論說了航天發動機閥門中金屬波紋管動密封零走漏技能的密封原理。介紹了金屬波紋管動密封的構成、加工、實驗以及在航天閥門中低溫、高壓、高溫工況下的運用。
1、概述
零走漏的金屬波紋管動密封技能不只是液體火箭發動機閥門的要害技能,也是各行各業(航天、航空、艦艇、石油和化工等)運用閥門的要害技能。特別是在低溫、高溫、高壓、有毒及腐蝕性的介質中運用的閥門,保證在閥門開關調理動作中零走漏,是閥門研發、規劃和運用的難點和要害,也是保證航天液體火箭發動機體系、航空、艦艇、石油和化工等介質輸送體系作業安全牢靠的難點和要害。由于金屬波紋管動密封技能能完成動密封的零走漏,機械式動密封難于完成零走漏,所以很多國家在航天技能閥門范疇、閥門技能范疇都進行了金屬波紋管動密封技能的很多研討和運用。
我國從70年代開端,在航天的液體火箭發動機閥門上運用金屬波紋管動密封技能,特別是液氫液氧火箭發動機閥門選用了金屬波紋管動密封技能后,取得了多個類型火箭發動機閥門研發成功。多年來, 4個類型液氫液氧火箭發動機的多種閥門中選用金屬波紋管從8種已增加到約30種,零走漏的金屬波紋管動密封在液氫液氧火箭發動機閥門運用中占有了適當主要的位置。
2、金屬波紋管動密封
2.1、構造
閥門中的金屬波紋管動密封是經過金屬波紋管組合件完成動密封。金屬波紋管組合件通常由金屬波紋管、法蘭連接件和蓋連接件構成(圖1) 。金屬波紋管靠波紋管彈性薄板資料的強度和彈性,在金屬波紋管組合件中與閥瓣一同移動時進行拉伸或緊縮,隔絕氣控腔和介質腔之間的走漏,起零走漏動密封的效果,并承受著介質腔和氣控腔的壓力差的效果。最常用的波紋管方式是多層U形金屬波紋管,圖2是常用三層U形金屬波紋管的剖視立體圖。金屬波紋管組合件經過法蘭盤連接件與閥門殼體連接成一體。蓋連接件與閥瓣直接或直接相連,靠氣控或介質壓力的驅動,使閥瓣移動起開、關和調理效果。3個金屬零件由手藝或自動氬弧焊焊接、電子束焊焊接和錫焊焊接等。
5、結語
液氫和液氧火箭發動機閥門的研發證明, 金屬波紋管動密封技能是保證低溫、高壓、高溫的火箭發動機閥門零走漏動密封要害技能, 是有效和牢靠的閥門動密封技能。
(1) 金屬波紋管動密封相對機械式密封, 具有零走漏、無接觸、無沖突和無磨損等優點, 在低溫技能范疇中是牢靠和安全的閥門動密封。
(2) 金屬波紋管動密封不只可用于液氫液氧火箭發動機閥門, 也可運用于通常液體火箭發動機閥門, 不只可用于國防(火箭、導彈、艦艇和原子能) 閥門, 也可用于民用(石油、化工、水力、煤炭) 閥門中, 完成零走漏。
(3) 除在低溫技能范疇外, 在特殊工況下的高溫、有毒和腐蝕等介質閥門中運用時, 金屬波紋管動密封也是牢靠和安全的動密封構造。
(4) 雙曲率肋式波紋管和S 形波紋管是兩種有運用價值和有運用出路的閥門零走漏動密封元件。
