超低温用螺纹连接静密封结构制造技术

超低温用螺纹连接静密封结构，包括螺纹连接结构和橡胶与金属复合密封件。该密封结构提高了超低温下密封的可靠性、密封结构紧凑、质量小，适用于超低温情况下的螺纹连接结构的密封，保证０～３５ＭＰａ工作压力下的密封漏率＜１×１０－５Ｐａ.ｍ↑［３］／ｓ。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种超低温用螺紋连接静密封结构，属于超低温环境下的 密封领域。
技术介绍
运载火箭箭体使用的超低温阀门、气瓶等部件(如液氢、液氧阀门)经常 釆用螺紋连接结构，该结构简单、紧凑、节省空间、安装简便，但是该处的密 封问题一直是一个难题。目前普遍采用软金属垫片(如铝垫片、紫铜垫片等)作密封件进行密封， 在常温下密封就有出现泄露的可能性，在经历低温循环过程中，由于金属垫片 在低温下收缩率较大，而且恢复常温后变形无法恢复，因此造成在常温复试时静密封泄漏的问题，具体变化情况如图1和图2所示；而且在螺紋旋转装配的 过程中很容易将金属垫片的表面划伤，从而导致超低温下密封泄漏。
技术实现思路
本技术的技术解决问题克服现有技术的不足，提供一种能在经历低 温循环后仍能保持良好密封效果的密封结构。本技术的技术解决方案超低温用螺紋连接静密封结构，其特征在于 上螺紋连接装置、下螺紋连接装置和橡胶-金属复合密封件，在上螺紋连接装置 和下螺紋连接装置接触面上各加工一个密封槽，将橡胶-金属复合密封件放置在 下螺紋连接装置的密封槽内，安装上螺紋连接装置拧紧密封。所述的橡胶-金属复合密封件包括金属骨架和橡胶，金属骨架外表面吹沙 后，与橡胶热压结合成一整体。所述的密封槽直径D=Ds+70%Dr,加工误差± 0.04mm，密封槽高度为L= (Ls+Dr) /2,加工误差士0.04mm,其中Ds为金属骨架的直径，Ls为金属骨架的高度，Dr为橡胶的厚度。所述的金属骨架的热膨胀系数小于上、下螺紋连接装置金属热膨胀系数一 个数量级以上。本技术与现有技术相比有益效果为(1) 本技术采用螺紋连接装置和橡胶-金属复合密封件形式，金属骨 架的热膨胀系数小于螺紋连接装置金属热膨胀系数，属于温度自紧式密封结构， 当温度降低时，螺紋连接装置的收缩量大于密封件金属骨架的收缩量，使金属 骨架外侧的橡胶弹性体在原有的压缩量基础上又增加了压缩，从而提高了接触 应力，提高了超低温下密封的可靠性。(2) 本技术采用采用橡胶-金属复合密封件，橡胶使用在-196。C超低 温条件下具有可靠密封性能的氯丁橡胶，在超^氐温情况下能保证0 ~ 35MPa工 作压力下的密封漏率< 1 x 10-5Pa*m3/s。(3) 本技术的橡胶-金属复合密封件与上、下螺紋连接装置接触的是 橡胶，压缩变形的也是橡胶而不是金属，因此相对于装配金属垫片所需要的安 装力要小的多，降低了安装力矩。(4) 本技术的橡胶-金属复合密封件的外侧为橡胶，橡胶的弹性使其 在常温装配过程中能够弥补接触面的微小缺陷，在超低温环境下，由于连接装 置与金属骨架的收缩量的差异，使橡胶弹性体在原有的压缩量基础上又增加了 压缩，从而保证了超低温下环境满足密封漏率的要求。附图说明图1为金属垫片常温密封示意图2为金属垫片低温后恢复常温密封示意图3为本技术结构示意图4为A局部放大图5为本技术橡胶-金属复合密封件结构示意图6为使用本技术的某低温阀门螺紋连接密封结构示意图。具体实施方式如图3和图4所示，本技术由上螺紋连接装置1、下螺紋连接装置2 和橡胶-金属复合密封件3组成，在上螺紋连接装置1和下螺紋连接装置2接 触面上各加工一个密封槽。密封槽直径D=Ds+70%Dr,加工误差士 0.04mm, 密封槽高度为L=(Ls+Dr) /2,力口工误差± 0.04mm,其中Ds为金属骨架31 的直径，Ls为金属骨架的高度，Dr为橡胶的厚度。橡胶-金属复合密封件3如图5所示，由金属骨架31和橡胶32组成，橡胶 -金属复合密封件3的橡胶^f吏用在-196。C超低温条件下具有可靠密封性能的氯 丁橡胶。橡胶-金属复合密封件3的加工工艺用吹沙机吹沙处理金属骨架31外表 面后，将金属骨架31放到安装在热压机上的模具中，在其外表面覆盖上氯丁 橡胶，加压硫化，使金属骨架和氯丁橡胶结合成一整体。硫化温度160 165°C， 时间20~30分钟。装配时将橡胶-金属复合密封件3放置在下螺紋连接装置2的密封槽内，安 装上螺紋连接装置1，通过对上螺紋连接装置1施加装配力，起到对橡胶-金属 复合密封件3的压紧作用，从而密封。金属骨架31的热膨胀系数小于上下螺 紋连接装置金属热膨胀系数，当温度降低时，上下螺紋连接装置的收缩量大于 密封件金属骨架的收缩量，使金属骨架外侧的橡胶弹性体在原有的压缩量基础 上又增加了压缩，从而提高了接触应力，提高了超低温下密封的可靠性。 某低温岡门螺紋连接密封结构见图6所示，使用了两套螺紋连接静密封结 构，由上螺紋连接装置1、下螺紋连接装置2、两个橡胶-金属复合密封件3和 螺套4组成，螺套4既是第一套螺紋连接静密封结构的下螺紋连接装置，同时 又是第二套螺紋连接静密封结构的上螺紋连接装置。螺紋连接装置的材料为 1CM8Ni9Ti,橡胶-金属复合密封件3的金属骨架的材料为低膨胀合金。某低温阀门螺紋连接密封结构在常温和液氮的条件下的漏率见表1。表1<table>table see original document page 6</column></row><table>同理，可根据实际需要选择螺紋连接静密封结构的数量和结合方式。权利要求1、超低温用螺纹连接静密封结构，其特征在于上螺纹连接装置(1)、下螺纹连接装置(2)和橡胶-金属复合密封件(3)，在上螺纹连接装置(1)和下螺纹连接装置(2)接触面上各加工一个密封槽，将橡胶-金属复合密封件(3)放置在下螺纹连接装置(2)的密封槽内，安装上螺纹连接装置(1)拧紧密封。2、 根据权利要求1所述的超低温用螺紋连接静密封结构，其特征在于所 述的橡胶-金属复合密封件(3)包括金属骨架(31)和橡胶(32)，金属骨架(31 )外表面吹沙后，与橡胶(32)热压结合成一整体。3、 根据权利要求1所述的超低温用螺紋连接静密封结构，其特征在于所 述的密封槽直径D-Ds+70。/。Dr,加工误差± 0、04mm,密封槽高度为L= ( Ls+ Dr) /2,加工误差土0.04mm,其中Ds为金属骨架(31)的直径，Ls为金属 骨架(31)的高度，Dr为橡胶(32)的厚度。4、 根据权利要求2所述的超低温用螺紋连接静密封结构，其特征在于所 述的金属骨架(31)的热膨胀系数小于上螺紋连接装置(1)和下螺紋连接装 置(2)金属热膨胀系数一个数量级以上。5、 根据权利要求2所述的超低温用螺紋连接静密封结构，其特征在于所 述的橡胶(32)的硫化温度为160 165°C，时间2CK30分钟。6、 根据权利要求2所述的超低温用螺紋连接静密封结构，其特征在于所 述的橡胶(32)采用在-196。C超低温条件下具有可靠密封性能的氯丁橡胶。7、 根据权利要求1所述的超4氐温用螺紋连接静密封结构，其特征在于所 述的上螺紋连接装置(1)、下螺紋连接装置(2)的材料为1Cr18Ni9Ti。8、 根据权利要求2所述的超低温用螺紋连接静密封结构，其特征在于所 述的金属骨架(31)的材料为低膨胀合金。专利摘要超低温用螺纹连接静密封结构，包括螺纹连接结构和橡胶与金属复合密封件。该密封结构提高了超低温下密封的可靠性、密封结构紧凑、质量小，适用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
超低温用螺纹连接静密封结构，其特征在于：上螺纹连接装置（１）、下螺纹连接装置（２）和橡胶－金属复合密封件（３），在上螺纹连接装置（１）和下螺纹连接装置（２）接触面上各加工一个密封槽，将橡胶－金属复合密封件（３）放置在下螺纹连接装置（２）的密封槽内，安装上螺纹连接装置（１）拧紧密封。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈风波，牛宝林，王立峰，谢小兵，田新，陈鑫，
申请(专利权)人：航天材料及工艺研究所，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]