[发明专利]超低温高压动密封结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种超低温高压动密封结构设计，可以满足在超低温工作环境下对高压介质的密封。

背景技术

在液氧煤油发动机上，发动机工作压力高，工作介质温度低，密封性要求严，传统金属－非金属密封型式中的非金属在超低温工作环境下已不能有效密封，为此特研制了满足超低温高压密封的薄壁金属弹性自紧式密封结构，采用薄壁金属密封凸台表面镀金结构型式，镀金层则起到提高密封性能和减小摩擦力的作用。

发明内容

为了解决现有的密封结构工作在压力高、工作介质温度低的环境下容易失效的技术问题，本发明提供一种超低温高压动密封结构，本发明能够满足密封性要求严的阀门。

本发明的技术解决方案：

超低温高压动密封结构，其特殊之处在于：包括支撑座以及固定在支撑座上的薄壁金属筒，所述支撑座固定在阀芯杆端面上，所述支撑座、薄壁金属筒和阀芯杆4之间形成高压腔5，所述高压腔内充有高压气体。

上述薄壁金属筒的外侧壁上设置有凸台。

上述薄壁金属筒的外侧设置有镀金层。

上述薄壁金属筒的壁厚为0.1-0.6mm。

上述高压腔内的高压气体压力为23±1MPa。

本发明与现有技术相比的优点为：

1、本发明利用薄壁金属筒在高压下形变的特点，实现密封。在不同温度下，尤其超低温下动密封摩擦力稳定；动密封结构的温度补偿能力很强，工作温度可以从常温到超低温，能够可靠地保证阀芯往复运动时对控制氦气的有效密封。

2、镀金层起到润滑作用，可提高密封性能和减小摩擦力的作用，提高了使用寿命。

3、本发明目前已应用在液氧煤油发动机液氧系统的阀门中，通过检查试验、典试及发动机试车验证，表明结构合理、性能可靠。

附图说明

图1为本发明密封结构的示意图；

图2为本发明密封结构与阀座、阀芯的装配示意图。

具体实施方式

如图1、2所示结构形式，是本发明的一个优选实施例。超低温高压动密封结构，包括支撑座以及固定在支撑座上的薄壁金属筒，薄壁金属筒的外侧设置有镀金层。

密封结构通过连接螺钉9密封固定在阀芯杆4上，薄壁金属筒2、支撑座1与阀芯杆4之间形成高压腔5，薄壁金属筒2在压力作用下发生形变与阀座8内壁形成动密封面6，支撑座与阀芯杆之间形成静密封面7。为了通过减小接触面积，减小摩擦，一般在薄壁金属筒上设置有凸台3，凸台与阀座之间形成动密封面。一般薄壁金属筒的厚度为0.1-0.6mm较佳。

为了提高密封性能和减小摩擦力的作用，提高了使用寿命，在薄壁金属管外侧设置有镀金层10，起润滑作用。

本发明的原理：采用了薄壁金属筒自紧式密封结构，即镀金全金属皮碗结构（见图1、图2），金属薄壁筒在高压腔气体压力（23MPa）作用下产生变形，与壳体间形成密封，由于密封件的装配过盈量较大，并且密封件与相配合部分的材料相同，因此这种动密封结构的温度补偿能力很强，工作温度可以从常温到超低温，能够可靠地保证阀芯往复运动时对控制氦气的有效密封，镀金层10则起到提高密封性能和减小摩擦力的作用。

合理选取装配过盈量，保证不同温度下，尤其超低温下动密封摩擦力的稳定性；合理选取装配过盈量、密封凸台高度、粗糙度及形位要求，保证动密封的密封性能；采用表面镀金进行润滑，达到降低摩擦力，防止在高压下密封面贴合和划伤，提高动密封的寿命。