el contrario
tiene con coeficiente de dilatación térmica alto, y porque en el
caso de temperatura de trabajo regular entre el anillo de
acoplamiento (8) y el portajuntas (10) existe una ranura anular
estrecha.
7. Dispositivo según una como mínimo de
las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque el enlace
anular (10.1) del portajuntas (10) se reduce cónicamente por su
extremo orientado hacia la junta de estator (5).
8. Dispositivo según una como mínimo de
las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el diámetro
exterior de la parte del portajuntas (10) apoyada en la carcasa de
cabeza estanca (1) se corresponde con el diámetro del taladro que
aloja al rotor (3) y los diámetros de taladro de la junta de rotor
(6) y de la junta de estator (5) son iguales de grandes.
9. Dispositivo según una como mínimo de
las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque antes del
primero y después del ultimo de los cojinetes (4) esta situada una
ranura de sellado (12) con un canal anular en el que se introduce
un medio de bloqueo, por ejemplo aire comprimido, y el cual tiene
como mínimo conexión parcial con la conexión de fugas.
10. Dispositivo según una como mínimo de
las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la junta de
rotor (6) está asegurada axialmente por un enlace y mediante un
elemento de muelle esta seguridad está posicionada.
11. Dispositivo según una como mínimo de
las reivindicaciones 4 a 10, caracterizado porque entre el
elemento de dilatación (7) y el portajuntas (10) que está apoyado
para poder moverse está situado un acoplamiento accionado
térmicamente y que respecto de su posición puede ser ajustado por
rotación.
12. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque el acoplamiento está formado por dos
discos de acoplamiento (16,17) giratorios regulables uno con
respecto al otro, de los cuales por lo menos uno está construido
como un disco cónico con una superficie cónica (17.1) que discurre
por la periferia.
13. Dispositivo según la reivindicación
12, caracterizado porque los discos de acoplamiento (16,17)
se regulan de forma giratoria mediante un elemento bimetal (18) de
forma espiral unido al extremo de uno de los discos de
acoplamiento.
14. Dispositivo según la reivindicación 1
a 10, caracterizado porque entre el anillo de acoplamiento
(8) y el portajuntas (10) está situado un anillo de descarga
(14).
15. Dispositivo según la reivindicación
14, caracterizado porque el anillo de acoplamiento (8) está
hecho de un material con un coeficiente de dilatación térmica
pequeño y el anillo de descarga (14) está hecho de un material que
por el contrario tiene un coeficiente de dilatación térmica grande y
porque en el caso de temperatura de servicio regular entre el
anillo de acoplamiento (8) y el anillo de descarga (14) existe una
ranura anular estrecha.
16. Dispositivo según la
reivindicación 15, caracterizado porque el anillo de descarga
(14) está en contacto permanentemente mediante muelles (15) con la
parte frontal del portajuntas (10) a través de un enlace (14.1)
especialmente moldeado de forma anular y a través de contacto
metálico y radiación térmica el nivel de temperatura se transmite
desde el portajuntas (10) al anillo de descarga (14).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10256537 | 2002-12-04 | ||
| DE10256537A DE10256537A1 (de) | 2002-12-04 | 2002-12-04 | Vorrichtung zum Zuführen eines gasförmigen und/oder flüssigen Mediums zu einem rotierenden Drucksystem |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2279210T3 true ES2279210T3 (es) | 2007-08-16 |
Family
ID=32403693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES03788856T Expired - Lifetime ES2279210T3 (es) | 2002-12-04 | 2003-12-04 | Dispositivo para conducir un medio en forma de gas y/o liquido hasta un sistema a presion giratorio. |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7399001B2 (es) |
| EP (1) | EP1567798B1 (es) |
| JP (1) | JP4456001B2 (es) |
| AT (1) | ATE354762T1 (es) |
| AU (1) | AU2003293273A1 (es) |
| DE (2) | DE10256537A1 (es) |
| ES (1) | ES2279210T3 (es) |
| WO (1) | WO2004051130A1 (es) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005038459A1 (de) * | 2005-08-13 | 2007-02-22 | Ott-Jakob Gmbh & Co. Spanntechnik Kg | Drehdurchführung mit Leckagesensor |
| DE102005052067A1 (de) * | 2005-10-28 | 2007-05-03 | Georg Springmann Industrie- Und Bergbautechnik Gmbh | Vorrichtung zum Ankuppeln einer Kühlmittelzuführung an eine Walze |
| WO2007084480A2 (en) * | 2006-01-18 | 2007-07-26 | 3M Innovative Properties Company | Dead-shaft roller with aerostatic rotary union |
| US8002313B2 (en) | 2006-04-25 | 2011-08-23 | Kci Licensing, Inc. | Inline swivel connection for multi-lumen tubing |
| DE102009036320A1 (de) * | 2009-08-06 | 2011-02-10 | Centrotherm Thermal Solutions Gmbh + Co. Kg | Verbinder für Gas- oder Flüssigkeitsleitungen und dessen Verwendung |
| US9383051B1 (en) | 2012-05-17 | 2016-07-05 | The Boeing Company | Shrouded dynamically sealed rotary coupling |
| CN102853187A (zh) * | 2012-07-13 | 2013-01-02 | 成都依瑞克科技有限公司 | 耐摩型活动旋转连接管 |
| DE102013009759A1 (de) | 2013-06-11 | 2014-12-11 | Christian Maier Gmbh & Co. Kg Maschinenfabrik | Vorrichtung zum Transport von Medien |
| BR112017001102B1 (pt) * | 2014-07-18 | 2021-05-18 | Deublin Company | união rotativa atuada por pistão e processo para operar a mesma |
| CN107339534B (zh) * | 2017-08-03 | 2023-02-10 | 无锡市艾可密封技术有限公司 | 一种高速高压液气旋转接头 |
| US20190089221A1 (en) * | 2017-09-20 | 2019-03-21 | Upwing Energy, LLC | Magnetic thrust load support for downhole-type system |
| CA2982276C (en) * | 2017-10-13 | 2025-12-09 | Saturn Machine Works Ltd. | Swivel connector |
| DE102018216921B4 (de) * | 2018-10-02 | 2024-11-07 | Eagleburgmann Germany Gmbh & Co. Kg | Gleitringdichtungsanordnung für eine Drehdurchführung |
| US20200217437A1 (en) * | 2019-01-07 | 2020-07-09 | Deublin Company | Rotary joint |
| CN110792778A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-02-14 | 无锡博华机电有限公司 | 一种带气体密封结构的高速旋转接头 |
| JP7433078B2 (ja) * | 2020-02-20 | 2024-02-19 | 三菱電機株式会社 | 液冷装置及び液冷装置を備えた回転電機 |
| DE102022108362A1 (de) | 2022-04-07 | 2023-10-12 | Zf Cv Systems Europe Bv | Verbindungsanordnung zur Kopplung von zwei pneumatischen Leitungen |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3273592A (en) * | 1966-09-20 | Deubler etal rotating union control valve | ||
| US2805087A (en) * | 1954-01-07 | 1957-09-03 | Perfecting Service Co | Rotary joint with plural non-communicating paths and a floating tubular core |
| US3002769A (en) * | 1958-01-02 | 1961-10-03 | Deublin Co | Rotary union having particular assembly means |
| US3061337A (en) * | 1958-03-05 | 1962-10-30 | Perfecting Service Company | Rotary fluid connector with noncommunicating passageways |
| US3889983A (en) * | 1974-04-15 | 1975-06-17 | Duff Norton Co | Rotary fluid joint |
| FR2470324B1 (fr) * | 1979-11-27 | 1985-07-19 | Fmc Europe | Raccord tournant pour le transfert de produits fluides |
| US4817995A (en) * | 1987-02-06 | 1989-04-04 | Deublin Company | Rotating union with replaceable sealing assembly |
| US4976282A (en) * | 1989-04-12 | 1990-12-11 | Deublin Company | Coolant union with fluid actuated seal assembly |
| US5174614A (en) * | 1991-07-03 | 1992-12-29 | Kaleniecki James F | Bearingless rotary mechanical fluid coupling |
| US5169181A (en) * | 1991-12-16 | 1992-12-08 | The Johnson Corporation | Impact resistant rotary joint with glide ring seals |
| DE4203954C1 (en) | 1992-02-11 | 1993-06-17 | Iobb Produktideen Vorausentwicklung Und Problemloesungen Gmbh, 8960 Kempten, De | Rotary feed coupling for pressurised gas or liquid - has sealing gap between sealing surfaces adjusted to allow axial displacement of rotor relative to stator |
| US5538292A (en) * | 1995-01-17 | 1996-07-23 | Midwest Brake Bond Company | Rotary union |
| US5617879A (en) * | 1995-02-17 | 1997-04-08 | Deublin Company | Sealing arrangement for a coolant union having a floating seal assembly |
| US5669636A (en) * | 1995-08-01 | 1997-09-23 | Deublin Company | Floating seal assembly for a bearingless coolant union having air rotation capability |
| EP0981000B1 (en) * | 1998-02-18 | 2004-07-28 | Nippon Pillar Packing Co., Ltd. | Rotary joint |
-
2002
- 2002-12-04 DE DE10256537A patent/DE10256537A1/de not_active Withdrawn
-
2003
- 2003-12-04 EP EP03788856A patent/EP1567798B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-12-04 WO PCT/DE2003/004011 patent/WO2004051130A1/de not_active Ceased
- 2003-12-04 JP JP2004556040A patent/JP4456001B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2003-12-04 US US10/537,328 patent/US7399001B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-12-04 AU AU2003293273A patent/AU2003293273A1/en not_active Abandoned
- 2003-12-04 ES ES03788856T patent/ES2279210T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2003-12-04 AT AT03788856T patent/ATE354762T1/de active
- 2003-12-04 DE DE50306602T patent/DE50306602D1/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1567798A1 (de) | 2005-08-31 |
| US7399001B2 (en) | 2008-07-15 |
| JP2006509162A (ja) | 2006-03-16 |
| ATE354762T1 (de) | 2007-03-15 |
| DE10256537A1 (de) | 2004-07-22 |
| AU2003293273A1 (en) | 2004-06-23 |
| EP1567798B1 (de) | 2007-02-21 |
| DE50306602D1 (de) | 2007-04-05 |
| US20060017283A1 (en) | 2006-01-26 |
| WO2004051130A1 (de) | 2004-06-17 |
| JP4456001B2 (ja) | 2010-04-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2279210T3 (es) | Dispositivo para conducir un medio en forma de gas y/o liquido hasta un sistema a presion giratorio. | |
| US5195754A (en) | Laterally translating seal carrier for a drilling mud motor sealed bearing assembly | |
| JP5372772B2 (ja) | タンデムシール | |
| KR101761245B1 (ko) | 기밀 샤프트 이동관통부를 구비하는 진공밸브 | |
| ES2405380T3 (es) | Disposición de estanqueidad doble | |
| EP1760319A1 (en) | Bearing support structure for turbomolecular pump | |
| JP4837250B2 (ja) | 流体冷却剤ユニオン | |
| JPS6088223A (ja) | 磁性流体のスラストおよびラジアルベアリング組立体 | |
| US4641842A (en) | Shaft sealing device with floating seal member | |
| KR840008594A (ko) | 미분기 저어널 베어링 장치 | |
| JPH0656214B2 (ja) | 乾式ガスシール装置 | |
| US4145059A (en) | Mechanical seal | |
| US6164316A (en) | High temperature rotating union | |
| JP2009236207A (ja) | メカニカルシール | |
| US4265498A (en) | Thrust bearing | |
| US20160069137A1 (en) | Apparatus with a Rotary Seal Assembly Axially Coincident with a Shaft Tilting Focal Point | |
| US8157657B2 (en) | Selectively expandable and contractible barrier | |
| WO2021008936A1 (en) | Sealed bearing assembly | |
| CN110219894A (zh) | 密封装置及轴承组件 | |
| US7832505B2 (en) | Rock bit with a thermal insulating seal ring positioned in the seal gland | |
| US2681565A (en) | Means for thrust measurement | |
| US3336034A (en) | Force adaptive dynamic face seal | |
| US4133541A (en) | Seal | |
| ES2700403T3 (es) | Dispositivo de timón para submarinos | |
| US2673752A (en) | Seal forming mechanism |