本技術涉及一種旋轉接頭，屬于光熱發電管道旋轉的連接。

背景技術：

1、線聚焦型光熱電站的集熱場包括反射器、集熱管、支撐結構、驅動系統和控制系統等。反射器和集熱器依托支撐結構立于地面，追日跟蹤為周向旋轉，因跟蹤太陽產生的旋轉角度為±90°，所以集熱器兩端均設置有旋轉部件。

2、中國發明專利cn107355616b，公開了一種高溫旋轉接頭，太陽能熱發電系統熔鹽管道用的旋轉接頭產品，其特征為接頭采用硬密封的結構，以柔性石墨作為填料，使旋轉接頭具有一定的高溫動密封能力；中國發明專利cn104806831b，公開了一種太陽能熱發電高溫旋轉接頭，其特征為接頭首尾部設置雙直角結構，并采用金屬滑動摩擦密封方式。

3、上述已有的專利均涉及的集熱介質為導熱油（或熔鹽），由于其密封面材質問題，耐受的溫度為400℃或壓力為1.5mpa。隨著光熱發電技術的發展，對集熱溫度和運行壓力提出了更高的要求，一般旋轉部件的耐受壓力為4.0mpa，運行溫度超過500℃，上述專利均難以同時滿足熔鹽系統對于密封和耐高溫的要求。

4、中國實用新型專利cn?210318955?u公開了一種耐高溫旋轉接頭，包括殼體、端蓋和轉軸，所述殼體的一端凹陷形成開口內腔，所述端蓋設置于所述殼體的開口端對內腔進行封閉，所述殼體的另一端凸起且開設有連通內腔的中心孔形成第一接口，所述轉軸中空且其一端通過第一滾動軸承與所述殼體的內腔壁裝配而能相對于殼體旋轉，另一端伸出所述端蓋形成第二接口，所述轉軸上靠近端蓋的內側壁處凸起有限位部，所述限位部與所述端蓋之間裝配有第二滾動軸承，用于對轉軸軸向限位，所述端蓋與所述轉軸的圓周間隙中、所述殼體與所述轉軸的圓周間隙中均設置有含碳密封環；但此實用新型專利所公開的填料為含碳密封環，且所述轉軸一端通過第一滾動軸承與所述殼體的內腔壁裝配而能相對于殼體旋轉，填料設置為同一種材質將可能導致整體熱膨脹過大，從而在高溫運行過程中增大了旋轉管和固定頭的間隙，導致介質泄露，同時，高溫下旋轉接頭的普通含碳密封環會發生膨脹過大而導致接頭結構發生變化，從而影響系統穩定運行。

技術實現思路

1、本實用新型旨在針對上述技術問題，提供一種在高溫、高壓條件下的穩定的太陽能熱發電高溫旋轉接頭。

2、為了實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案是：

3、一種旋轉接頭，包括旋轉管，旋轉管外套設有外壓蓋及固定頭，所述固定頭的一端凹陷形成開口內腔，所述外壓蓋設置于所述開口內腔的開口端并對所述開口內腔進行封閉，所述旋轉管的外壁上設置有位于所述開口內腔內部的前擋環，所述前擋環與所述外壓蓋之間設有軸承，所述固定頭與所述旋轉管之間的圓周間隙中設置有密封填料，所述密封填料包括若干層沿所述旋轉管的軸向方向分布的填充材料，所述密封填料的每層填充材料的材料硬度沿所述旋轉管的長度方向由右側向左側逐漸增加；所述開口內腔中設置有套設在所述旋轉管上的內壓環，所述內壓環的一端沿所述旋轉管的長度方向延伸至所述固定頭與所述旋轉管之間，并抵緊所述密封填料；所述內壓環與所述固定頭通過緊固件連接。

4、由此，通過內壓環、外壓蓋和固定頭的有效配合連接，可使旋轉管圓心和固定頭的軸心有效對齊，設置耐高溫高壓的密封填料，填充了旋轉管和固定頭之間的間隙，多層密封填料的每層材質都不同，且每層填充材料的材料硬度沿所述旋轉管的長度方向由右側向左側逐漸增加，可使填料在高溫運行狀態下整體膨脹量較小；高溫高壓的介質在旋轉管內流動時，會由旋轉管向外壓蓋一側流動，內壓環伸至所述固定頭與所述旋轉管之間的部分會頂住密封填料沿軸向的膨脹，增強了旋轉接頭的密封性。

5、根據本實用新型的實施例，還可以對本實用新型作進一步的優化，以下為優化后形成的技術方案：

6、具體的，所述旋轉管的外壁上固定設置有后擋環，所述后擋環位于所述前擋環和所述內壓環之間。

7、通過設置外壓蓋/前擋環、內壓環/后擋環限制旋轉管與固定頭的相對位置，前者避免高溫高壓介質反向流動增大旋轉管與固定頭的連接間隙從而導致泄露，后者減少因運行時高溫高壓介質流動產生的軸向推力對密封圈的磨損，當填料層的膨脹量過大時，后擋環和內壓環螺栓將對阻止內壓環向后移起到雙重保護作用，以避免泄露，增強了高溫高壓過程中的密封性。

8、具體的，所述內壓環包括圓環形的調節部和圓筒形的連接部，所述調節部上活動穿設有第一螺栓；所述第一螺栓穿出所述固定頭，所述第一螺栓的螺紋部與所述固定頭螺紋連接，所述第一螺栓穿出所述固定頭的部分設置有螺母。

9、通過設置內壓環和固定頭連接的調節螺母，可在長時間運行后，填料因高溫高壓和磨損在旋轉管和固定頭連接處發生泄露時，調整調節螺母以壓緊填料，快速處理泄露現象。

10、具體的，所述外壓蓋上設置有第二螺栓，所述第二螺栓穿過所述內壓環與所述固定頭螺紋連接，所述內壓環上開有用于所述第二螺栓穿過的通孔。

11、多套防松螺栓的使用可有效保持長時間高溫高壓運行后各部件的相對位置并避免旋轉管所屬進口內腔和固定頭所屬出口內腔發生偏心。

12、具體的，所述旋轉管內部為介質進口內腔，所述固定頭內部右側為與所述進口內腔同軸設置的出口內腔。

13、具體的，所述固定頭中部的內徑大于所述旋轉管的外徑，所述旋轉管插入所述固定頭內；所述進口內腔和出口內腔連接間隙設置密封圈。

14、與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

15、1）本實用新型的一種旋轉接頭，通過內壓環、外壓蓋和固定頭的有效配合連接，可使旋轉管圓心和固定頭圓心有效對齊，多套防松螺栓的使用可有效保持長時間高溫高壓運行后各部件的相對位置并避免旋轉管所屬進口內腔和固定頭所屬出口內腔發生偏心。

16、2）本實用新型的一種旋轉接頭，過設置外壓蓋/前擋環、內壓環/后擋環限制旋轉管與固定頭的相對位置，前者避免高溫高壓介質反向流動增大旋轉管與固定頭的連接間隙從而導致泄露，后者減少因運行時高溫高壓介質流動產生的軸向推力對密封圈的磨損，當填料層的膨脹量過大時，后擋環和內壓環螺栓將對阻止內壓環向后移起到雙重保護作用，以避免泄露，增強了高溫高壓過程中的密封性。

17、3）本實用新型的一種旋轉接頭，通過設置外壓蓋和前擋環限制旋轉管與固定頭的相對位置，減少因運行時介質流動產生的軸向推力對密封圈的磨損，增強了高溫工作過程中的密封性。

18、4）本實用新型的一種旋轉接頭，通過設置耐高溫高壓的多層密封填料和密封圈，填充了旋轉管和固定頭之間的間隙，多層密封填料的每層材質都不同，可使填料在高溫運行狀態下整體膨脹量較小。填料從右往左，硬度增加，左側硬質密封填料具有抵抗內壓環壓力避免形變的自鎖功能，增強了旋轉接頭的密封性。

技術特征：

1.一種旋轉接頭，包括旋轉管（1），旋轉管（1）外側套設有外壓蓋（4）及固定頭（7），所述固定頭（7）的一端凹陷形成開口內腔，所述外壓蓋（4）設置于所述開口內腔的開口端并對所述開口內腔進行封閉，所述旋轉管（1）的外壁上設置有位于所述開口內腔內部的前擋環（12），所述前擋環（12）與所述外壓蓋（4）之間設有軸承（5），其特征在于：所述固定頭（7）與所述旋轉管（1）之間的圓周間隙中設置有密封填料（8），所述密封填料（8）包括若干層沿所述旋轉管的軸向方向分布的不同材質的填充材料，所述密封填料的每層填充材料的材料硬度沿所述旋轉管（1）內的介質流動方向逐漸增加；所述開口內腔中設置有套設在所述旋轉管（1）上的內壓環（6），所述內壓環（6）的一端沿所述旋轉管（1）的長度方向延伸至所述固定頭（7）與所述旋轉管（1）之間，并抵緊所述密封填料（8）；所述內壓環（6）與所述固定頭（7）通過緊固件連接。

2.根據權利要求1所述的旋轉接頭，其特征在于：所述旋轉管（1）的外壁上固定設置有后擋環（11），所述后擋環（11）位于所述前擋環（12）和所述內壓環（6）之間。

3.根據權利要求1所述的旋轉接頭，其特征在于：所述內壓環（6）包括圓環形的調節部和圓筒形的連接部，所述調節部上活動穿設有第一螺栓（2）；所述第一螺栓（2）穿出所述固定頭（7），所述第一螺栓（2）的螺紋部與所述固定頭（7）螺紋連接，所述第一螺栓（2）穿出所述固定頭（7）的部分設置有螺母（10），所述第一螺栓（2）位于所述內壓環（6）的左側設置有固定部。

4.根據權利要求1所述的旋轉接頭，其特征在于：所述外壓蓋（4）上設置有第二螺栓（18），所述第二螺栓（18）穿過所述內壓環（6）與所述固定頭（7）螺紋連接，所述內壓環（6）上開有用于所述第二螺栓（18）穿過的通孔。

5.根據權利要求1所述的旋轉接頭，其特征在于：所述旋轉管（1）內部為介質進口內腔（16），所述固定頭（7）內部右側為與所述進口內腔（16）同軸設置的出口內腔（17）。

6.根據權利要求5所述的旋轉接頭，其特征在于：所述固定頭（7）中部的內徑大于所述旋轉管（1）的外徑，所述旋轉管（1）插入所述固定頭（7）內；所述進口內腔（16）和出口內腔（17）連接間隙設置密封圈（15）。

技術總結
本技術公開了一種旋轉接頭，包括旋轉管，旋轉管外套設有外壓蓋及固定頭，固定頭的一端凹陷形成開口內腔，外壓蓋設置于開口內腔的開口端并對內腔進行封閉，旋轉管的外壁上設置有位于開口內腔內部的前擋環，前擋環與外壓蓋之間設有軸承，固定頭與旋轉管之間的圓周間隙中設置有密封填料，密封填料包括若干層沿旋轉管的軸向方向分布的填充材料；開口內腔中設置有套設在旋轉管上的內壓環，內壓環的一端沿旋轉管的長度方向延伸至固定頭與旋轉管之間，并抵緊密封填料；內壓環與固定頭通過緊固件連接。本技術耐受壓力為4.0MPa，運行溫度超過500℃。

技術研發人員：徐燦君,陳楚夫,曾柱楷,曾勇,朱科
受保護的技術使用者：中國電建集團中南勘測設計研究院有限公司
技術研發日：20240422
技術公布日：2025/4/28