一種適用于長期貯存的雙道金屬碟形圈法蘭密封結(jié)構(gòu)的制作方法

本發(fā)明屬于航天器管路系統(tǒng)連接與密封技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于長期貯存的雙道金屬碟形圈法蘭密封結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著我國宇航技術(shù)的發(fā)展，對航天器提出了腐蝕性長期加注貯存的要求，這對長期接觸腐蝕性介質(zhì)的管路及其他系統(tǒng)的密封技術(shù)提出了較大挑戰(zhàn)，其密封部位的技術(shù)難點主要包括密封漏率要求高、常高溫溫度交變、密封口徑跨度大、允許多次拆裝更換密封件及與腐蝕性介質(zhì)有著良好相容性等。顯然，在我國各種飛行器中廣泛使用的橡膠O形圈(或其他非金屬密封件)法蘭密封結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)型式很難滿足上述要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有的密封方式無法滿足長期接觸腐蝕性介質(zhì)的管路及其他系統(tǒng)的連接與密封要求的問題，提供了一種適用于長期貯存的雙道金屬碟形圈法蘭密封結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

一種適用于長期貯存的雙道金屬碟形圈法蘭密封結(jié)構(gòu)，包括凸法蘭、凹法蘭、金屬蝶形圈和緊固件；凸法蘭的下端面安裝在凹法蘭的上端面上，凸法蘭和凹法蘭通過緊固件固定連接；金屬蝶形圈設(shè)置在凸法蘭和凹法蘭之間。

如上所述的凸法蘭的下端面的內(nèi)緣設(shè)置有向下的凸起，凹法蘭的上端面的內(nèi)緣設(shè)置有向下的凹陷；凹法蘭凹陷部分的直徑大于凸法蘭凸起部分的直徑，使得凸法蘭和凹法蘭之間形成環(huán)形空隙，用于容納金屬碟形圈。

如上所述的凸法蘭的凸起部分為一級臺階形，對應(yīng)的凹法蘭的凹陷部分也為一級臺階形，使得凸法蘭和凹法蘭之間形成一條環(huán)形空隙。

如上所述的凸法蘭的凸起部分為二級臺階形，對應(yīng)的凹法蘭的凹陷部分也為二級臺階形，使得凸法蘭和凹法蘭之間形成二條環(huán)形空隙。

如上所述的金屬碟形圈整體為圓環(huán)形，橫截面為矩形，矩形的長邊與水平面的夾角為15度至45度。

如上所述的金屬碟形圈共有一個，位于凸法蘭和凹法蘭之間的環(huán)形空隙中，金屬碟形圈將環(huán)形空隙完全密封。

如上所述的金屬碟形圈共有二個，分別位于凸法蘭和凹法蘭之間的兩條環(huán)形空隙中，金屬碟形圈將環(huán)形空隙完全密封。

如上所述的緊固件采用螺栓或螺釘結(jié)構(gòu)，用于將凸法蘭和凹法蘭固定連接。

它還包括檢漏孔；檢漏孔開設(shè)在凹法蘭的外表面上，沿徑向伸入至環(huán)形空隙，用于檢測金屬碟形圈的密封效果。

如上所述的凸法蘭和凹法蘭均采用鋁合金或不銹鋼材料制成；金屬碟形圈和緊固件均采用不銹鋼材料制成。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明包括凸法蘭、凹法蘭、金屬碟形圈和緊固件。本發(fā)明采用新型金屬碟形密封圈，不僅密封漏率極低，而且可在高低溫工況下重復(fù)使用。雙道金屬碟形密封圈不僅起到冗余密封的功能，而且進一步降低了密封漏率。本發(fā)明為徑向受載型法蘭密封結(jié)構(gòu)，所需螺栓緊固載荷較小。密封結(jié)構(gòu)材料與腐蝕性介質(zhì)有著良好的長期相容性，且金屬碟形密封圈具有較好的抗應(yīng)力松弛能力，能夠滿足腐蝕性介質(zhì)長期加注貯存的密封需要。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種適用于長期貯存的雙道金屬碟形圈法蘭密封結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2是本發(fā)明的一種適用于長期貯存的雙道金屬碟形圈法蘭密封結(jié)構(gòu)的檢漏孔設(shè)置示意圖。

其中：1.凸法蘭，2.凹法蘭，3.金屬碟形圈，4.緊固件，5.檢漏孔。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行進一步描述。

如圖1所示，一種適用于長期貯存的雙道金屬碟形圈法蘭密封結(jié)構(gòu)，包括凸法蘭1、凹法蘭2、金屬蝶形圈3和緊固件4。凸法蘭1的下端面安裝在凹法蘭2的上端面上，凸法蘭1和凹法蘭2通過緊固件4固定連接。金屬蝶形圈3設(shè)置在凸法蘭1和凹法蘭2之間。

凸法蘭1的下端面的內(nèi)緣設(shè)置有向下的凸起，凹法蘭2的上端面的內(nèi)緣設(shè)置有向下的凹陷。凹法蘭2凹陷部分的直徑大于凸法蘭1凸起部分的直徑，使得凸法蘭1和凹法蘭2之間形成環(huán)形空隙，用于容納金屬碟形圈3。凸法蘭1的凸起部分可以為一級臺階形，對應(yīng)的凹法蘭2的凹陷部分也為一級臺階形，使得凸法蘭1和凹法蘭2之間形成一條環(huán)形空隙。凸法蘭1的凸起部分也可以為二級臺階形，對應(yīng)的凹法蘭2的凹陷部分也為二級臺階形，使得凸法蘭1和凹法蘭2之間形成二條環(huán)形空隙。

金屬碟形圈3整體為圓環(huán)形，橫截面為矩形，矩形的長邊與水平面的夾角為15度至45度。金屬碟形圈3共有一個或二個，位于凸法蘭1和凹法蘭2之間的環(huán)形空隙中，金屬碟形圈3將環(huán)形空隙完全密封。

緊固件4采用螺栓或螺釘結(jié)構(gòu)，用于將凸法蘭1和凹法蘭2固定連接。

如圖2所示，檢漏孔5開設(shè)在凹法蘭2的外表面上，沿徑向伸入至環(huán)形空 隙，用于檢測金屬碟形圈3的密封效果。

在本實施例中，凸法蘭1和凹法蘭2均采用鋁合金或不銹鋼材料制成。金屬碟形圈3和緊固件4均采用不銹鋼材料制成。

本發(fā)明主要從以下幾方面保證滿足腐蝕性介質(zhì)長期貯存的密封要求：

第一，所選用的金屬碟形圈、法蘭及緊固件的材料與腐蝕性介質(zhì)均有著良好的相容性，以滿足腐蝕性介質(zhì)長期貯存的需要；金屬碟形圈材料的線膨脹系數(shù)與法蘭材料的線膨脹系數(shù)相匹配，且系數(shù)相近，以適應(yīng)溫度交變工況的密封需要。

第二，所設(shè)計的密封結(jié)構(gòu)具有密封漏率極低的特點。彈性金屬密封具有漏率極低的特點，在設(shè)計上保證金屬碟形圈在裝配完成后具有合適的密封比壓，即其密封表面材料發(fā)生了一定的塑性流動以填充密封面上微觀的凹凸不平，從而消除了接觸面之間的泄漏通道。在介質(zhì)流動方向上布置了兩道金屬碟形密封圈，兩道密封互不影響、互為備份，不僅起到了密封冗余的作用，而且在兩道密封同時起作用的情況下，可進一步降低密封漏率；在兩道密封中間可以設(shè)置單獨的檢漏孔，可實時檢測任一道密封的密封性能。

第三，所設(shè)計的密封結(jié)構(gòu)具有緊固載荷小、在寬溫區(qū)條件下可重復(fù)使用的特點。金屬碟形密封圈在工作狀態(tài)下為軸向變形、徑向受載，因此所需軸向緊固載荷較?。凰x用的密封結(jié)構(gòu)材料在高、低溫工況下均能保證密封面的緊密性要求，且金屬密封圈的硬度一般低于法蘭材料的硬度，因此法蘭可滿足多次拆裝使用的要求。

第四，金屬碟形密封圈在使用過程中會發(fā)生應(yīng)力松弛，使用時間過長可能導(dǎo)致其密封面上的接觸應(yīng)力小于密封比壓，引起密封失效。所設(shè)計的金屬碟形 密封圈具有較好的剛度和穩(wěn)定性，其較好的回彈性可對松弛掉的應(yīng)力起到一定的補償作用，以滿足長期使用的需要。

上面結(jié)合實施例對本發(fā)明的實施方法作了詳細說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。本發(fā)明說明書中未作詳細描述的內(nèi)容均可以采用現(xiàn)有技術(shù)。