一种防介质内漏和介质泄漏的内置调节元件的调节组件制造技术

一种防介质内漏和介质泄漏的内置调节元件的调节组件，调节元件，包括：汽蚀管(2)；密封圈，包括：第一柔性石墨圈(3)、第二柔性石墨圈(4)；第一法兰(1)、汽蚀管(2)、第一柔性石墨圈(3)；第二柔性石墨圈(4)、螺栓与螺母组成的紧固件(5)、第二法兰(6)。第一法兰(1)与第二法兰(6)通过螺栓与螺母组成的紧固件(5)连接；汽蚀管(2)位于第一法兰(1)内，汽蚀管(2)与第一法兰(1)通过第一柔性石墨圈(3)密封，第二法兰(6)与汽蚀管(2)通过第二柔性石墨圈(4)密封，满足介质压力的提高和介质的超低温环境对调节元件与法兰对接面处的密封要求，结构简单、性能可靠。

A regulating component of a built-in regulating element to prevent medium internal leakage and medium leakage

【技术实现步骤摘要】
一种防介质内漏和介质泄漏的内置调节元件的调节组件
本专利技术涉及一种防介质内漏和介质泄漏的内置调节元件的调节组件，属于流量控制

技术介绍
在液体火箭发动机中广泛采用调节元件来控制和调节流量。汽蚀管是最常用的调节元件之一，通常将其装配到管路或零组件内部，同时在其对接面处安装密封圈，并通过与其配合的法兰对石墨圈进行压缩密封。随着液体火箭发动机推力的不断提高，介质压力由十几兆帕提高到三十多兆帕，局部管路的介质压力甚至更高，而介质的温度很低，通常为-253℃。介质压力的提高和介质的超低温环境对调节组件与法兰对接面处的密封要求也提出了更高的要求。现有的氢氧火箭发动机，静密封主要为强制密封式法兰结构，对于超高压使用来说，存在密封可靠性裕度偏低、密封结构质量偏大、使用维护难度大等缺点，若密封处达不到设计要求，会出现介质内漏或介质泄漏等问题，严重影响调节元件对介质流量的控制精度，影响发动机的可靠性。因此，有必要设计一种防介质内漏和介质泄漏的调节组件。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题为：克服现有技术不足，提供一种防介质内漏和介质泄漏的内置调节元件的调节组件，能够满足防止介质内漏和介质泄漏的要求，满足介质压力的提高和介质的超低温环境对调节元件与法兰对接面处的密封要求，结构简单、性能可靠。本专利技术解决的技术方案为：一种防介质内漏和介质泄漏的内置调节元件的调节组件，包括：调节元件、法兰以及密封圈和螺栓与螺母组成的紧固件(5)；调节元件，包括：汽蚀管(2)；法兰，包括：第一法兰(1)、第二法兰(6)；密封圈，包括：第一柔性石墨圈(3)、第二柔性石墨圈(4)；第一法兰(1)、汽蚀管(2)、第一柔性石墨圈(3)；第二柔性石墨圈(4)、螺栓与螺母组成的紧固件(5)、第二法兰(6)；第一法兰(1)与第二法兰(6)通过螺栓与螺母组成的紧固件(5)连接；汽蚀管(2)位于第一法兰(1)内，汽蚀管(2)与第一法兰(1)通过第一柔性石墨圈(3)密封，第二法兰(6)与汽蚀管(2)通过第二柔性石墨圈(4)密封。优选的，第一法兰(1)与汽蚀管(2)配合使第一柔性石墨圈(3)产生一定量的变形从而形成密封面。优选的，汽蚀管(2)与第一法兰(1)之间存在配合间隙，仅在第一法兰1和第二法兰2之间安装一道第一柔性石墨圈(3)，能够阻止进入汽蚀管(2)的介质泄漏到调节组件外部。优选的，在安装第二柔性石墨圈(4)，未安装第一柔性石墨圈(3)时，在高压推动介质进入调节组件时，部分介质会沿汽蚀管(2)与第一法兰(1)配合面之间的间隙，经过汽蚀管(2)与第二法兰(6)配合面之间的间隙，泄漏到汽蚀管(2)的出口端。优选的，汽蚀管(2)的出口端位于汽蚀管(2)与第二法兰(6)的交界面处。优选的，螺栓与螺母组成的紧固件(5)，包括螺栓和螺母；螺栓穿过第一法兰(1)与第二法兰(6)，通过螺母锁紧，使第一法兰(1)与第二法兰(6)固连。优选的，第一法兰(1)上设有穿过螺栓与螺母组成的紧固件(5)的安装孔。优选的，第二法兰(6)上设有穿过螺栓与螺母组成的紧固件(5)的安装孔。优选的，汽蚀管(2)通过内壁形状的变化调节就诶之流量。优选的，第二法兰(6)内为中空结构，连接汽蚀管(2)的出口，与汽蚀管(2)形成介质流经通道。优选的，气蚀管(2)，包括：管路和管路内壁周向设有的向内凸起的节流结构，形成喉部，喉部的直径小于气蚀管(2)管路内壁的直径，节流结构为以三角形为截面的回转体，该回转体外壁与气蚀管(2)的管路内壁一体加工成像；调节元件使气蚀管(2)的管路变径。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术的一种防介质内漏和介质泄漏的内置调节元件的调节组件，采用调节元件、法兰和密封圈的组合结构。可以满足低温(-253℃)、高压(30MPa)工作条件下防介质内漏和介质泄漏的要求，同时还能保证结构安全可靠，提高发动机推力和混合比调整精度和发动机的可靠性能。(2)本专利技术的一种防介质内漏和介质泄漏的内置调节元件的调节组件，采用调节元件、法兰和密封圈的组合结构。可实现同一管路或零组件不变的条件下，通过更换不同规格的调节元件实现对管路或零组件内介质流量的调节，无需更换其他零件。(3)本专利技术的一种防介质内漏和介质泄漏的内置调节元件的调节组件，采用调节元件、法兰和密封圈的组合结构。调节元件设有缩颈，可适用法兰与管路焊接时产生的变形，保证组件装配时不会产生干涉。(4)本专利技术的一种防介质内漏和介质泄漏的内置调节元件的调节组件，采用调节元件、法兰和密封圈的组合结构。调节元件和法兰均设有限位台阶，保证两个密封圈变形量均相同，实现密封协调。附图说明图1为第一法兰(1)的第一种优选结构示意图；图2为第一法兰(1)的第二种优选结构示意图；图3为第一法兰(1)的第三种优选结构示意图；图4为汽蚀管(2)的第一种优选结构示意图；图5为汽蚀管(2)的第二种优选结构示意图；图6为汽蚀管(2)的第三种优选结构示意图；图7为第一柔性石墨圈(3)结构示意图；图8为第二法兰(6)第一种优选结构示意图；图9为第二法兰(6)第二种优选结构示意图；图10为第一种防介质扰流的调节组件示意图；图11为第一种防介质扰流的调节组件示意图；图12为第一种防介质扰流的调节组件示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细描述。大推力氢氧发动机的可靠性能是运载火箭运载能力的重要保障，随着氢氧火箭发动机推力的提高，发动机介质压力由十几兆帕提高到三十多兆帕，局部管路的介质压力甚至更高；发动机介质为液氢和液氧，介质处于超低温状态，通常到达-253℃。介质压力的提高和介质的超低温环境对调节组件与法兰对接面处的密封要求也提出了更高的要求。若密封处达不到设计要求，会出现介质内漏或介质泄漏等问题，严重影响调节元件对介质流量的控制精度，影响发动机的可靠性。因此，有必要设计一种防介质内漏和介质泄漏的调节组件。本专利技术，第一法兰(1),包括三种优选结构，其中一种如图1所示：第一法兰(1)，一端内外径与被连接管路内外径尺寸相同，用于介质流入，优选对于壁厚超过4mm的管材及第一法兰(1)，为焊接方便，需对其进行打坡口，焊接坡口角度优选为35°，打完坡口后内外径差值优选为1mm；另一端内径与管路内径尺寸相同，用于介质流出，外壁需为螺栓孔预留一定宽度。第一法兰(1)的管路靠近出口一端的内壁设有三级台阶凸起，分别为第一级台阶、第二级台阶、第三级台阶。从第一级台阶至第三级台阶逐渐升高；三级台阶凸起中，第三级台阶靠近管路出口，第一级台阶远离管路出口；设第一级台阶高度为H1、宽度为W1，第二级台阶高度为H2、宽度为W2，第三级台阶高度为H3、宽度为W3。第一级台阶表面粗糙度优选为3.2μm，第二级台阶表面粗糙度优选为1.6μm，第三级台阶粗糙度优选为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防介质内漏和介质泄漏的内置调节元件的调节组件，其特征在于包括：调节元件、法兰以及密封圈和螺栓与螺母组成的紧固件(5)；/n调节元件，包括：汽蚀管(2)；/n法兰，包括：第一法兰(1)、第二法兰(6)；/n密封圈，包括：第一柔性石墨圈(3)、第二柔性石墨圈(4)；/n第一法兰(1)、汽蚀管(2)、第一柔性石墨圈(3)；第二柔性石墨圈(4)、螺栓与螺母组成的紧固件(5)、第二法兰(6)；/n第一法兰(1)与第二法兰(6)通过螺栓与螺母组成的紧固件(5)连接；/n汽蚀管(2)位于第一法兰(1)内，汽蚀管(2)与第一法兰(1)通过第一柔性石墨圈(3)密封，第二法兰(6)与汽蚀管(2)通过第二柔性石墨圈(4)密封；/n汽蚀管(2)内设有节流结构，对介质流量进行调节。/n

【技术特征摘要】
1.一种防介质内漏和介质泄漏的内置调节元件的调节组件，其特征在于包括：调节元件、法兰以及密封圈和螺栓与螺母组成的紧固件(5)；
调节元件，包括：汽蚀管(2)；
法兰，包括：第一法兰(1)、第二法兰(6)；
密封圈，包括：第一柔性石墨圈(3)、第二柔性石墨圈(4)；
第一法兰(1)、汽蚀管(2)、第一柔性石墨圈(3)；第二柔性石墨圈(4)、螺栓与螺母组成的紧固件(5)、第二法兰(6)；
第一法兰(1)与第二法兰(6)通过螺栓与螺母组成的紧固件(5)连接；
汽蚀管(2)位于第一法兰(1)内，汽蚀管(2)与第一法兰(1)通过第一柔性石墨圈(3)密封，第二法兰(6)与汽蚀管(2)通过第二柔性石墨圈(4)密封；
汽蚀管(2)内设有节流结构，对介质流量进行调节。


2.根据权利要求1所述的一种防介质内漏和介质泄漏的内置调节元件的调节组件，其特征在于：第一法兰(1)与汽蚀管(2)配合使第一柔性石墨圈(3)产生一定量的变形从而形成密封面。


3.根据权利要求1所述的一种防介质内漏和介质泄漏的内置调节元件的调节组件，其特征在于：汽蚀管(2)与第一法兰(1)之间存在配合间隙，仅在第一法兰(1)和第二法兰(2)之间安装一道第一柔性石墨圈(3)，能够阻止进入汽蚀管(2)的介质泄漏到调节组件外部。


4.根据权利要求1所述的一种防介质内漏和介质泄漏的内置调节元件的调节组件，其特征在于：在安装第二柔性石墨圈(4)，未...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵有磊，王新军，常红，闫迎亮，柳洋，孙彦铭，马文杰，
申请(专利权)人：北京航天动力研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11