阅读说明：本技术 大型lng卸料臂用旋转接头 (Rotary joint for large LNG unloading arm ) 是由 黄琳 韩力 尹云 高飞 郗厚岩 苏华 于 2019-09-24 设计创作，主要内容包括：本发明涉及低温流体输送技术领域,尤其涉及大型LNG装卸臂用的旋转接头。本发明内圈法兰的底面开有真空槽和静密封槽,内圈法兰底面与内圈底面采用螺栓把合在一起,中间静密封槽内放置静密封垫；内圈内表面与隔温环固定在一起,形成隔温腔；内圈开有次密封槽放置次密封圈；内圈外表面加工有两道滚道凹槽；外圈内表面加工有两道滚道凹槽；外圈套装于内圈的外部,使得内圈和外圈上的滚道凹槽组成两个具有一定缝隙的圆形滚道,并且分别安装有偏心夹持滚道；偏心夹持滚道内部安装有滚珠；外圈法兰法兰底面与外圈底面采用螺栓把合。本发明的技术方案解决了现有技术中的现有旋转接头结构已经不能补偿其瞬时温度对结构的影响,导致液态LNG无法正常输送的问题。(The invention relates to the technical field of cryogenic fluid delivery, in particular to a rotary joint for a large LNG loading and unloading arm. The bottom surface of the inner ring flange is provided with a vacuum groove and a static sealing groove, the bottom surface of the inner ring flange and the bottom surface of the inner ring are combined together by adopting bolts, and a static sealing gasket is arranged in the middle static sealing groove; the inner surface of the inner ring is fixed with the heat insulation ring to form a heat insulation cavity; the inner ring is provided with a secondary sealing groove for placing a secondary sealing ring; two raceway grooves are processed on the outer surface of the inner ring; two raceway grooves are processed on the inner surface of the outer ring; the outer ring is sleeved outside the inner ring, so that the raceway grooves on the inner ring and the outer ring form two circular raceways with certain gaps, and are respectively provided with an eccentric clamping raceway; the eccentric clamping roller path is internally provided with a ball; the bottom surface of the flange of the outer ring and the bottom surface of the outer ring are fastened by bolts. The technical scheme of the invention solves the problem that the influence of the instantaneous temperature on the structure cannot be compensated by the existing rotary joint structure in the prior art, so that the liquid LNG cannot be normally conveyed.)

大型LNG卸料臂用旋转接头

技术领域

本发明涉及低温流体输送技术领域，尤其涉及大型LNG装卸臂用的旋转接头。

背景技术

近年来，我国LNG在全球天然气供应中的比例增加迅速，低温卸料臂越来越多地在很多港口码头与船用管道对接进行流体卸载。而旋转接头作为低温卸料臂的必不可少的组成部件，对保证整机的正常工作及降低卸料臂受船体及海浪的影响起着至关重要的作用。常规的滚珠式旋转接头采用内、外圈及滚珠直接连接的形式主要用在产品在常温工作环境下的工作状态。目前LNG卸料臂上应用的旋转接头主要是单层动密封结构形式，滚珠与回转接头本体直接连接形式，主要适用与输送管径小的产品。而就大型LNG装卸臂而言，现有旋转接头结构已经不能补偿其瞬时温度对结构的影响，导致液态LNG无法正常输送。

现有的低温流体装卸臂旋转接头有：

CN201610046430.6一种超低温流体装卸臂专用旋转接头该专利所述的装卸臂专用旋转接头为滚珠与本体直接接触式且滚珠为空心式，氮气吹扫线布置形式不同。由于大型旋转接头受力条件恶劣，滚珠与本体直接接触式结构容易使本体磨损，如果更换只能更换本体，成本增加。且滚珠空心结构同样外形尺寸承受的力比较小，且低温环境变形不均匀容易产生破坏。

CN201720507375.6旋转接头及使用该旋转接头的装卸臂该专利所述的旋转接头是采用转芯与外壳相对转动式即非滚珠式。由于大型旋转接头载荷较大，且处于低温介质输送条件下，如采用非滚珠式为滑动摩擦，其作用力比滚珠式的滚动摩擦力显著增大，且在低温工况下易出现卡阻现象。

针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的大型LNG卸料臂用旋转接头，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。

发明内容

根据上述提出的现有旋转接头结构已经不能补偿其瞬时温度对结构的影响，导致液态LNG无法正常输送的技术问题，而提供一种大型LNG卸料臂用旋转接头。本发明主要通过偏心夹持滚道设计、氮气干燥线设计、动密封布置设计、隔热腔设计，从而实现低温流体的稳定可靠传输及更换方便。

本发明采用的技术手段如下：

一种大型LNG卸料臂用旋转接头，其特征在于，所述的大型LNG卸料臂用旋转接头包括：内圈法兰、内圈、隔温环、外圈、偏心夹持滚道、滚珠、外圈法兰、滚珠堵塞；内圈法兰的底面开有真空槽和静密封槽，内圈法兰法兰底面与内圈底面采用螺栓把合在一起，中间静密封槽内放置静密封垫；内圈内表面与隔温环固定在一起，形成隔温腔，减轻管内低温对滚珠滚道的影响；内圈开有次密封槽放置次密封圈；内圈外表面加工有两道滚道凹槽；外圈内表面加工有两道滚道凹槽；外圈套装于内圈的外部，使得内圈和外圈上的滚道凹槽组成两个具有一定缝隙的圆形滚道，并且分别安装有偏心夹持滚道；偏心夹持滚道内部安装有滚珠；外圈法兰的法兰底面开有放置动密封圈的槽和放置静密封圈的槽，外圈法兰法兰底面与外圈底面采用螺栓把合。

进一步地，偏心夹持滚道分为内外两部分，内外两部分呈椭圆形，分别镶嵌在内圈外表面的滚道凹槽内和外圈内表面的滚道凹槽内。

进一步地，外圈外表面开有两个氮气干燥孔，该孔位于两道滚道凹槽中间；两个氮气干燥孔呈180度分布于外圈的外表面。

进一步地，外圈两排滚道凹槽分别开有放置滚珠用的圆孔，并配有滚珠堵塞，便于滚珠安装拆卸；滚珠堵塞与外圈之间设置有密封圈。

进一步地，外圈法兰在动密封圈安放槽处开有动密封检测孔和在次密封圈安放槽处开有次密封检测孔，用于对低温LNG是否泄漏的双重检测。

进一步地，内圈的上表面和外圈下表面之间的缝隙处紧密贴合压紧套装防水密封圈，防止外部水气及灰尘进入到滚道。

本发明的工作原理为：

内圈法兰与内圈相对固定，外圈与外圈法兰相对固定。内圈与外圈可通过滚珠相对转动。动密封圈与次密封圈均安装在两个相对滑动的面之间，通过压紧滑动面实现密封。动密封检测孔和次密封检测孔分别布置在外圈法兰内接近动密封圈和次密封圈外侧，实现对两级密封的检测。

当低温流体LNG从主管路流进外圈法兰并通过内圈法兰流出到其他管路时，当受到外力，可使内圈法兰与内圈相对于外圈与外圈法兰通过滚珠转动实现其绕轴向的旋转。

当滚珠受外力与偏心夹持滚道内外两部分挤压变形，而且偏心夹持滚道与滚珠硬度的差异性设计，迫使由原先圆形与椭圆形接触转变为圆形与趋近于圆形接触，使受力面积增大，改善受力条件。

氮气从氮气干燥线吹入，途径滚珠，再从另一侧氮气干燥线吹出，防止滚珠周围存在水气导致滚珠冻结转动不灵活。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的大型LNG卸料臂用旋转接头，偏心夹持滚道的特殊设计改善滚珠与滚道之间的受力条件，提高结构使用寿命；

2、本发明提供的大型LNG卸料臂用旋转接头，在内圈和外圈之间设置偏心夹持滚道，并采用滚道和滚珠的硬度差异性设计，使滚道偏弱于滚珠和内外圈，达到优先更换滚道，降低成本，拆卸方便；

3、本发明提供的大型LNG卸料臂用旋转接头，实现流体传输时，双重动密封与静密封的多层密封设计、防水密封及隔热腔隔温的设计，降低了泄漏率，提高工作的安全性；

4、本发明提供的大型LNG卸料臂用旋转接头，通过氮气干燥线的设计，保证滚珠在低温条件下不冻结转动灵活；

5、本发明提供的大型LNG卸料臂用旋转接头，通过两道动密封检测，实现对低温流体是否泄漏的检测，保证结构的可靠性。

综上，应用本发明的技术方案解决了现有技术中的现有旋转接头结构已经不能补偿其瞬时温度对结构的影响，导致液态LNG无法正常输送的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明俯视图；

图3为本发明装于LNG卸料臂使用状态示意图。

图中：1、内圈法兰 2、静密封垫 3、内圈 4、隔温环 5、外圈 6、氮气干燥孔 7、偏心夹持滚道 8、滚珠 9、外圈法兰 10、静密封圈 11、动密封圈 12、动密封检测孔 13、滚珠堵塞 14、防水密封圈 15、次密封圈 16、次密封检测孔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图所示，本发明提供了一种大型LNG卸料臂用旋转接头，其特征在于，所述的大型LNG卸料臂用旋转接头包括：内圈法兰1、内圈3、隔温环4、外圈5、偏心夹持滚道7、滚珠8、外圈法兰9、滚珠堵塞13；内圈法兰1的底面开有真空槽和静密封槽，内圈法兰1法兰底面与内圈3底面采用螺栓把合在一起，中间静密封槽内放置静密封垫2；内圈3内表面与隔温环4固定在一起，形成隔温腔，减轻管内低温对滚珠滚道的影响；内圈3开有次密封槽放置次密封圈15；内圈3外表面加工有两道滚道凹槽；外圈5内表面加工有两道滚道凹槽；外圈5套装于内圈3的外部，使得内圈3和外圈5上的滚道凹槽组成两个具有一定缝隙的圆形滚道，并且分别安装有偏心夹持滚道7；偏心夹持滚道7内部安装有滚珠8；外圈法兰9的法兰底面开有放置动密封圈11的槽和放置静密封圈10的槽，外圈法兰9法兰底面与外圈5底面采用螺栓把合。

偏心夹持滚道7分为内外两部分，内外两部分呈椭圆形，分别镶嵌在内圈3外表面的滚道凹槽内和外圈5内表面的滚道凹槽内。

外圈5外表面开有两个氮气干燥孔6，该孔位于两道滚道凹槽中间；两个氮气干燥孔6呈180度分布于外圈5的外表面。

外圈5两排滚道凹槽分别开有放置滚珠用的圆孔，并配有滚珠堵塞13，便于滚珠8安装拆卸；滚珠堵塞13与外圈5之间设置有密封圈。

外圈法兰9在动密封圈安放槽处开有动密封检测孔12和在次密封圈安放槽处开有次密封检测孔16，用于对低温LNG是否泄漏的双重检测。

内圈3的上表面和外圈5下表面之间的缝隙处紧密贴合压紧套装防水密封圈14，防止外部水气及灰尘进入到滚道。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。