论说了航天发动机阀门中金属波纹管动密封零走漏技能的密封原理。介绍了金属波纹管动密封的构成、加工、实验以及在航天阀门中低温、高压、高温工况下的运用。
1、概述
零走漏的金属波纹管动密封技能不只是液体火箭发动机阀门的要害技能,也是各行各业(航天、航空、舰艇、石油和化工等)运用阀门的要害技能。特别是在低温、高温、高压、有毒及腐蚀性的介质中运用的阀门,保证在阀门开关调理动作中零走漏,是阀门研发、规划和运用的难点和要害,也是保证航天液体火箭发动机体系、航空、舰艇、石油和化工等介质输送体系作业安全牢靠的难点和要害。由于金属波纹管动密封技能能完成动密封的零走漏,机械式动密封难于完成零走漏,所以很多国家在航天技能阀门范畴、阀门技能范畴都进行了金属波纹管动密封技能的很多研讨和运用。
我国从70年代开端,在航天的液体火箭发动机阀门上运用金属波纹管动密封技能,特别是液氢液氧火箭发动机阀门选用了金属波纹管动密封技能后,取得了多个类型火箭发动机阀门研发成功。多年来, 4个类型液氢液氧火箭发动机的多种阀门中选用金属波纹管从8种已增加到约30种,零走漏的金属波纹管动密封在液氢液氧火箭发动机阀门运用中占有了适当主要的位置。
2、金属波纹管动密封
2.1、构造
阀门中的金属波纹管动密封是经过金属波纹管组合件完成动密封。金属波纹管组合件通常由金属波纹管、法兰连接件和盖连接件构成(图1) 。金属波纹管靠波纹管弹性薄板资料的强度和弹性,在金属波纹管组合件中与阀瓣一同移动时进行拉伸或紧缩,隔绝气控腔和介质腔之间的走漏,起零走漏动密封的效果,并承受着介质腔和气控腔的压力差的效果。最常用的波纹管方式是多层U形金属波纹管,图2是常用三层U形金属波纹管的剖视立体图。金属波纹管组合件经过法兰盘连接件与阀门壳体连接成一体。盖连接件与阀瓣直接或直接相连,靠气控或介质压力的驱动,使阀瓣移动起开、关和调理效果。3个金属零件由手艺或自动氩弧焊焊接、电子束焊焊接和锡焊焊接等。
5、结语
液氢和液氧火箭发动机阀门的研发证明, 金属波纹管动密封技能是保证低温、高压、高温的火箭发动机阀门零走漏动密封要害技能, 是有效和牢靠的阀门动密封技能。
(1) 金属波纹管动密封相对机械式密封, 具有零走漏、无接触、无冲突和无磨损等优点, 在低温技能范畴中是牢靠和安全的阀门动密封。
(2) 金属波纹管动密封不只可用于液氢液氧火箭发动机阀门, 也可运用于通常液体火箭发动机阀门, 不只可用于国防(火箭、导弹、舰艇和原子能) 阀门, 也可用于民用(石油、化工、水力、煤炭) 阀门中, 完成零走漏。
(3) 除在低温技能范畴外, 在特殊工况下的高温、有毒和腐蚀等介质阀门中运用时, 金属波纹管动密封也是牢靠和安全的动密封构造。
(4) 双曲率肋式波纹管和S 形波纹管是两种有运用价值和有运用出路的阀门零走漏动密封元件。