一种高温下使用的管接头密封件的制备方法技术

本发明专利技术一种高温下使用的管接头密封件的制备方法，采用金属材料一制作锥面接头，采用金属材料二制作球面接头，采用耐高温材料制备螺帽，将球面接头的球面端嵌装于锥面接头的锥面端喇叭状开口中，将螺帽套装于球面接头和锥面接头组合安装处。针对高温、高压环境下的密封可靠性和可重复使用性提出了有针对性的应对措施，采用不同膨胀系数制备的球面接头和锥面接头，较常规的球面、锥面密封管接头结构，本发明专利技术制备的密封件结构能够更好的保证密封管接头在高温下的密封可靠，并能反复使用，该密封件适合在高温下承受较高压力的气体密封，更适合用于高温下采用惰性气体成形的工艺连接，应用前景较好。

【技术实现步骤摘要】
一种高温下使用的管接头密封件的制备方法
：本专利技术涉及机械密封
，具体涉及一种高温下使用的管接头密封件的制备方法。
技术介绍
：采用球面、锥面密封的气体管路连接方式，绝大多数用于常温下的气体和液体密封，而该种密封方式在高温下存在一定的缺陷，一方面高温下一般的金属材料的强度都会有大幅度的下降(即使高温合金)，在气体轴向作用力下会造成密封失效；另一方面如果采用常规的球面、锥面密封方式，将部件材料改为耐热合金，其在常温下装配需要较大的预紧力，以保证在高温下还能保持良好的密封，而更大的预紧力的作用会造成螺纹变形，密封接头在工作一个循环后分解时其螺纹即会遭到破坏(粘接)，无法重复使用。因此，需要提出一种高温下使用的管接头密封件的制备方法，以解决上述问题。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种高温下使用的管接头密封件的制备方法，既解决了高温环境下气体管路连接的密封问题，又解决了高温下管连接的重复使用问题，减少高温下密封连接件的消耗量。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供的一种高温下使用的管接头密封件的制备方法，其具体步骤如下：步骤一：采用金属材料一制作锥面接头，所述锥面接头一端的端部朝向锥面接头内部凹设有开口向外的锥面，在所述锥面接头端部形成喇叭状开口，使所述锥面接头端部形成锥面端，所述锥面接头靠近所述锥面端的一端外圆上设置有外螺纹；步骤二：采用金属材料二制作球面接头，且所述金属材料二的线膨胀系数大于所述金属材料一，所述球面接头一端端部倒圆角形成球面端，所述锥面端径向的最大尺寸大于所述球面端径向的最大尺寸，所述球面接头靠近所述球面端的一端外圆上设置有第一凸台；步骤三：采用耐高温材料制备螺帽，所述螺帽一端设置有内螺纹，其另一端的内壁设置有第二凸台，所述内螺纹与所述外螺纹相配合，所述第二凸台的内径小于所述第一凸台的外径；步骤四：将所述球面接头的球面端嵌装于所述锥面接头的锥面端喇叭状开口中；步骤五：将所述螺帽套装于所述球面接头和锥面接头组合安装处，所述螺帽与所述锥面接头螺纹连接，通过所述第一凸台和第二凸台的配合进行定位，拧紧所述螺帽，使所述球面端的球面与所述锥面端的锥面相切。所述金属材料一为不锈钢或者镍基合金；所述金属材料二为钛合金。所述锥面接头靠近所述锥面端的端部朝向所述螺帽设置有第一倾斜面，所述螺帽内壁还设置有第三凸台，所述第三凸台位于所述内螺纹靠近所述第二凸台的一端端部，且所述第三凸台朝向所述锥面接头设置有第二倾斜面，所述第一倾斜面和第二倾斜面的倾斜角度相同，所述第三凸台的内径等于所述第一凸台的外径。所述锥面接头远离所述锥面端的一端设置有第一安装孔。所述球面接头远离所述球面端的一端设置有第二安装孔。所述锥面接头内部沿轴向开设第一通孔，所述第一通孔远离所述锥面端的一端设置为螺纹安装孔。所述球面接头内部沿轴向开设第二通孔，所述第二通孔远离所述球面端的一端设置为螺纹安装孔。本专利技术一种高温下使用的管接头密封件的制备方法的有益效果：针对高温、高压环境下的密封可靠性和可重复使用性提出了有针对性的应对措施，采用不同膨胀系数制备的球面接头和锥面接头，较常规的球面、锥面密封管接头结构，本专利技术制备的密封件结构能够更好的保证密封管接头在高温下的密封可靠，并能反复使用，该密封件适合在高温下承受较高压力的气体密封，更适合用于高温下采用惰性气体成形的工艺连接，应用前景较好。附图说明：图1为本专利技术管接头密封件的结构示意图；图2为锥面接头的结构示意图；图3为球面接头的结构示意图；图4为螺帽的结构示意图；图中：1-锥面接头，2-锥面端，3-球面接头，4-球面端，5-螺帽，6-第一凸台，7-第二凸台，8-第一倾斜面，9-第三凸台，10-第二倾斜面，11-第一通孔，12-第二通孔，13-螺纹安装孔。具体实施方式：下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术提供的一种高温下使用的管接头密封件的制备方法，其具体步骤如下：步骤一：采用金属材料一制作锥面接头1，如图2所示，所述锥面接头1一端的端部朝向锥面接头1内部凹设有开口向外的锥面，在所述锥面接头1端部形成喇叭状开口，使所述锥面接头1端部形成锥面端2，所述锥面接头1靠近所述锥面端2的一端外圆上设置有外螺纹；步骤二：采用金属材料二制作球面接头3，且所述金属材料二的线膨胀系数大于所述金属材料一，如图3所示，所述球面接头3一端端部倒圆角形成球面端4，所述锥面端2径向的最大尺寸大于所述球面端4径向的最大尺寸，所述球面接头3靠近所述球面端4的一端外圆上设置有第一凸台6；步骤三：采用耐高温材料制备螺帽，如图4所示，所述螺帽5一端设置有内螺纹，其另一端的内壁设置有第二凸台7，所述内螺纹与所述外螺纹相配合，所述第二凸台7的内径小于所述第一凸台6的外径；步骤四：将所述球面接头3的球面端4嵌装于所述锥面接头1的锥面端2喇叭状开口中；步骤五：如图1所示，将所述螺帽5套装于所述球面接头3和锥面接头1组合安装处，所述螺帽5与所述锥面接头1螺纹连接，通过所述第一凸台6和第二凸台7的配合进行定位，拧紧所述螺帽5，使所述球面端4的球面与所述锥面端2的锥面相切。所述金属材料一为不锈钢或者镍基合金；所述金属材料二为钛合金。所述锥面接1头靠近所述锥面端2的端部朝向所述螺帽5设置有第一倾斜面8，所述螺帽内壁还设置有第三凸台9，所述第三凸台9位于所述内螺纹靠近所述第二凸台7的一端端部，且所述第三凸台9朝向所述锥面接头1设置有第二倾斜面10，所述第一倾斜面8和第二倾斜面10的倾斜角度相同，所述第三凸台9的内径等于所述第一凸台6的外径。所述锥面接头1远离所述锥面端2的一端设置有第一安装孔。所述球面接头3远离所述球面端4的一端设置有第二安装孔。所述锥面接头1内部沿轴向开设第一通孔11，所述第一通孔远离所述锥面端的一端设置为螺纹安装孔13。所述球面接头3内部沿轴向开设第二通孔12，所述第二通孔远离所述球面端的一端设置为螺纹安装孔13。本专利技术的管接头密封件在高温下使用时，利用制备球面接头3和锥面接头1两个部件的材质线膨胀系数的差异，在高温下球面接头3和锥面接头1均发生膨胀，且球面接头3的膨胀量大于锥面接头1的膨胀量，使得球面接头3和锥面接头1二者之间的密封间隙得到补充，达到更加可靠的密封效果。利用本方法制备的管接头密封件经过了20余次的高温(920℃)、高压(3.5MPa)重复使用验证，仍保持良好的密封性能，进一步验证了本专利技术制备的管接头密封件的密封性及可循环使用。本专利技术的原理是将球面接头3采用线膨胀系数大的材料，锥面接头1采用线膨胀系数小的材料。在常温下压紧锥面和球面，使之在相切处形成环形密封带，当连接好的管接头在由常温升高到高温过程中，球面部件的膨胀量大，锥面部分的膨胀量小，形成了更大的过盈量，使锥面和球面间的压紧力增大，形成了更加良好的密封，可在一定程度可补偿因管路内高压气体作用形成的轴向拉力造成的密封减弱，且安装在球面接头3和锥面接头1组合安装处的螺帽5，在径向和轴向上伸长受限，形成更大的压应力，使密封面更加紧密，从而形成更好的密封。在具体的工厂作业中，采用满足要求的材质制备多个管接头密封件进行密封试验，均满足使用需求，有良好的密封性，下面具体以两例进行说明：实施例一：采用Cr25Ni20耐热不锈钢制备锥面接头1和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温下使用的管接头密封件的制备方法，其特征在于：其具体步骤如下：步骤一：采用金属材料一制作锥面接头，所述锥面接头一端的端部朝向锥面接头内部凹设有开口向外的锥面，在所述锥面接头端部形成喇叭状开口，使所述锥面接头端部形成锥面端，所述锥面接头靠近所述锥面端的一端外圆上设置有外螺纹；步骤二：采用金属材料二制作球面接头，且所述金属材料二的线膨胀系数大于所述金属材料一，所述球面接头一端端部倒圆角形成球面端，所述锥面端径向的最大尺寸大于所述球面端径向的最大尺寸，所述球面接头靠近所述球面端的一端外圆上设置有第一凸台；步骤三：采用耐高温材料制备螺帽，所述螺帽一端设置有内螺纹，其另一端的内壁设置有第二凸台，所述内螺纹与所述外螺纹相配合，所述第二凸台的内径小于所述第一凸台的外径；步骤四：将所述球面接头的球面端嵌装于所述锥面接头的锥面端喇叭状开口中；步骤五：将所述螺帽套装于所述球面接头和锥面接头组合安装处，所述螺帽与所述锥面接头螺纹连接，通过所述第一凸台和第二凸台的配合进行定位，拧紧所述螺帽，使所述球面端的球面与所述锥面端的锥面相切。

【技术特征摘要】
1.一种高温下使用的管接头密封件的制备方法，其特征在于：其具体步骤如下：步骤一：采用金属材料一制作锥面接头，所述锥面接头一端的端部朝向锥面接头内部凹设有开口向外的锥面，在所述锥面接头端部形成喇叭状开口，使所述锥面接头端部形成锥面端，所述锥面接头靠近所述锥面端的一端外圆上设置有外螺纹；步骤二：采用金属材料二制作球面接头，且所述金属材料二的线膨胀系数大于所述金属材料一，所述球面接头一端端部倒圆角形成球面端，所述锥面端径向的最大尺寸大于所述球面端径向的最大尺寸，所述球面接头靠近所述球面端的一端外圆上设置有第一凸台；步骤三：采用耐高温材料制备螺帽，所述螺帽一端设置有内螺纹，其另一端的内壁设置有第二凸台，所述内螺纹与所述外螺纹相配合，所述第二凸台的内径小于所述第一凸台的外径；步骤四：将所述球面接头的球面端嵌装于所述锥面接头的锥面端喇叭状开口中；步骤五：将所述螺帽套装于所述球面接头和锥面接头组合安装处，所述螺帽与所述锥面接头螺纹连接，通过所述第一凸台和第二凸台的配合进行定位，拧紧所述螺帽，使所述球面端的球面与所述锥面端的锥面相切。2.根据权利要求1所述的一种高温下使用的管接头密...

【专利技术属性】
技术研发人员：段新民，杨建国，陈学鑫，杨波，潘士建，
申请(专利权)人：中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21