旋转接头

技术领域

本发明涉及一种具有构造成用于流体流动的中心孔的类型的流体传递旋转接头(swivel)。

背景技术

在各种领域中，旋转接头用于相互旋转的部件之间的传输(transmission)。例如，旋转接头可用于力传递、流体传递、电力或电气控制信号传递或流体压力传递。流体旋转接头是已知的，其被构造为传递流体流，同时使旋转接头的相对轴向端部相互旋转。

发明概述

根据本发明，提供了一种流体旋转接头，该流体旋转接头包括第一部分和第二部分，第一部分和第二部分被构造成围绕公共中心轴线相互旋转。流体旋转接头包括中心孔，中心孔被构造成容纳将要通过流体旋转接头运送的流体。中心构件布置在中心孔中，其中中心轴线延伸穿过中心构件。此外，液压管路从第一部分穿过中心构件延伸到第二部分。

在一些实施例中，中心构件可以包括第一中心部分和第二中心部分，其中第一中心部分是第一部分的一部分并包括芯柱(stem)。第二部分是第二部分的一部分，并包括接收孔。芯柱可延伸到接收孔中。

在一些实施例中，液压管路的一部分可以延伸穿过芯柱，并且它可以包括与接收孔的环形凹部对齐的第一管路口。

以这种方式，液压液体和液压压力可以通过旋转接头传输。例如，液压液体可用于操作与旋转接头的旋转部分一起旋转的液压致动器。在其他实施例中，液压液体例如可用于操作液压马达，例如用于驱动泵。

在一些实施例中，旋转接头可以包括穿过中心构件从第一部分延伸到第二部分的电传输装置(electric transmission arrangement)。电传输装置例如可用于传输表示各种被监测参数的监测信号。可选地或另外地，电传输装置可用于控制电致动器。

电传输装置可以有利地包括第一电气线路和第二电气线路，其中第一电气线路通过滑环装置电连接到第二电气线路。

滑环装置可以有利地布置成使中心轴线延伸穿过滑环。

根据一些实施例，旋转接头可以连接在承载含油流体的装载软管和浮动容器之间。这种容器通常可以是构造为运送原油的油轮。

在一些实施例中，中心孔可以包括呈弯曲形状的孔壁。

优选地，在包括滑环和所述弯曲形状的实施例中，滑环可以与孔壁的弯曲形状轴向对齐。

对于根据本发明的一些实施例，流体旋转接头的中心孔的典型直径在20cm至70cm的范围内，或在25cm至60cm的范围内。

发明的详细描述

虽然本发明已经在上面概括地展现，但下面将参考附图展现实施例的更详细示例，其中：

图1是根据本发明的旋转接头的透视图，该旋转接头与用于将原油传递到油轮上的装载软管一起使用；

图2是根据本发明的旋转接头的透视图，

图3是图2中所示的旋转接头从另一个角度看的透视图；

图4是根据本发明的旋转接头的截面透视图；

图5是旋转接头的另一个截面透视图；和

图6是根据本发明的旋转接头的截面侧视图。

图1描绘了连接到海上油轮3的装载软管1。装载软管1通常用于将原油传递到油轮3，诸如从浮式生产储油装置(FPSO)(未示出)传递到油轮3。为了使装载软管1能够相对于油轮3旋转，在油轮3和装载软管1之间的接口处布置有流体旋转接头100。流体旋转接头100附接到安装在油轮3上的接收流管5上。

在流体旋转接头100的面向装载软管1的端部处，存在有连接装置7，连接装置7可释放地连接到装载软管1的端部。连接装置7在图1中仅示意性地描绘。连接装置通常可以包括连接工具9，诸如夹具或卡爪，连接工具9被构造成与装载软管1的端部法兰接合。在本示例实施例中，连接工具9是液压操作的。两条液压管路11在图1中示意性地指示。液压管路11从油轮3延伸并穿过流体旋转接头100，用于连接工具9的操作。

从下面对流体旋转接头100的描述中可以清楚地看出，液压管路11居中地延伸穿过旋转接头100。因此，不需要外部输送液压管路。以这种方式，液压管路11布置成被保护在旋转接头100内。

虽然图1描绘了流体(例如原油)被运送到油轮3上的情况，但必须清楚的是，该旋转接头可以用于其他应用。例如，流体旋转接头100可以固定到流体将从中流出的容器，诸如FPSO。即，根据本发明的旋转接头100可以布置在装载软管1的两端。

图2和图3描绘了在某种程度上从上面看和在某种程度上从下面看的旋转接头100的透视图。旋转接头100具有中心孔101，流体(例如原油)可以流经中心孔101。此外，旋转接头100包括第一部分100a和第二部分100b。第一部分100a和第二部分100b可相互旋转。

当根据图1所示的情况使用时，第二部分100b连接到装载软管1，而第一部分100a固定到油轮3。

图4用截面透视图示出了旋转接头100。第一部分100a具有第一主体21。相应地，第二部分100b具有第二主体23。第一部分100a的内部面25与第二部分100b的外部面27重叠并面对第二部分100b的外部面27。这些面25、27设置有相对布置的环形凹部29。凹部29容纳旋转轴承31，旋转轴承31使第一部分100a和第二部分100b能够围绕公共中心轴线A相对于彼此旋转。

封隔器32布置成在相互旋转的第一主体21和第二主体23之间密封。

第二部分100b的所述外部面27布置在第二主体23上。第一部分100a的内部面25由堆叠保持环33提供。保持环33彼此堆叠并一起在内部面25上提供环形凹部29。保持环33通过螺栓固定到第一部分100a的其余部分，如图4所示。

仍然参考图4，第一中心部分10a和第二中心部分10b居中地布置在中心孔101中。第一和中心部分10a、10b一起形成中心构件12，中心构件12沿中心轴线A以纵向形状延伸。

第一中心部分10a是第一部分100a的一部分，并且第一中心部分10a利用一个或更多个第一梁35保持在适当位置。第一梁35在第一部分100a的孔壁101a和第一中心部分10a之间径向延伸。

相应地，第二中心部分10b是第二部分100b的一部分，并且第二中心部分10b利用一个或更多个第二梁37保持在适当位置。第二梁37在第二部分100b的孔壁101b和第二中心部分10b之间径向延伸。

如在图4中可以看到的，第一梁35和第二梁37被布置成使得流体可以在没有明显阻碍的情况下流过第一梁35和第二梁37。在所示的实施例中，第一梁35和第二梁37呈现出与旋转接头100的中心轴线A平行的扁平形状。

旋转接头100包括在第一液压口39和第二液压口41之间延伸的液压连接，第一液压口39布置在第一部分100a上，并且第二液压口41布置在第二部分100b上。第一液压口39与延伸穿过第一梁35的第一液压管路43连通。第一液压管路43延伸到第一中心部分10a中。

第一中心部分10a包括延伸到第二中心部分10b的接收孔47中的芯柱45。因此，当第一部分100a和第二部分100b相对于彼此旋转时，芯柱45在中心部分10b的接收孔47内旋转。

如图4所示，第一液压管路43轴向延伸穿过第一中心部分10，进入芯柱45。在进入接收孔47的某个轴向距离处，第一液压管路43终止于第一管路口49。

第一管路口49径向面向接收孔47中的环形凹部51。在环形凹部51的任一轴向侧布置有密封芯柱45的密封件48。环形凹部51与延伸穿过第二梁37的第二液压管路53连通。第二液压管路53终止于第二液压口41。

现在对于本领域技术人员来说，明显的是，液压液体和液压压力可以在第一液压口39和第二液压口41之间传输。因此，当使用旋转接头100时，例如如图1所示的示例，来自油轮3的液压管路11将连接到第一液压口39。在旋转接头100和连接装置7之间延伸的液压管路将连接到第二液压口41。

还应理解的是，虽然在根据图4的示例实施例中仅示出一个液压连接，但可以布置多个液压管路，这些液压管路在第一部分100a和第二部分100b之间延伸。在这些实施例中，芯柱45可以包括多个第一液压管路43和第一管路口49。接收孔47可以提供有多个环形凹部51，这些环形凹部沿轴向分布并与第一管路口49对齐。

图5是根据本发明的旋转接头100的另一截面透视图。应理解的是，该旋转接头具有与图4中所示的旋转接头100相同的几个特征。例如，该旋转接头被构造成通过第一液压管路43和第二液压管路53传输液压液体和压力。

根据图5所示的实施例的旋转接头100包括电传输装置，该电传输装置被构造成除了液压传输之外还传输电信号。电传输装置包括第一电气线路55，该第一电气线路55进入第一主体21并穿过第一梁35朝向第一中心部分10a延伸。尽管未在图5中示出，但第一电气线路55穿过芯柱45朝向芯柱45的相对端部(即图5中的下端)轴向地延伸。

电传输装置还包括进入第二主体23并穿过第二梁37的第二电气线路57朝向中心轴线A延伸。第二电气线路57连接到电滑环59，电滑环59布置在第二中心部分10b中的中心轴线A处。尽管在图5中没有很好地描绘，但滑环59在静止期间和旋转期间中均提供第一电气线路55和第二电气线路57之间的电连接。滑环59布置在延伸穿过滑环59的中心轴线A处。

因此，在使用期间，旋转接头100被构造成向被传递的流体(诸如原油)提供流动路径，同时使操作者能够液压地致动旋转接头的旋转侧上的机构，并且同时控制旋转侧上的电气设备或电子读数表。值得注意的是，对转数没有限制。

图6是根据本发明的旋转接头100的截面侧视图。该旋转接头100包括若干第二液压管路53，并因此包括若干第一液压管路(图6中未示出)。该截面示出了第二梁37中的一个中的两个第二液压管路53，以及在芯柱45中的两个第一液压管路43。其余的液压管路是不可见的。

从图6还可以看到第二部分100b的孔壁101b的弯曲形状。第二中心部分10b占据穿过旋转接头100(即穿过中心孔101)的流动路径中的一些区域。通过提供第二部分100b的孔壁101b的弯曲形状，这至少在某种程度上做出了解释。这减小了穿过旋转接头100的流速的变化，因为流体将流动通过的截面面积的变化减小了。

值得注意的是，沿着与中心轴线A正交的平面，第二中心部分10b的截面大于第一中心部分10a的截面。因此，孔壁101b的所述弯曲形状的轴向位置与第二中心部分10b对齐。

第一中心部分10a和第二中心部分10b的两个相对端部各自包括锥形端部。锥形端部适于流体流过第一中心部分10a和第二中心部分10b。