[發明專利]超低溫高壓動密封結構

有效

• 申請號: 201210524489.3
• 申請日: 2012-12-08
• 公開（公告）號: CN103016744A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 謝寧;雷恒;程亞威;陳維宇;賈景衛;馮軍華;王志永
• 申請（專利權）人: 中國航天科技集團公司第六研究院第十一研究所
• 主分類號: F16J15/46
• 分類號: F16J15/46;F16K51/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 張倩

技術領域

本發明涉及一種超低溫高壓動密封結構設計，可以滿足在超低溫工作環境下對高壓介質的密封。

背景技術

在液氧煤油發動機上，發動機工作壓力高，工作介質溫度低，密封性要求嚴，傳統金屬－非金屬密封型式中的非金屬在超低溫工作環境下已不能有效密封，為此特研制了滿足超低溫高壓密封的薄壁金屬彈性自緊式密封結構，采用薄壁金屬密封凸臺表面鍍金結構型式，鍍金層則起到提高密封性能和減小摩擦力的作用。

發明內容

為了解決現有的密封結構工作在壓力高、工作介質溫度低的環境下容易失效的技術問題，本發明提供一種超低溫高壓動密封結構，本發明能夠滿足密封性要求嚴的閥門。

本發明的技術解決方案：

超低溫高壓動密封結構，其特殊之處在于：包括支撐座以及固定在支撐座上的薄壁金屬筒，所述支撐座固定在閥芯桿端面上，所述支撐座、薄壁金屬筒和閥芯桿4之間形成高壓腔5，所述高壓腔內充有高壓氣體。

上述薄壁金屬筒的外側壁上設置有凸臺。

上述薄壁金屬筒的外側設置有鍍金層。

上述薄壁金屬筒的壁厚為0.1-0.6mm。

上述高壓腔內的高壓氣體壓力為23±1MPa。

本發明與現有技術相比的優點為：

1、本發明利用薄壁金屬筒在高壓下形變的特點，實現密封。在不同溫度下，尤其超低溫下動密封摩擦力穩定；動密封結構的溫度補償能力很強，工作溫度可以從常溫到超低溫，能夠可靠地保證閥芯往復運動時對控制氦氣的有效密封。

2、鍍金層起到潤滑作用，可提高密封性能和減小摩擦力的作用，提高了使用壽命。

3、本發明目前已應用在液氧煤油發動機液氧系統的閥門中，通過檢查試驗、典試及發動機試車驗證，表明結構合理、性能可靠。

附圖說明

圖1為本發明密封結構的示意圖；

圖2為本發明密封結構與閥座、閥芯的裝配示意圖。

具體實施方式

如圖1、2所示結構形式，是本發明的一個優選實施例。超低溫高壓動密封結構，包括支撐座以及固定在支撐座上的薄壁金屬筒，薄壁金屬筒的外側設置有鍍金層。

密封結構通過連接螺釘9密封固定在閥芯桿4上，薄壁金屬筒2、支撐座1與閥芯桿4之間形成高壓腔5，薄壁金屬筒2在壓力作用下發生形變與閥座8內壁形成動密封面6，支撐座與閥芯桿之間形成靜密封面7。為了通過減小接觸面積，減小摩擦，一般在薄壁金屬筒上設置有凸臺3，凸臺與閥座之間形成動密封面。一般薄壁金屬筒的厚度為0.1-0.6mm較佳。

為了提高密封性能和減小摩擦力的作用，提高了使用壽命，在薄壁金屬管外側設置有鍍金層10，起潤滑作用。

本發明的原理：采用了薄壁金屬筒自緊式密封結構，即鍍金全金屬皮碗結構（見圖1、圖2），金屬薄壁筒在高壓腔氣體壓力（23MPa）作用下產生變形，與殼體間形成密封，由于密封件的裝配過盈量較大，并且密封件與相配合部分的材料相同，因此這種動密封結構的溫度補償能力很強，工作溫度可以從常溫到超低溫，能夠可靠地保證閥芯往復運動時對控制氦氣的有效密封，鍍金層10則起到提高密封性能和減小摩擦力的作用。

合理選取裝配過盈量，保證不同溫度下，尤其超低溫下動密封摩擦力的穩定性；合理選取裝配過盈量、密封凸臺高度、粗糙度及形位要求，保證動密封的密封性能；采用表面鍍金進行潤滑，達到降低摩擦力，防止在高壓下密封面貼合和劃傷，提高動密封的壽命。