論說了航天發(fā)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(gòu)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(fā)動機閥門的要害技能,也是各行各業(yè)(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(zhì)中運用的閥門,保證在閥門開關(guān)調(diào)理動作中零走漏,是閥門研發(fā)、規(guī)劃和運用的難點和要害,也是保證航天液體火箭發(fā)動機體系、航空、艦艇、石油和化工等介質(zhì)輸送體系作業(yè)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(jìn)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(fā)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(fā)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(fā)動機閥門研發(fā)成功。多年來, 4個類型液氫液氧火箭發(fā)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(fā)動機閥門運用中占有了適當(dāng)主要的位置。
2、金屬波紋管動密封
2.1、構(gòu)造
閥門中的金屬波紋管動密封是經(jīng)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(gòu)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(jìn)行拉伸或緊縮,隔絕氣控腔和介質(zhì)腔之間的走漏,起零走漏動密封的效果,并承受著介質(zhì)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(jīng)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(zhì)壓力的驅(qū)動,使閥瓣移動起開、關(guān)和調(diào)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(jié)語
液氫和液氧火箭發(fā)動機閥門的研發(fā)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(fā)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(yōu)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(fā)動機閥門, 也可運用于通常液體火箭發(fā)動機閥門, 不只可用于國防(火箭、導(dǎo)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(zhì)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(gòu)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。
