DE1034433B

DE1034433B - Pipe connection to connect two fluid-carrying pipes to one another so that they can rotate against one another

Info

Publication number: DE1034433B
Application number: DEM27535A
Authority: DE
Inventors: William Murray
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1955-06-28
Filing date: 1955-06-28
Publication date: 1958-07-17

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Rohrverbindung, um zwei flüssigkeitsführende Rohre gegeneinander drehbar miteinander zu verbinden,, bei der eine bewegliche Hülse vorgesehen ist, die mit dem einen Rohr eine Gleitdichtung mit einer ringförmigen Gleitfläche bildet, deren Ebene senkrecht zur Drehachse steht und die Lager, insbesondere ein oder mehrere Wälzlager oder Kugellager, enthält, wobei jedoch auch andere Lager, beispielsweise beim Auftreten hoher Temperaturen Sintermetall-Kohle-Lager, verwendet werden können.The present invention relates to a pipe connection around two fluid-carrying pipes to connect to each other rotatably, in which a movable sleeve is provided, which with the a pipe forms a sliding seal with an annular sliding surface, the plane of which is perpendicular to the axis of rotation stands and the bearings, in particular one or more roller bearings or ball bearings, contains but also other bearings, for example sintered metal-carbon bearings when high temperatures occur, can be used.

Bei diesen Vorrichtungen ist einer der beiden. Teile drehbar an dem anderen befestigt und eine Gleitdichtung vorgesehen, die ein unstarr angeordnetes·, im wesentlichen rohrförmiges Element enthält, daß mit dem einen Teil dicht verbunden ist und dessen. Dichtungsfläche gegen eine entsprechende Dichtungsfläche des anderen Teils gepreßt wird. In einer solchen drehbaren Gleitdichtung kann, sich das eine Teil in gleitender Berührung mit dem anderen Teil fortlaufend drehen, und beide Teile haben glatte Oberflächen, üblicherweise Metall oder Metall-Kohle-Flächen, die zu einer optisch ebenen Fläche auf Hochglanz poliert sind und die aufeinandeirlaufen, um so die Kontaktdichtung zu bewirken.With these devices, one of the two is. Parts rotatably attached to the other and a sliding seal provided, which contains a non-rigidly arranged, substantially tubular element that with one part is tightly connected and its. Sealing surface is pressed against a corresponding sealing surface of the other part. In a Such a rotating sliding seal can put one part in sliding contact with the other part rotate continuously, and both parts have smooth surfaces, usually metal or metal-carbon surfaces, which are polished to an optically flat surface to a high gloss and which converge to so to effect the contact seal.

Es ist bekannt, solche unstarr angeordneten; Hülsen mittels einer elastischen zylindrischen Zwischenwand oder eines Balges mit dem einen der beiden sich gegeneinander drehenden Teile zu verbinden. Die Bälge haben aber die Neigung sich zu verdrehen oder zu brechen, sobald größere Reibungswiderstände zwischen den Kontaktflächen, insbesondere bei hohen Flüssigkeitsdrücken, auftreten.It is known to have such non-rigidly arranged; Sleeves by means of an elastic cylindrical partition or to connect a bellows to one of the two mutually rotating parts. the However, bellows have a tendency to twist or break as soon as there is greater frictional resistance occur between the contact surfaces, especially at high fluid pressures.

Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile unter Verzicht auf solche, Zwischenwände oder Bälge dadurch vermieden, daß zwischen der beweglichen Hülse und dem Rohr ein elastisch nachgiebiger Dichtungsring, vorzugsweise mit U-förmigem Querschnitt, vorgesehen ist, derart, daß unter dem Einfluß einer Zunahme des Flüssigkeitsdruckes im Rohr, der die Hülse gegen den Flansch des anderen, Rohres zu drücken sucht und dadurch den Andruck der Dichtungsflächen erhöht, der Andruck des Dichtungsringes gegen die Hülse zunimmt. Der Flüssigkeitsdruck wirkt dabei auf die Hülse und auf den elastischen Dichtungsring in entgegengesetzten Richtungen.. Der selbstdichtende Dichtungsring mit U-förmigem Querschnitt ist so angeordnet, daß seine Seitenwände nach innen bzw. nach außen gedrückt werden und dabei sich einerseits an die Hülse, anderseits an. das Rohr, mit dem die Hülse dicht verbunden, sein soll, dichtend anlegen,. Zusätzlich kann ein Keilring vorgesehen sein, auf den der Flüssigkeitsdruck in axialer Richtung einwirkt und der dadurch bei zunehmendem Rohrverbindung,According to the invention, these disadvantages are thereby dispensed with, partition walls or bellows avoided that an elastically flexible sealing ring between the movable sleeve and the pipe, preferably with a U-shaped cross-section, is provided such that under the influence of a Increase in the fluid pressure in the pipe, which closes the sleeve against the flange of the other pipe seeks to press and thereby increases the pressure of the sealing surfaces, the pressure of the sealing ring increases against the sleeve. The fluid pressure acts on the sleeve and on the elastic one Sealing ring in opposite directions .. The self-sealing sealing ring with a U-shaped cross-section is arranged so that its side walls are pressed in and out and thereby on the one hand to the sleeve, on the other hand. the pipe with which the sleeve is to be tightly connected, sealing invest,. In addition, a wedge ring can be provided on which the fluid pressure is applied in the axial direction acts and thereby with increasing pipe connection,

um zwei flüssigkeitsführende Rohrearound two liquid-carrying pipes

gegeneinander drehbar miteinandermutually rotatable with one another

zu verbindenconnect to

Anmelder:Applicant:

William Murray,William Murray,

Leamington Spa, WarwickshireLeamington Spa, Warwickshire

(Großbritannien)(Great Britain)

Vertreter: Dr. H. Feder, Patentanwalt,
Düsseldorf, Prinz-Georg-Str. 15Representative: Dr. H. Feder, patent attorney,
Düsseldorf, Prinz-Georg-Str. 15th

William Murray, Leamington Spa, WarwickshireWilliam Murray, Leamington Spa, Warwickshire

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden(Great Britain),
has been named as the inventor

Flüssigkeitsdruck tiefer in, den Kanal des U-Quetrschnittes gedrückt wird und so die Seitenwände des nachgiebigen Ringes spreizt. Ein elastisches Zwischenglied, wie beispielsweise eine Metallfeder kann zwischen dem Keilring und dem Dichtungsring vorgesehen sein, um die Wirkung des Flüssigkeitsdruckes zu unterstützen. Die inneren, einander gegenüberstehenden, Flächen der Seitenwände des Dichtungsringes mit U-förmigem Querschnitt sollen von der Basis aus divergieren, während die innere und äußere Umfläche des Keilringes konvergieren, wodurch beim Eindrücken die gewünschte Spreizwirkung erzielt wird.Fluid pressure deeper in, the channel of the U-cross section is pressed and so spreads the side walls of the resilient ring. An elastic intermediate link, such as a metal spring can be provided between the wedge ring and the sealing ring to support the effect of the fluid pressure. The inner, opposing, Surfaces of the side walls of the sealing ring with a U-shaped cross-section should be of the Base from diverge, while the inner and outer surface of the wedge ring converge, whereby the Press in the desired spreading effect is achieved.

Der auf die bewegliche Hülse wirkende Gesamtdruck ist gleich der Differenz zwischen den auf ihre einander entgegengesetzten Seiten wirkenden Drücken und somit gleich der Differenz zwischen dem inneren Flüssigkeitsdruck und dem Außendruck. Durch die angegebenen Maßnahmen wird erreicht/ daß bei Zunahme des inneren Flüssigkeitsdruckes einerseits die Kraft zunimmt, mit der der Dichtungsring gegen die Hülse und das mit ihr verbundene Rohr gedrückt wird, und damit auch die Reibungskräfte zunehmen,The total pressure on the movable sleeve is equal to the difference between those on theirs pressures acting on opposite sides and thus equal to the difference between the inner one Fluid pressure and the external pressure. The specified measures achieve / that with an increase the internal fluid pressure on the one hand increases the force with which the sealing ring against the Sleeve and the pipe connected to it is pressed, and thus the frictional forces also increase,

809 577/214809 577/214

durch die die Drehung des Rohres auf die Hülse übertragen wird, während anderseits auch der Druck zunimmt, mit dem die Dichtungsflächen gegeneinandergedrückt werden, womit der bei der Drehung der Rohre gegeneinander zu überwindende Reibungswiderstand steigt.through which the rotation of the tube is transmitted to the sleeve, while on the other hand also the pressure increases with which the sealing surfaces are pressed against each other, with which the rotation of the Frictional resistance to be overcome against each other increases.

Der Dichtungsring bildet somit ein kräftiges und widerstandsfähiges Dichtungselement, das auch dem Gebrauch der Vorrichtung bei hohem inneren Flüssigkeitsdrücken gewachsen ist.The sealing ring thus forms a strong and resilient sealing element, which is also the Use of the device has grown at high internal fluid pressures.

Ein Ausführungsbeispiel dies Gegenstandes der Erfindung ist in der Abbildung beschrieben,.An embodiment of this subject of the invention is described in the figure.

Bei dieser Ausführungsform wird das eine der gegeneinander drehbaren, Flüssigkeit führenden Teile durch das feststehende Rohr 1 und das andere durch einen in demselben drehbaren hohlen Weillenstumpf 2 gebildet, wobei der erstgenannte Teil sich in, einem Krümmer 3 fortsetzt, an den mittels einer Verschraubung 4 ein Rohr angeschlossen werden, kann, während der zweite genannte Teil an seinem äußeren Ende mit einem Gewinde 5 a versehen ist, um ein Ableitungsrohr od. dgl. aufzuschrauben. Die Rohrwelle 2, welche bei der Anwendung der Vorrichtung mit einer Walze oder Trommel umlaufen mag, ist in. dem Rohr 1 mittels der Kugellager 5 drehbar gelagert, wobei die Kugellager durch einen Abstandsring 6 und einen Käfig 7, durch den den Kugellagern mittels des ölnippels 8 Schmiermittel zugeführt werden kann, ir.n Abstand voneinander festgehalten sind, Ein Gewindedeckel 9, der in das Ende des Gehäuses eingeschraubt ist, hält die Kugellager gegen axiale Verschiebungen fest, wobei sich die inneren Lagerschalen gegen einen Ring 10 abstützen, der in das Rohr 1 eingeschraubt ist und eine Dichtungsscheibe 11 und einen Dichtungsring 12 festhält, der das Eindringen von Flüssigkeit durch Durchsickern längs des Gewindes des Ringes 10 verhindert und der seinerseits an eimer inneren Schulter 13 des Gehäuses anliegt. Ein Ring 14, der in einer Rille 15 der Rohrwelle 2 liegt, hält den, Ring 6 in seiner Lage fest und dient als Anschlagring zur Aufnahme der axialen Kräfte.In this embodiment, one of the mutually rotatable, liquid-carrying parts is formed by the stationary tube 1 and the other by a hollow socket 2 rotatable in the same, the first-mentioned part being continued in a bend 3 to which a screw connection 4 connects Pipe can be connected, while the second part mentioned is provided at its outer end with a thread 5 a to od a discharge pipe. Like. To screw on. The tubular shaft 2, which may rotate with a roller or drum when the device is used, is rotatably mounted in the tube 1 by means of the ball bearings 5, the ball bearings being supported by a spacer ring 6 and a cage 7 through which the ball bearings are connected by means of the oil nipple 8 lubricant can be supplied, are held at a distance from each other, a threaded cover 9, which is screwed into the end of the housing, holds the ball bearings against axial displacement, the inner bearing shells are supported against a ring 10 that is inserted into the tube 1 is screwed in and holds a sealing washer 11 and a sealing ring 12, which prevents the penetration of liquid by seeping through along the thread of the ring 10 and which in turn rests against the inner shoulder 13 of the housing. A ring 14, which lies in a groove 15 of the tubular shaft 2, holds the ring 6 in its position and serves as a stop ring to absorb the axial forces.

Das Ende der Rohrwelle 2 ist zu einem Flansch 16 umgebördelt, der eine glatte Dichtungsfläche: 17 hat, die — wie üblich — geläppt ist zu einer hochglanzpolierten:, ebenen Oberfläche. Die Rohrwelle 2 oder diese Oberfläche können aus Nitrierstahl oder einem anderen geeigneten metallischen Werkstoff bestehen, der läppbar ist und eine gute ebene Oberfläche für die Dichtungsfläche 17 ergibt. Die dafür geeigneten Teile der Rohrwelle 2 können nitriergehärtet sein, bedspielsweise die erwähnte Fläche 17. Das bewegliche Element der Berührungsdichtung wird gebildet durch eins Hülse 19., die die Rohrwelle 2 umgibt und in Achsenrichtung verschiebbar ist. Die Dichtungsfläche 20 wird gebildet an einem in axialer Richtung vorstehenden ringförmigen Teil 21 des Randes 18. Bei Benutzung einer Nitrierstahloberfläche 17 kann das nachgiebige Element 19 aus Feinkomguß eisen bestehen, dessen dichtende Fläche 20 geläppt ist zu einer hochglanzpolierten, ebenen Fläche. Für die Elemente der Gleitdichtung können auch andere geeignete Werkstoffe verwendet werden, beispielsweise Kohle. Diese gehören vorzugsweise dem gleichen elektrischen Typ an, Die bewegliche Hülse 19 der Berührungsdichtung ist mit dem Rohr 1 dicht verbunden durch den Ring 22 mit U-förmigem Querschnitt, der aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk oder anderem geeignetem elastischem Material bestehen kann und dessen innere und äußere Flächen, gegen die zylindrische Innenfläche des Rohres 1 bzw. gegen, die zylindrische Außenfläche der Hülse 19 gedrückt werden. Die Innenseite der Außenwand, und die Außenseite der Innenwand können von der Basis 23 des U-Ringes 22 divergieren. Ein Keilring 24 mit konvergierenden Innen- und Außenflächen 25 und 26 ragt zwischen diese Wände hinein. Eine Feder 27 ist zwischen dem Keilring 24 und der Rückseite des Randes 18 der beweglichen Hülse 19 vorgesehen und drückt .den Keilring 24 zwischen die innere und äußere Wand des U-Querschnittes und die Dichtungsfläche 20 des Randes 18 gegen die entsprechende Dichtungsfläche 17 des Flansches 16. Die unter Druck stehende Flüssigkeit drückt den Keilring 24 in Richtung auf die Basis des U-Ringes und. wirkt ebenso auf die Rückseite des Randes 18, den, sie gegen den Flansch 16 an der Rohrwelle 2 drückt, Der Außemdruck wirkt auf die Fläche 28 des Randes 18, während der Teil des Randes 18, der dem Flüssigkeitsdruck; ausgesetzt ist, so entsprechend bemessen, werden kann, daß eine gewünschte Druckdifferenz auf die beiden Seiten dieses Teiles wirkt.The end of the tubular shaft 2 is flanged to form a flange 16, which has a smooth sealing surface: 17, which - as usual - is lapped to a highly polished :, flat surface. The tubular shaft 2 or this surface can be made of nitriding steel or a consist of other suitable metallic material that is lapable and has a good flat surface for the Sealing surface 17 results. The parts of the tubular shaft 2 suitable for this can be nitrided, for example the aforementioned surface 17. The movable element of the contact seal is formed by one sleeve 19, which surrounds the tubular shaft 2 and is displaceable in the axial direction. The sealing surface 20 is formed on an axially protruding annular part 21 of the edge 18 Using a nitriding steel surface 17, the resilient element 19 can consist of fine-grain cast iron, the sealing surface 20 of which is lapped to form a highly polished, flat surface. For the elements Other suitable materials can also be used for the sliding seal, for example carbon. These preferably belong to the same electrical type. The movable sleeve 19 of the contact seal is tightly connected to the tube 1 by the ring 22 of U-shaped cross-section made of natural or synthetic rubber or other suitable elastic material and its inner and outer surfaces against which cylindrical inner surface of the tube 1 or against the cylindrical outer surface of the sleeve 19 are pressed. The inside of the outer wall and the outside of the inner wall can be separated from the base 23 of the U-ring 22 diverge. A wedge ring 24 with converging inner and outer surfaces 25 and 26 protrudes between these walls. A spring 27 is between the wedge ring 24 and the back of the Edge 18 of the movable sleeve 19 is provided and presses .den wedge ring 24 between the inner and outer wall of the U-cross section and the sealing surface 20 of the edge 18 against the corresponding Sealing surface 17 of the flange 16. The under pressure Standing liquid pushes the wedge ring 24 in the direction on the base of the U-ring and. also acts on the back of the edge 18, the, it against the Flange 16 on tubular shaft 2 presses, the external pressure acts on the surface 28 of the rim 18, while that part of the rim 18 which is exposed to the fluid pressure; is exposed, so dimensioned accordingly, can be that a desired pressure difference on the two Pages of this part works.

Das Rohr 1 kann, bei 29 eine Öffnung besitzen, die durch einen Deckel 30 verschlossen ist oder von der ein weiteres Rohr in den Schaft der Rohrwellej ,2 hineinragen kann, in entsprechendem Abstand viii, diesem, so daß durch diese Öffnung in den Fällen, in denen dieses erwünscht ist, durch ein solches Rohr die Flüssigkeit zurückfließen kann, beispielsweise in den Fällen, in denen die Rohrwelle 2 mit einer Hohlwalze verbunden ist, wobei beispielsweise durch die Rohrwelle 2 Dampf in die Walze, eingeblasen, wird,, während das Kondensat durch das innere Rohr aus der Walze etwa durch Syphonwirkung abgeleitet wird.The tube 1 can, at 29, have an opening which is closed by a cover 30 or of the another pipe can protrude into the shaft of the tubular shaft j, 2, at a corresponding distance viii, this, so that through this opening in those cases where this is desired, through such a tube the Liquid can flow back, for example in those cases in which the tubular shaft 2 with a hollow roller is connected, for example, through the tubular shaft 2 steam is blown into the roller, while the condensate is discharged through the inner tube from the roller, for example by siphon effect.

Das äußere Rohr 1 kann nicht drehbar angeordnet sein, beispielsweise nachgiebig oder in anderer Weise, und die Rohre für Zu- und Ableitung können flexible Rohre sein. Andererseits kann aber auch das äußere Rohr 1 der drehbare Teil sein, der auf eine nachgiebig oder in anderer Weise gelagerte Welle aufgebracht ist.The outer tube 1 can be arranged non-rotatably, for example resiliently or in some other way, and the pipes for supply and discharge can be flexible pipes. On the other hand, the external can also be Tube 1 be the rotatable part which is applied to a flexible or otherwise supported shaft.

Claims

Patent claims:

1. Pipe connection to connect two pipes carrying liquid to one another so that they can rotate against one another., in which a movable sleeve is provided which has a sliding seal with one tube with an annular sliding surface, the plane of which is perpendicular to the axis of rotation, characterized in that that between the movable. Sleeve (19) and the tube (1) an elastically resilient Sealing ring (22), preferably with a U-shaped cross section, is provided such that under the Influence of an increase in the liquid pressure in the pipe (1) which the sleeve (19) against the flange (16) seeks to press and thereby increases the pressure of the sealing surfaces (17/20), the pressure of the sealing ring (22) against the sleeve (19) increases.

2. Pipe connection according to claim 1, characterized in that elastic parts (27) on the one hand the sleeve (19), with support against the edge (18), against the sealing surface (17/20), on the other hand, press a wedge ring (24) against the flexible ring (22).

3. Pipe connection according to claim 1 or 2, characterized in that the movable sleeve (19) has an outwardly beaded edge (18), on the rear side of which the liquid pressure

acts so that the sealing surfaces (17/20) are pressed against each other while at the same time the fluid pressure compresses the resilient, ring (22) and onto an annular Part (28) of the front of the flanged

Edge (18) of the external pressure acts so that the sleeve (19) with one of the difference between, the Internal pressure and the external pressure proportional force is pressed against the sealing surface (17/20) will.

1 sheet of drawings