[实用新型]一种小力矩高温高压密封装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种小力矩高温高压密封装置，特别是涉及一种可用于航空航天、机械连接或其它民用等多种领域的小力矩高温高压密封装置。

背景技术

现代工业对密封的可靠性提出了越来越高的要求，炼油行业近十年爆炸事故调查结果表明，其灾难性事故70%都是由于泄露造成的。在航空航天领域，发动机静密封的可靠性更是尤为重要，由于静密封不可靠而出现泄露，严重者会导致发动机爆炸乃至整个运载火箭发生灾难性事故，美国挑战者号航天飞机的泄漏爆炸事件已引起世界范围的巨大震动。

火箭发动机的静密封涉及高温、高压、振动环境恶劣等多个极端条件，与常规条件下密封相比,密封元件面临老化、失重、蠕变及松弛多种问题,密封失效问题更为突出。此外，由于部分被密封材料的特殊性，还要求密封力矩小，密封寿命时间长，具有较大的技术难度，因此亟需提供一种小力矩高温高压密封装置。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种解决小力矩下的高温、高压及大振动等较恶劣条件下的密封问题的小力矩高温高压密封装置。

为解决上述技术问题，本实用新型一种小力矩高温高压密封装置，包括密封接口、密封螺栓、以及设置于密封接口与密封螺栓之间的垫圈；螺栓包括螺帽部分，以及圆柱形的螺钉部分；密封接口沿轴向包括尺寸依次递减的第一凹槽、第二环状凹槽、第三环状凹槽，以及第四环状凹槽；螺栓螺钉部分与第四环状凹槽通过螺纹结构固定；垫圈位于密封接口与密封螺栓形成的间隙中，垫圈的横截面呈菱形；

垫圈的上端面与螺帽部分的径向表面作用；垫圈的下端面与第三环状凹槽和第四环状凹槽之间的径向表面作用；垫圈的外圆周与第二环状凹槽的内壁作用；垫圈的内圆周与螺栓部分的轴向表面作用；垫圈菱形横截面的一条边和第二环状凹槽与第三环状凹槽形成的直角台阶作用。

本实用新型首次实现了氢氧火箭发动机燃烧装置高频脉动压力的可靠测量（测量频率高达10000Hz），填补了我国在氢氧火箭发动机这一技术领域的空白，为攻克火箭发动机燃烧不稳定高难度课题提供了主要测量手段。

本实用新型经过了数次热试验的考核，可解决发动机推力室高频燃烧不稳定故障。

本实用新型还可以推广应用于石油化工、炼油等民用多种领域，有较好的借鉴推广作用。

附图说明

图1为本实用新型所提供的一种小力矩高温高压密封装置的已装配状态示意图。

图2为密封接口示意图。

图3为密封接口中放置了垫圈后的示意图。

图中：1为密封螺栓，2为垫圈，3为密封接口，4为直角台阶，5为螺纹结构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型包括密封螺栓1、密封接口3、垫圈2。密封螺栓1包括圆柱形的螺帽部分，以及圆柱形的螺钉部分。密封接口3沿轴向包括直径依次递减的第一环状凹槽、第二环状凹槽、第三环状凹槽，以及第四环状凹槽。第一环状凹槽的直径与密封螺栓1的螺帽部分的直径一致。第四环状凹槽内壁设有螺纹结构5。第一凹槽和密封螺栓1的螺帽部分也可呈其它形状，只要保证螺帽部分能在第一凹槽内转动即可。

垫圈2由紫铜制成，横截面呈菱形。

密封螺栓1螺钉部分与第四环状凹槽通过螺纹结构固定。垫圈2位于密封接口3与密封螺栓1形成的间隙中，垫圈2菱形横截面的一条边和第二环状凹槽与第三环状凹槽形成的直角台阶4作用。垫圈2的上端面与螺帽部分的径向表面作用；垫圈2的下端面与第三环状凹槽和第四环状凹槽之间的径向表面作用；垫圈2的外圆周与第二环状凹槽的内壁作用；垫圈2的内圆周与螺栓部分的轴向表面作用。螺纹拧紧力矩～13N.m，密封压缩量百分比～20%。

本专利项目首次在氢氧火箭发动机燃烧装置上实现了小力矩下高温、高压且振动量级较大环境下的静密封（螺纹拧紧力矩～13N.m，压力～9MPa，温度～800K，环境振动综合加速度～80g），应用本密封装置首次完成了氢氧火箭发动机燃烧装置高频脉动压力的可靠测量（测量频率高达10000Hz），为攻克火箭发动机燃烧不稳定高难度课题提供了主要测量手段。