專利名稱：無墊圈的液壓轉(zhuǎn)動接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無墊圈的液壓轉(zhuǎn)動接頭。具體來說，本發(fā)明涉及上述類型的轉(zhuǎn)動接頭，其特別適用于天線-雷達(dá)組的收集 器組件，該組件具有將該天線的電源、信號、RF輻射和冷卻液傳送到轉(zhuǎn)動部分的功能。下面，本說明書將特別表述天線-雷達(dá)組的收集器組件的轉(zhuǎn)動接頭的應(yīng)用，但應(yīng) 該理解，天線-雷達(dá)組的收集器組件也可用于需要如此類型轉(zhuǎn)動接頭的不同應(yīng)用中，而與 接頭尺寸無關(guān)。
背景技術(shù)：
眾所周知，其中有許多功率電子器件的主動性雷達(dá)天線的設(shè)計趨勢涉及到要求排 除轉(zhuǎn)動裝置所產(chǎn)生的大量熱。此外，需要獲得高的局部交換系數(shù)和均勻的部件溫度，這導(dǎo)致 選擇使用液體作為熱媒介。液體需要一調(diào)節(jié)裝置來除去熱量并保持該液體入口溫度的恒 定。如果在轉(zhuǎn)動部分中不能引入調(diào)節(jié)裝置，則就存在著將“地面上”可用的液體傳送和回收 到天線組的轉(zhuǎn)動部分的問題。通常地，該功能由液壓接頭來實現(xiàn)，該接頭可成為較為復(fù)雜組件的一部分，該組件 用于在轉(zhuǎn)動部分中傳送電功率和信號(集電環(huán))以及射頻(RF轉(zhuǎn)動接頭)。市場上有不同的技術(shù)方案可利用，其允許將加壓流體傳送到轉(zhuǎn)動裝置內(nèi)。根據(jù)與具體應(yīng)用相關(guān)的多個參數(shù)在目前可利用的眾多方案中進(jìn)行選擇。特別影響 密封選擇的主要參數(shù)是-流體類型；-傳送到轉(zhuǎn)動部分的流體的流率；-天線轉(zhuǎn)速；-尺寸的幾何限制，特別是接頭的直徑。具體來說，流體類型確定了保持密封蠕動(striscianti)部分潤滑的可能性。如果采用水或水_乙二醇的混合物，則必須考慮低潤滑性能力。流體流率確定了通道槽的尺寸，以便使得流體循環(huán)系統(tǒng)的壓力損失減小到合理的值。天線轉(zhuǎn)速和接頭尺寸確定了可能的蠕動(strisciamento)密封元件的切向周向 速度。根據(jù)申請人的直接經(jīng)驗，目前市場上供應(yīng)的轉(zhuǎn)動接頭有關(guān)轉(zhuǎn)動接頭收集器組的固 定部分和可動部分之間墊圈的密封存在著諸多問題，造成冷卻液的泄漏，該液體壓力和流 率的降低，因此，降低了冷卻系統(tǒng)的效率。具體來說，所述墊圈密封性能的降低歸咎于幾種事件的組合，例如_可動部分的周向速度；-包括所述墊圈的材料的磨損，由收集器組的可動部分上的墊圈的摩擦 (sfregamento)弓丨起；
3
-包括所述墊圈的材料的減弱，由包括所述墊圈的該材料和冷卻混合物之間的可 能化學(xué)反應(yīng)引起；-包括所述墊圈的材料的減弱，由正常使用過程中經(jīng)受(subkect)的熱變化 (sbalzi)弓I起；-墊圈材料的標(biāo)準(zhǔn)疲勞(affaticamento)，由系統(tǒng)連續(xù)操作(24小時)弓丨起。所述密封問題(泄漏和/或損失(perdite))不能得到控制，正如以上所述，這會 降低轉(zhuǎn)動接頭的效率，并會危害雷達(dá)系統(tǒng)的最優(yōu)化操作。

發(fā)明內(nèi)容
其中，根據(jù)對這些問題的探索研究，申請人實現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)動接頭。鑒于以上所述，本申請人實現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)動接頭，該接頭允許解決上述的 問題和缺點，還允許確定性地解決轉(zhuǎn)動接頭的液壓密封問題，并適用于每一種液體流率和 每一種轉(zhuǎn)速，因此，對于大流率和低轉(zhuǎn)速的應(yīng)用特別有競爭力。除了明顯的技術(shù)上改進(jìn)，還富有意義地降低了成本和減少維護(hù)，進(jìn)一步遞增了所 提出方案的優(yōu)點。本發(fā)明的另一方面在于，實現(xiàn)了在固定部分和可動部分之間沒有密封墊圈的轉(zhuǎn)動 接頭。因此，本發(fā)明的特別目的是提供在收集器組的固定部分和可動部分之間沒有墊圈 的液壓轉(zhuǎn)動接頭，該轉(zhuǎn)動接頭包括與收集器組的固定部分形成一體的固定部分或定子，與 收集器組的可動部分形成一體的可移動部分或轉(zhuǎn)子，所述定子設(shè)置有至少一種流體的入口 和出口，入口從設(shè)置在收集器組的所述固定部分上的調(diào)節(jié)系統(tǒng)引出，而出口通向該調(diào)節(jié)系 統(tǒng)，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置在由所述定子組成的內(nèi)腔內(nèi)，所述轉(zhuǎn)子由兩個轉(zhuǎn)動臂組成，轉(zhuǎn)動臂浸沒在 所述定子內(nèi)的液體中，所述臂分別包括液體抽吸管和排放管，該液體在收集器組的兩部分 之間傳送，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置有循環(huán)裝置，用來在收集器組的兩部分之間循環(huán)所述液體。特別地，根據(jù)本發(fā)明，所述定子具有帶半圓截面的環(huán)形形狀以及水平的截面。較佳地，根據(jù)本發(fā)明，定子的所述液體入口和出口包括有多個孔。還根據(jù)本發(fā)明，所述孔的位置徑向地間隔開，彼此間隔至少90°。根據(jù)本發(fā)明，定子、調(diào)節(jié)系統(tǒng)和入口和出口共同構(gòu)成一級回路。此外，根據(jù)本發(fā)明，所述轉(zhuǎn)子放置在兩個軸承上。具體地，轉(zhuǎn)子的所述轉(zhuǎn)動臂錨固在與收集器組的轉(zhuǎn)動部分形成一體的圓柱形體 上。還根據(jù)本發(fā)明，所述用于循環(huán)流體的裝置包括泵。根據(jù)本發(fā)明，定子、轉(zhuǎn)子、循環(huán)裝置和收集器組的液壓部分構(gòu)成二級回路。最后，根據(jù)本發(fā)明，所述容器是大氣壓的容器。


為了說明而不是限制的目的，現(xiàn)參照附圖中的諸圖，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例來 描述本發(fā)明，附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的無墊圈的液壓轉(zhuǎn)動接頭的俯視圖2是沿圖1的線A-A截取的剖視圖；圖3是沿圖1的線B-B截取的剖視圖；圖4是沿圖1的線C-C截取的剖視圖；圖5是沿圖1的線D-D截取的剖視圖；圖6是沿圖1的線E-E截取的剖視圖；圖7是沿圖1的線F-F截取的剖視圖；圖8示出圖1轉(zhuǎn)動接頭的細(xì)節(jié)；以及圖9示出設(shè)有根據(jù)本發(fā)明轉(zhuǎn)動接頭的天線-雷達(dá)組的示意圖。
具體實施例方式觀看附圖中諸圖，圖中示出根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)動接頭100，其設(shè)有轉(zhuǎn)子1、定子2、兩 個軸承3、止回閥4、90°接頭5、檢查蓋6、最大液位開關(guān)7、最小液位開關(guān)8、一溫度調(diào)節(jié)開 關(guān)9(15°C )、溫度調(diào)節(jié)開關(guān)10(68°C )，以及供電連接器11。如圖中所看到的，接頭100由兩部分組成，分別為固定部分1(定子)和可動部分 2(轉(zhuǎn)子)。定子1與天線組(未示出，但在圖9中大致用“天線”方塊表示)的固定部分形 成一體，而轉(zhuǎn)子2與天線組的轉(zhuǎn)動部分形成一體且由此與天線形成一體。定子1基本上由半環(huán)形圓柱形組成，截面垂直于圓柱形軸線。定子1設(shè)有兩個孔 21和22，孔合適地攻有螺紋以與設(shè)置在固定部分內(nèi)的液體入口管23和出口管24連接，入 口管23從調(diào)節(jié)系統(tǒng)引出，而出口管24通向調(diào)節(jié)系統(tǒng)(未示出，但在圖9中大致地用“液體 調(diào)節(jié)和循環(huán)單元”表示)?？?1和22沿徑向方向間隔開至少90°。定子1、調(diào)節(jié)系統(tǒng)和連接管23、24構(gòu)成一級回路，其中，定子1可認(rèn)為是膨脹容器。定子1呈環(huán)形形狀而不是簡單的圓柱形，即使該形狀對于裝置的功能不是起決定 作用的，也不因此不恰當(dāng)?shù)叵拗票景l(fā)明，定子1的環(huán)形形狀具有很大的優(yōu)點對應(yīng)于其它可 能裝置的轉(zhuǎn)動軸線，諸如RF轉(zhuǎn)動接頭，留下自由空間。轉(zhuǎn)子2放置在由定子1組成的內(nèi)腔內(nèi)，其由合適的轉(zhuǎn)動軸承3支承。轉(zhuǎn)子2由兩 個轉(zhuǎn)動臂25和26組成，兩轉(zhuǎn)動臂浸沒在定子1液體內(nèi)，并錨固到與天線下部成一體的圓柱 形體27m，轉(zhuǎn)子由其驅(qū)動。兩個臂25、26分別是用于冷卻天線的液體抽吸管和排出管。為了 實現(xiàn)天線內(nèi)液體的循環(huán)，合適的泵31必須安裝在轉(zhuǎn)動部分2內(nèi)。由定子1、轉(zhuǎn)子2、泵31和天線的液壓部分組成的組件包括二級回路。還在該情形 中，定子1是回路膨脹容器。當(dāng)一級回路和二級回路的泵運(yùn)行時，到達(dá)接頭100的流率代數(shù)和始終等于零，而 與一級回路和二級回路內(nèi)流率值無關(guān)，于是，接頭100定子1內(nèi)液位保持恒定。接頭100不需要對其合適的操作作任何特別的調(diào)整。在二級回路的抽吸分支25的入口處，設(shè)有單向(non ritorno)閥30 (圖9)，防止 泵31不工作的該分支放空，從而避免該分支出現(xiàn)脫開(disirmesco)。合適地是，還在二級回路的返回分支上安裝帶有預(yù)加載彈簧的單向(non ritorno)閥，以便確保不可能發(fā)生由可能的空氣侵入造成的天線回路放空。定子(Statoric)容器設(shè)有可視的監(jiān)視器6以能夠控制容器內(nèi)的液位，在第一次啟 動過程中，用管接頭(b0CChett0ne)28來填充液體，并帶有排放旋塞29。如果容器內(nèi)的液位
5失控地增高，則設(shè)置一釋放(stioro)通道來確保引導(dǎo)過多液體流出接頭100外，以便不損 壞任何東西。此外，設(shè)置兩個傳感器7、8，其能夠提供高和低液位報警信號，如果在回路內(nèi)發(fā)生 會使接頭100內(nèi)流率失去平衡的偶然的阻塞或流率損失，則結(jié)果是液位變化反常。如以上 已經(jīng)所述的，根據(jù)本發(fā)明的液壓轉(zhuǎn)動接頭100已經(jīng)實現(xiàn)了提供給固定在地面上的調(diào)節(jié)裝置 到轉(zhuǎn)動天線的制冷液體的傳送和回收。基本解決方案是將制冷液體的循環(huán)分為兩個環(huán)路一個在定子1或一級回路內(nèi)， 一個在轉(zhuǎn)子2或二級回路內(nèi)。兩個回路具有共同的大氣壓容器(自由表面(pelo Iibero))，它是接頭100的基 本部件，兩個回路中的每一個回路必須設(shè)置有液體循環(huán)泵。兩個泵從容器(接頭)中抽吸 液體，并將液體返回到容器。一級回路直接連接到構(gòu)成容器的儲罐，而二級回路通過合適形 狀的管子從容器中抽吸液體和將液體引入到容器內(nèi)，管子懸置在容器上方并連接到轉(zhuǎn)動裝置。從調(diào)節(jié)系統(tǒng)中到達(dá)的冷液體和從天線中到達(dá)的暖液體在容器內(nèi)混合，因此達(dá)到中 間溫度，該溫度是計算兩個回路流率的基礎(chǔ)。容器理想地被認(rèn)為是絕熱系統(tǒng)，該容器是理想 的等流交換器，其中，由天線電子部件傳送到二級回路的熱量一體地傳送到一級回路。所述容器處于大氣壓下，不需要液壓的密封裝置。與傳統(tǒng)的方案相反，流體循環(huán)在單一回路內(nèi)不發(fā)生中斷，除了傳送液體流動之外， 接頭還必須傳送使該液體在天線內(nèi)循環(huán)所需的壓力。這后一特征通常是指在液體循環(huán)通道 上采納蠕動(strisciamento)密封裝置。參數(shù)是三個液壓參數(shù)、熱參數(shù)和機(jī)械參數(shù)。液壓參數(shù)是在天線內(nèi)被輸送的總的流率以及克服天線(或更一般的是轉(zhuǎn)動部分 內(nèi)的裝置)內(nèi)荷載(carico)損失所需的壓力。熱參數(shù)是要除去的熱量和液體入口溫度。機(jī) 械參數(shù)是尺寸約束和天線轉(zhuǎn)動速度。根據(jù)本發(fā)明的方案的實現(xiàn)剛好依據(jù)具有如下主要參數(shù)的應(yīng)用-流體類型水(40%)-乙二醇(etehilnic glicole) (60% )的混合物；-流體流率5000-110001/h；-天線轉(zhuǎn)速6_15轉(zhuǎn)/分；-對應(yīng)于墊圈接觸表面的接頭直徑400mm。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例，出于說明但不限制的目的，描述了本發(fā)明，但應(yīng)該理解 到，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可引進(jìn)各種修改和/或變化，而不脫離附后權(quán)利要求書所定 義的相關(guān)范圍。
權(quán)利要求
在收集器組的固定部分和可動部分之間沒有墊圈的液壓轉(zhuǎn)動接頭，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動接頭包括與所述收集器組的所述固定部分形成一體的固定部分或定子，與所述收集器組的所述可動部分形成一體的可動部分或轉(zhuǎn)子，所述定子設(shè)置有至少一種流體的入口和出口，所述入口從設(shè)置在所述收集器組的所述固定部分上的調(diào)節(jié)系統(tǒng)引出，而所述出口通向所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置在由所述定子組成的內(nèi)腔內(nèi)，所述轉(zhuǎn)子由兩個轉(zhuǎn)動臂組成，所述轉(zhuǎn)動臂浸沒在所述定子內(nèi)的液體中，所述臂分別包括液體抽吸管和排放管，所述液體在所述收集器組的所述兩部分之間傳送，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置有使所述液體在所述收集器組的所述兩部分之間循環(huán)的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的液壓接頭，其特征在于，所述定子具有帶半圓截面的環(huán)形形狀 以及水平的截面。
3.如上述權(quán)利要求中任何一項所述的液壓接頭，其特征在于，所述定子的所述液體入 口和出口包括有多個孔。
4.如上述權(quán)利要求中任何一項所述的液壓接頭，其特征在于，所述孔處在徑向相互間 隔開至少90°的位置。
5.如上述權(quán)利要求中任何一項所述的液壓接頭，其特征在于，定子、調(diào)節(jié)系統(tǒng)和入口和 出口共同構(gòu)成一級回路。
6.如上述權(quán)利要求中任何一項所述的液壓接頭，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子放置在兩個軸 承上。
7.如上述權(quán)利要求中任何一項所述的液壓接頭，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子的所述轉(zhuǎn)動臂 錨固在與所述收集器組的所述轉(zhuǎn)動部分形成一體的圓柱形體上。
8.如上述權(quán)利要求中任何一項所述的液壓接頭，其特征在于，所述用于循環(huán)流體的裝置包括泵。
9.如上述權(quán)利要求中任何一項所述的液壓接頭，其特征在于，定子、轉(zhuǎn)子、循環(huán)裝置和 所述收集器組的液壓部分構(gòu)成二級回路。
10.如上述權(quán)利要求中任何一項所述的液壓接頭，其特征在于，所述容器是大氣壓的容ο全文摘要
本發(fā)明涉及在收集器組的固定部分和可動部分之間沒有墊圈的液壓轉(zhuǎn)動接頭(100)，該轉(zhuǎn)動接頭包括與收集器組的固定部分形成一體的固定部分或定子(1)，與收集器組的可動部分形成一體的可動部分或轉(zhuǎn)子(2)，所述定子(1)設(shè)置有至少一種流體的入口(21)和出口(22)，入口從設(shè)置在收集器組的所述固定部分上的調(diào)節(jié)系統(tǒng)引出，而出口通向該調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述轉(zhuǎn)子(2)設(shè)置在由所述定子(1)組成的內(nèi)腔內(nèi)，所述轉(zhuǎn)子由兩個轉(zhuǎn)動臂組成，轉(zhuǎn)動臂浸沒在所述定子(1)內(nèi)的液體中，所述臂分別包括液體抽吸管和排放管，該液體在收集器組的兩部分之間傳送，所述轉(zhuǎn)子(2)設(shè)置有使液體收集器組的兩部分之間循環(huán)的裝置。
文檔編號H01P1/06GK101904046SQ200780102048
公開日2010年12月1日 申請日期2007年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
發(fā)明者C·阿格斯堤尼, D·阿摩爾, L·克奇, M·帕切羅蒂, P·博卡里尼, R·艾庫維拉 申請人:塞萊斯系統(tǒng)集成公司