CN116387915A - 一种混合动力复合电缆用旋转接头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力复合电缆用旋转接头，属于转接器技术领域，包括同轴串联的静端衔接机构和动端衔接机构，静端衔接机构和动端衔接机构转动连接，静端衔接机构中设有位于其中心并沿其轴线延伸的第一流体输送通道，动端衔接机构中设有位于其中心并沿其轴线延伸的第二流体输送通道，第一流体输送通道与第二流体通道转动密封连接，静端衔接机构中设有至少两条第一导线，动端衔接机构中设有与第一导线数量匹配的第二导线，每条第二导线均对应连接一个圆环形导电环，各个导电环之间间隔一定距离且导电环的圆心均与动端衔接机构的中轴线重合；每条第一导线分别与一个导电环滑动电性连接。本发明的旋转接头可以360°旋转，完全适用于旋转工况。

Description

一种混合动力复合电缆用旋转接头

技术领域

本发明涉及转接器技术领域，尤其涉及电能、流体两种介质传送的转接器，具体为一种混合动力复合电缆用旋转接头。

背景技术

复合电缆是指能传输电能和其他流体的电缆，比如传输电能和液体，又比如传输电能和气体，其将多种传送设备进行集成以降低整体设备的体积、质量，具有重要作用。在实际工程应用中，部分工况要求复合电缆的一端固定、一端旋转，因此，需要为其配备旋转接头。但复合电缆涉及多种介质输送，通常而言，部分输送机构必然位于复合电缆偏离中轴线的位置，这部分介质在旋转过程中存在错位的问题，难以保持正常导通，因而，目前的旋转接头大多只能在一定幅度内旋转，比如CN107039862A公开的一种电液混合动力复合电缆输入输出接头，这限制了其应用场景。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种混合动力复合电缆用旋转接头，本旋转接头可以360°旋转，完全适用于旋转工况。

本发明的具体方案如下：

一种混合动力复合电缆用旋转接头，包括同轴串联的静端衔接机构和动端衔接机构，且静端衔接机构和动端衔接机构转动连接，其中，静端衔接机构中设有位于其中心并沿其轴线延伸的第一流体输送通道，动端衔接机构中设有位于其中心并沿其轴线延伸的第二流体输送通道，第一流体输送通道与第二流体通道转动密封连接，静端衔接机构中设有至少两条第一导线，动端衔接机构中设有与第一导线数量匹配的第二导线，其特征在于，每条第二导线均对应连接一个圆环形导电环，各个导电环之间间隔一定距离且导电环的圆心均与动端衔接机构的中轴线重合；每条第一导线分别与一个导电环滑动电性连接。

作为本发明的一种具体实施方式，所述混合动力复合电缆用旋转接头还包括弹簧卡子和滚动轴承，其中，弹簧卡子包括第一弹簧卡子和第二弹簧卡子，滚动轴承包括包括动环和与动环经滚珠转动连接的静环，每条第一导线末端连接一个第一弹簧卡子，每个导电环也连接一个第二弹簧卡子，滚动轴承位于静端衔接机构、动端衔接机构之间，动环上固定有沿滚动轴承轴向延伸并插入第一弹簧卡子中的第一滑动导电件；静环上固定有沿滚动轴承轴向延伸并插入第二弹簧卡子中的第二滑动导电件。

进一步，第一滑动导电件和第二滑动导电件为圆环状，或者，弹簧卡子为圆环状。

进一步，第一滑动导电件、第二滑动导电件与弹簧卡子的接触面上设置沿滚动轴承的轴线延伸的摩擦条。

进一步，所述混合动力复合电缆用旋转接头还包括第一弹簧，用于推动滚动轴承向静端衔接机构1000或动端衔接机构移动。

与现有技术相比，具有以下优点：

本发明的旋转接头可以360°旋转，完全适用于旋转工况。

本发明提出在第一导线和导电环之间设置滚动轴承来实现两者的滑动电性连接，降低了第一导线、导电环之间的磨损。

附图说明

图1为实施例1混合动力复合电缆用旋转接头的整体结构示意图；

图2是图1中静端衔接机构的整体结构示意图；

图3是图1中动端衔接机构的整体结构示意图；

图4是图1中导电环的布置图；

图5是图2中A部位的局部放大图；

图6是实施例2中第一导体与第二导体滑动连接结构示意图；

图7为实施例2混合动力复合电缆用旋转接头的整体结构示意图；

图8是图7中静端衔接机构的整体结构示意图；

图9是图7中动端衔接机构的整体结构示意图；

图中，静端衔接机构1000；动端衔接机构2000；滑动电性连接机构3000；外部电线接头4000；保护罩5000；

第一流体输送通道1100；第一导线1200；外壳1300；注塑材料1400；第二流体输送通道2100；第二导线2200；滚动轴承3100；第一滑动导电件3200；第二滑动导电件3300；第二弹簧3400；

输入连接头1110；弹簧卡子1210；导向孔1220；导向杆1230；第一弹簧1240；导电环2210；动环3110；静环3120；

插头1201；第一弹簧卡子1211；第二弹簧卡子1212。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：请参考图1～图5，本实施例的混合动力复合电缆用旋转接头包括同轴串联的静端衔接机构1000和动端衔接机构2000，静端衔接机构1000和动端衔接机构2000转动连接，因而，两者可以沿其中轴线相对旋转。静端衔接机构1000与动端衔接机构2000可以采用常见的快速接头的连接方式来实现转动连接，具体结构此处不再赘述。

静端衔接机构1000中设有位于其中心并沿其轴线延伸的第一流体输送通道1100，动端衔接机构2000中也设有位于其中心沿其轴线延伸的第二流体输送通道2100，第一流体输送通道1100与第二流体通道2100转动密封连接，因而当静端衔接机构1000、动端衔接机构2000相对旋转时第一流体输送通道1100与第二流体通道2100仍然保持导通，静端衔接机构1000的侧壁设有输入连接头1110，用于向第一流体输送通道1100输入流体，比如液体、气体。第一流体输送通道1100、第二流体通道2100之间的转动密封连接形式可以根据密封压力等级选择，比如选择承插式连接，将第二流体通道2100的一端插入第一流体输送通道1100中，在第一流体输送通道1100、第二流体通道2100之间的环形空腔中设置密封圈，又比如选择机械密封连接。

本旋转接头还需要传输电能或电信号，此类介质需要通过导线这类导电物体进行传输，因此，在静端衔接机构1000中设有第一导线1200，第一导线1200的数量至少为两条，具体数量根据传输介质的数量、种类来确定，比如传输三相电时需要设置三条第一导线1200。动端衔接机构2000中设有与第一导线1200数量相等的第二导线2200，每条第二导线2200均对应连接一个圆环形的导电环2210，各个导电环2210之间间隔一定距离且各个导电环2210的圆心均与动端衔接机构2000的中轴线重合；每条第一导线1200分别与一个导电环2210滑动电性连接。由于各个导电环2210的圆心与动端衔接机构2000的中轴线重合，因此，静端衔接机构1000、动端衔接机构2000相对旋转过程中，第一导线1200会绕动端衔接机构2000的中轴线转动，而且转动过程中第一导线1200始终与导电环2210接触并保持电性连接，旋转的角度不受限制，可以实现360°旋转。

本实施例中第一导线1200与导电环2210滑动电性连接的方式有多种，如图5所示，第一导线1200末端连接一个弹簧卡子1210，静端衔接机构1000正对动端衔接机构2000的一端设置导向孔1220，导向孔1220中设置一个活动的导向杆1230，导向杆1230的一端插入弹簧卡子1210中并与其滑动连接，同时为导向杆1230配套设置一个第一弹簧1240，用于推动导向杆1230的另一端向动端衔接机构2000方向移动，以压紧导电环2210实现电性连接。

实施例2：实施例1中导向杆1230的一端与导电环2210滑动接触，存在较大的磨损，影响设备的寿命，本实施例对实施例1中第一导线1200与导电环2210滑动电性连接的结构进行了改进，以降低磨损。

请参考图6，图6是本实施例中第一导线与导电环滑动电性连接的结构示意图，本混合动力复合电缆用旋转接头还包括滑动电性连接机构3000，滑动电性连接机构3000包括弹簧卡子和滚动轴承3100，弹簧卡子包括第一弹簧卡子1211和第二弹簧卡子1212，每条第一导线1200末端连接一个第一弹簧卡子1211，每个导电环2210也连接一个第二弹簧卡子1212，滚动轴承3100位于静端衔接机构1000、动端衔接机构2000之间，滚动轴承3100包括动环3110和与动环3110转动连接的静环3120，其中，动环3110上固定有沿滚动轴承3100轴向延伸并插入第一弹簧卡子1211中的第一滑动导电件3200；静环3120上固定有沿滚动轴承3100轴向延伸并插入第二弹簧卡子1212中的第二滑动导电件3300。采用此设置后，静端衔接机构1000、动端衔接机构2000旋转时，滚动轴承3100的动环3110、静环3120也同向旋转，即利用滚动轴承3100的滚动摩擦代替了实施例1中导向杆1230与导电环2210之间的滑动摩擦，降低了磨损。

具体实施时，弹簧卡子可以设置在孔中，安装过程中需要将第一滑动导电件3200、第二滑动导电件3300分别对中设置弹簧卡子的孔中，这一对中操作增加了安装的难度，为了便于安装以节省安装时间，可以将第一滑动导电件3200、第二滑动导电件3300制备成圆环状，或者将弹簧卡子1210也制备为圆环状，如此设置后不论静端衔接机构1000、动端衔接机构以何种角度对接，第一滑动导电件3200、第二滑动导电件3300都能快速插入弹簧卡子中。此外，采用环状结构后，有必要限制第一滑动导电件3200、第二滑动导电件3300相对于弹簧卡子1210绕滚动轴承3100的中轴线转动，以降低其与弹簧卡子之间的磨损，这可以通过控制弹簧卡子对第一滑动导电件3200、第二滑动导电件3300的夹持力来实现，当然，弹簧卡子对第一滑动导电件3200、第二滑动导电件3300的夹持力越大则需要更大的力量才能将第一滑动导电件3200、第二滑动导电件3300插入弹簧卡子中，这也可能带来安装上的不便，因此，本实施例还提供了一种新的实施方式，在第一滑动导电件3200、第二滑动导电件3300与弹簧卡子1210的接触面上设置沿滚动轴承3100的轴线延伸的摩擦条，用于阻碍第一滑动导电件3200、第二滑动导电件3300相对于弹簧卡子1210转动。

此外，为了防止旋转过程中第一滑动导电件3200、第二滑动导电件3300沿滚动轴承3100轴向窜动，可以为滚动轴承3100配套设置第二弹簧3400，用于推动滚动轴承3100向静端衔接机构1000或动端衔接机构2000移动。

实施例3：请参考图7～图9，本混合动力复合电缆用旋转接头包括静端衔接机构1000、动端衔接机构2000、滑动电性连接机构3000、外部电线接头4000和保护罩5000，静端衔接机构1000和动端衔接机构2000同轴转动连接，其中，静端衔接机构1000的第一流体输送通道1100与动端衔接机构2000的第二流体输送通道2100直接转动连接，静端衔接机构1000的第一导线1200与动端衔接机构2000的第二导线2200经滑动电性连接机构3000滑动电性连接，外部电线接头4000的线路与静端衔接机构1000中的第一导线1200电性连接，保护罩3000与静端衔接机构1000螺纹连接。

静端衔接机构1000包括外壳1300、第一流体输送通道1100和第一导线1200。外壳1300中填充绝缘的注塑材料1400，如树脂，以便与其内部的各个部件一体注塑成型；第一流体输送通道1100位于静端衔接机构1000的中心并沿其轴线延伸，输入连接头1110位于外壳1300的侧壁并与第一流体输送通道1100连通；第一导线1200一共有三条，均布置在静端衔接机构1000的注塑材料1400中，且三条第一导线1200绕静端衔接机构1000的中轴线环形分布，每条第一导线1200朝向保护罩3000的一端焊接有输入插头1201、朝向动端衔接机构2000的一端焊接有第一弹簧卡子1211，外部电线接头4000上设有第三弹簧卡子，用于与输入插头1201电性连接。

动端衔接机构2000中也设有位于其中心并沿其轴线延伸的第二流体输送通道2100，第一流体输送通道1100与第二流体通道2100转动密封连接，因而当静端衔接机构1000、动端衔接机构2000相对旋转时第一流体输送通道1100与第二流体通道2100仍然保持导通。动端衔接机构2000中设有三条第二导线2200，每条第二电线2200均对应连接一个圆环形的导电环2210，各个导电环2210之间间隔一定距离且导电环2210的圆心均与动端衔接机构2000的中轴线重合；每条第一导线1200均经一个滑动电性连接机构3000与一个导电环2210电性连接。具体而言，每个导电环均连接一个第二弹簧卡子1212，滑动电性连接机构3000的结构在实施例2中已经陈述，此处不在详述，本实施例中，第一弹簧卡子1211、第二弹簧卡子1212、第一滑动导电件3200、第二滑动导电件3300均为圆环状。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种混合动力复合电缆用旋转接头，包括同轴串联的静端衔接机构和动端衔接机构，且所述静端衔接机构和所述动端衔接机构转动连接，其中，所述静端衔接机构中设有位于其中心并沿其轴线延伸的第一流体输送通道，所述动端衔接机构中设有位于其中心并沿其轴线延伸的第二流体输送通道，所述第一流体输送通道与所述第二流体通道转动密封连接，所述静端衔接机构中设有至少两条第一导线，所述动端衔接机构中设有与所述第一导线数量匹配的第二导线，其特征在于，每条所述第二导线均对应连接一个圆环形的导电环，各个所述导电环之间间隔一定距离且所述导电环的圆心均与所述动端衔接机构的中轴线重合；每条所述第一导线分别与一个所述导电环滑动电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种混合动力复合电缆用旋转接头，其特征在于，所述混合动力复合电缆用旋转接头还包括弹簧卡子和滚动轴承，其中，所述弹簧卡子包括第一弹簧卡子和第二弹簧卡子，所述滚动轴承包括动环和与所述动环转动连接的静环，每条所述第一导线末端连接一个所述第一弹簧卡子，每个所述导电环连接一个所述第二弹簧卡子，所述滚动轴承位于所述静端衔接机构、所述动端衔接机构之间，所述动环上固定有沿所述滚动轴承轴向延伸并插入所述第一弹簧卡子中的第一滑动导电件；所述静环上固定有沿所述滚动轴承轴向延伸并插入所述第二弹簧卡子中的第二滑动导电件。

3.根据权利要求2所述的一种混合动力复合电缆用旋转接头，其特征在于，所述第一滑动导电件和所述第二滑动导电件为圆环状。

4.根据权利要求2所述的一种混合动力复合电缆用旋转接头，其特征在于，所述弹簧卡子为圆环状。

5.根据权利要求3或4所述的一种混合动力复合电缆用旋转接头，其特征在于，所述第一滑动导电件、所述第二滑动导电件与所述弹簧卡子的接触面上设置沿所述滚动轴承的轴线延伸的摩擦条。

6.根据权利要求5所述的一种混合动力复合电缆用旋转接头，其特征在于，所述混合动力复合电缆用旋转接头还包括第一弹簧，用于推动所述滚动轴承向所述静端衔接机构或所述动端衔接机构移动。

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