Поворотное соединение – это соединение , допускающее вращение соединяемых частей. Таким образом, это устройство, которое обеспечивает уплотнение между неподвижным питающим каналом (например, трубой или трубкой) и вращающейся частью (например, барабаном, цилиндром или шпинделем ), чтобы обеспечить поток жидкости в и/или из него. вращающаяся часть. Жидкости, обычно используемые во вращающихся соединениях и ротационных соединениях, включают в себя различные теплопередающие среды и гидравлические среды, такие как пар , вода , термомасло , гидравлическая жидкость и охлаждающие жидкости . [2] Поворотное соединение иногда называют вращающимся соединением , поворотным клапаном , поворотным соединением, роторным уплотнением , [3] вращающимися муфтами , вращающимся соединением , вращающимися соединениями , гидравлической муфтой , пневматическим поворотным соединением , сквозным вращающимся соединением , воздушным вращающимся соединением. , электрическое ротационное соединение или вакуумное ротационное соединение [4]
Поворотный штуцер фиксируется на впускном клапане, вращаясь до выхода. За это время жидкость и/или газ потечет во вращающееся соединение из источника и будет удерживаться внутри устройства во время его движения. Эта жидкость и/или газ покинет соединение, когда отверстия клапана соприкоснутся во время вращения, и больше жидкости и/или газа снова потечет в соединение для следующего вращения. Поворотное соединение, часто функционирующее под высоким давлением и постоянным движением, предназначено для вращения вокруг оси. Конструкция поворотного соединения может быть изменена, чтобы изменить это или увеличить давление на квадратный дюйм или частоту вращения, которое оно должно выдерживать, а также количество необходимых клапанов.
Хотя ротационные соединения бывают разных форм, размеров и конфигураций, они всегда состоят из одних и тех же четырех основных компонентов: корпуса, вала, подшипника (механического) (или подшипников) и уплотнения. Поворотные соединения обычно изготавливаются из нержавеющей стали, чтобы противостоять ржавчине и коррозии, но могут использоваться и другие металлы, например алюминий .
Корпус — это компонент, который скрепляет все остальные элементы поворотного соединения. Корпус имеет впускное отверстие, представляющее собой резьбовое отверстие, к которому будет прикреплен шланг, подающий среду. Поворотное соединение может также иметь выпускное отверстие, если одно и то же соединение используется как для подачи жидкости в валок, так и для удаления жидкости из валка. В ротационных соединениях меньшего размера корпус неподвижен. В более крупных ротационных соединениях корпус обычно крепится болтами к барабану или валку с помощью фланца. В этих случаях корпус вращается с той же скоростью, что и барабан [5].
Вал — это компонент, который переносит среду через вращающееся соединение в барабан или рулон. Во многих случаях вал будет вращаться вместе с барабаном или валком. В некоторых случаях, например, в более крупных фланцевых поворотных соединениях, вал может быть неподвижным, в то время как корпус вращается. Подшипники и уплотнение обычно собираются вокруг вала.
Второй по важности частью поворотного соединения является подшипник. Поворотное соединение может иметь только один подшипник, но гораздо чаще встречаются несколько подшипников. Роликовые подшипники; такие как шарикоподшипники и конические роликоподшипники; или нероликовые подшипники, такие как графитовые подшипники и бронзовые втулки, могут использоваться во вращающемся соединении. Подшипники всегда используются для того, чтобы часть шарнира, вал или корпус, могла вращаться.
Сердцем поворотного соединения является уплотнение. Уплотнение предотвращает утечку среды за пределы поворотного соединения во время работы. Типы уплотнений могут варьироваться от торцевого механического уплотнения толкающего типа, торцевого механического уплотнения нетолкательного типа, манжетных уплотнений и кольцевых уплотнений. Большинство ротационных соединений имеют более одного уплотнения. [6]
Многие ротационные соединения имеют несколько портов, некоторые из которых предназначены для одновременной обработки различных типов материалов. Поворотное соединение с прямым портом передает вещество непосредственно через вращающееся соединение. Другие конструкции включают коленчатый порт, из-за которого материал вытекает под углом, и несколько портов. Многопортовое поворотное соединение выглядит как перфорированный цилиндр. На конце цилиндра находится винт с резьбой и уплотнением или уплотнениями, которые фиксируются на нем. Переносимый материал течет в цилиндр и выходит из входных отверстий. В случае ротационного соединения с несколькими входами камеры, разделенные уплотнениями, предотвращают случайное смешивание материалов. Этот тип ротационного соединения часто используется при производстве пластмасс и других нефтепродуктов, для которого может потребоваться оптимизировать несколько входов, но хранить их отдельно. [ нужна цитата ]
Многие сборочные линии включают в себя несколько ротационных соединений, поскольку они очень универсальны и занимают меньше места, чем другие устройства, предназначенные для аналогичной цели. Роторные соединения также встречаются в автомобилях и других машинах, которым требуется постоянная подача смазки, воздуха или других жидкостей для плавной работы движущихся частей. Например, в тормозах используются вращающиеся соединения для поддержания постоянной подачи тормозной жидкости под давлением. Роторные соединения также широко используются в переработке сырой нефти, химической промышленности, коммерческом производстве продуктов питания и фармацевтике.
В оборудовании, используемом при уборке зерна, включая комбайны, тракторы, зерновозы и молотилки, используются поворотные соединения. После сбора многие культуры будут перерабатываться с помощью оборудования, использующего ротационные соединения. Пищевое оборудование, в котором используются ротационные соединения, включает охлаждающие конвейеры, плющильные мельницы, измельчители, пароварки, сушилки для крахмала, ротационные резаки и устройства для профилирования.
Автопроизводство широко использует ротационные соединения для широкого спектра деталей или компонентов и материалов, будь то обработанная сталь, железо или алюминий, штамповки, пластмассы, стекло или картон. Роторные соединения используются для операций, требующих охлаждающей жидкости, смазки или гидравлики.
Существует два типа автомоек, в которых используются соединения: автоматические и ручные. Большинство производителей автоматических систем имеют несколько вращающихся щеток серии 55 для подачи воды с моющим средством под низким давлением через опорный вал к щеткам. Кроме того, на автоматических автомойках имеются вращающиеся центрифуги, которые требуют поворотных соединений для подачи воды под высоким давлением в прядильные механизмы.
Последующая переработка бумаги, пластиковой пленки, фольги и родственных материалов-основ в готовую печатную упаковку, такую как пакеты, пакеты, этикетки, бирки, складные картонные коробки и транспортировочные коробки из гофрированного картона, называется конвертацией . Роторные соединения используются во всех типах преобразователей воды, пара, термомасла, воздуха или гидравлики.
Поворотные соединения могут использоваться для подачи охлаждающей жидкости, смазочно-охлаждающей жидкости, MQL, сжатого воздуха в конфигурации без подшипников или с опорой на подшипники. Помимо подачи СОЖ, вращающиеся соединения используются для зажима патронов, измерения инструмента, поворотного индексного стола и других операций на станках.
В электрогидравлическом оборудовании, используемом в горнодобывающей промышленности, используются вращающиеся соединения, включая челночные и угольные вагоны, буровые головки, экскаваторы-погрузчики, грейферные краны и буксирные линии. Кроме того, для стреловых подъемников, подъемных барабанов и муфт ковшовых барабанов требуются поворотные соединения.
В буровых установках (нефтяных или газовых) используются пневматические муфты и тормоза, для которых требуются поворотные соединения. Водяные соединения используются для смывания бурового раствора с наконечника бура и должны выдерживать удары и вибрацию в таких тяжелых условиях эксплуатации. На нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах используются смесители периодического действия, плющильные мельницы, блендеры и сушильные валки, для каждого из которых требуются ротационные соединения. Для разработки подводных месторождений нефти и газа требуется специализированное оборудование. Подводные вертлюги производства компании Dynamic Sealing Technologies, Inc. предназначены для глубоководных систем добычи нефти, которые обеспечивают дополнительную гибкость работы оборудования при спуске выкидных трубопроводов в суровых водах на глубины, достигающие 3500 метров.
Применение бумаги охватывает всю цепочку поставок от целлюлозно-бумажных комбинатов до последующих переработчиков бумаги. На заводах используются паровые и сифонные системы, а также водяные соединения для отопления и охлаждения. В конвертерах используются ротационные соединения для нагрева и охлаждения валков, а также намоточные устройства с пневмомуфтами и тормозами.
Производство пластиковых материалов охватывает широкий спектр областей применения, включая литой пленку, пленку с раздувом, пенопласт, экструзию гибких и жестких листов, одно- и многослойную соэкструзию, выдувное формование, термоформование, гранулирование, производство проволоки и кабеля, литье под давлением и намотку. . Роторные соединения используются для нагрева или охлаждения множества обрабатывающих валков в самых разных областях применения. Кроме того, ротационные соединения для пневмо- и гидравлического обслуживания используются при намотке и литье под давлением. Во многих современных обмотках также используются электрические контактные кольца.
Для печати на гибких рулонах бумаги или пластиковой пленки требуются вращающиеся соединения для воздуха или гидравлики, а также охлаждающие валы для контроля температуры. В оборудовании для рулонной офсетной и листовой печати используется множество вращающихся соединений на красочном вибраторе и охлаждающих валках.
Каучук смешивается в больших промышленных смесителях , в которых используются вращающиеся соединения для валков с водяным охлаждением. Экструзия резины аналогична экструзии пластмассы, в которой для охлаждения шнека экструдера используются вращающиеся соединения.
Сталелитейная промышленность является одним из крупнейших пользователей ротационных соединений, прежде всего для машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ), которые используют ротационные соединения для охлаждения многочисленных валков, поддерживающих расплавленные слябы, когда они под действием силы тяжести перемещаются через различные сегменты на выходной стол для последующего отжига. и термическая обработка. Плиту формуют в рулон или лист. Далее рулон перерабатывается в обрабатывающих центрах, где для приведения в действие оправок требуются гидравлические соединения.
Текстильная промышленность является крупным потребителем воды, пара и горячего масла. В процессах ткачества, крашения и отделки чаще всего используются ротационные соединения.
Заводы по производству резиновых шин используют промышленные миксеры , экструдеры, охлаждающие трубы календарных поездов и машины для резки вискозного волокна для изготовления шинного корда. Ротационные соединения используются в каждом процессе для контроля температуры. [7]