一种高温减压阀用组合式密封组件的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种高温减压阀用组合式密封组件，包括阀体、压环和膜片，阀体套装在压环上，所述膜片固定在压环与阀体接触端的表面，所述膜片上镀有软金属层，压环的一端通过膜片与阀体贴合，所述软金属层与阀体紧密贴合且形成第一道密封。本实用新型提供一种高温减压阀用金属膜片密封结构，该结构应能密封膜片与减压阀阀体之间的密封通道，并能够适应短时的高温工作条件，一次工作后经过维护可以重复使用。
【专利说明】—种高温减压阀用组合式密封组件
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种高温减压阀用组合式密封组件，适用于燃气姿控系统高温减压阀金属膜片部位的密封，具有短时耐高温、密封性好，经过简单维护后即可重复使用等优势。
【背景技术】
[0002]燃气姿控发动机的高温(气体)减压阀存在于各种高温气体介质工作系统中，用于调节和稳定系统压力。高温(气体)减压阀作为系统的压力调节组件，其性能直接影响系统的工作性能及可靠性。受到高温使用条件的限制，减压阀敏感元件多采用金属膜片。为实现膜片处的可靠密封，避免低压腔泄漏影响减压阀性能，提出一种镀层-金属-非金属三重组合式膜片密封结构。
【发明内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是:提供一种高温减压阀用金属膜片密封结构，该结构应能密封膜片与减压阀阀体之间的密封通道，并能够适应短时的高温工作条件，一次工作后经过维护可以重复使用。
[0004]本实用新型的技术解决方案是:
[0005]高温减压阀用组合式密封组件，其特殊之处在于:包括阀体、压环和膜片，阀体套装在压环上，所述膜片固定在压环与阀体接触端的表面，所述膜片上镀有软金属层，压环的一端通过膜片与阀体贴合，所述软金属层与阀体紧密贴合且形成第一道密封。
[0006]上述阀体上设置有台阶，所述台阶位于第一道密封的密封面外缘处，所述压环上设置有凸肩，所述凸肩与台阶相适配且形成环形腔体，所述环形腔体内填充有密封材料形成第二道密封。
[0007]上述压环外侧壁上设置有密封槽，所述密封槽内安装有密封填料，形成第三道密封。
[0008]上述膜片通过电子束焊固定在压环上。
[0009]上述密封填料为密封圈，密封材料为软金属垫片。
[0010]上述软金属层的材料为金、银或铜；所述软金属垫片材料为铜或铝；密封圈材料为橡胶F207。
[0011]本实用新型与现有的技术相比具有如下优点:
[0012]该密封结构可以适应短时高温工作条件，具有结构简单、密封性好、可重复使用的优势；三道密封均具有独立的密封功能，组合在一起可以实现更好的密封效果，其中第一道密封为该结构的关键，利用在膜片端面直接镀覆软金属，膜片与阀体压紧后即实现密封，构思新颖、结构简单、实施便捷、性能可靠。
【专利附图】
【附图说明】[0013]图1是本实用新型高温减压阀用组合式密封组件的结构示意图。
[0014]其中附图标记为:1-软金属层，2-环形腔体，3-密封圈，4-台阶，5-凸肩，6-密封槽，7-压环，8-膜片，9-电子束焊，10-阀体。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示高温减压阀用组合式密封组件，包括阀体10、压环7和膜片8，阀体10套装在压环7上，膜片8固定在压环7与阀体10接触端的表面，膜片8上镀有软金属层1，压环7的一端通过膜片8与阀体10贴合，软金属层与阀体紧密贴合且形成第一道密封。阀体10上设置有台阶4，台阶4位于第一道密封的密封面外缘处，压环上设置有凸肩5，凸肩与台阶相适配且形成环形腔体2，环形腔体2内填充有密封材料形成第二道密封。压环外侧壁上设置有密封槽6，密封槽6内安装有密封填料，形成第三道密封。膜片通过电子束焊9固定在压环上。密封填料为密封圈3，密封材料为软金属垫片。
[0016]本实用新型的技术原理是:该密封结构由三道功能独立的密封结构组成，三道密封互为冗余。第一道密封为软金属层，镀层镀覆在膜片的上端面外圆，装配力矩使镀层发生轴向压缩，密封阀体与膜片上端面之间泄漏通道；第二道密封为软金属垫片，垫片安装在阀体与膜片组件(压环)的轴向上，利用台阶结构压紧，对第一道密封起到冗余作用；第三道密封为非金属O形密封圈，密封圈安装在阀体与膜片(组件)的轴向上，利用密封圈的径向压缩起到第三道冗余密封作用。
[0017]装配关系及功能实现:膜片组件包括金属膜片和压环，将两个零件利用电子束焊连接，这样膜片上下端面之间无泄漏通道，只需对膜片上端面进行密封即可。实际应用过程中，如图1所示，膜片组件安装在阀体内，高温(> 700K)燃气作用在膜片上端面，膜片的上端面以及压环的外圆柱面与阀体之间形成了膜片组件与阀体之间的泄漏通道。为阻断该泄漏通道，依次设计了三道密封结构，以期实现更好的密封效果。第一道密封在膜片上端面与阀体压紧处，采用在膜片上镀覆软金属层的方法，与阀体装配后，依靠软金属层的轴向压缩量实现密封；第二道密封2在膜片组件(压环)与阀体内孔配合处，由台阶结构压紧一软金属垫片，利用软金属垫片的轴向变形量实现密封；第三道密封也在膜片组件(压环)与阀体内孔配合面，由密封槽压紧一 O形非金属密封圈，利用密封圈的径向压缩量实现密封。增压系统实际工作过程一般持续约10-20min，前两道金属密封阻挡了大部分泄漏燃气，第三道非金属密封处仅有极少量泄漏，工质造成的热量传递很小，因此该处短时不存在高温工作环境。上述三道功能独立的密封互为冗余结构，组合实现了短时耐高温和良好的密封性能。
[0018]零件及结构设计方面:软金属层可采用金、银、铜等易产生塑性变形的金属材料，镀层应具备一定的厚度，可以采用沉积或电镀的工艺方法实现。软金属垫片的材料应采用铜、铝等易产生塑性变形的金属材料，通过尺寸链设计保证装配后镀层和金属垫片都具有一定的变形量。
[0019]应用于某高温(燃气)减压阀的实施实例如下:
[0020]在某新型燃气增压系统减压阀的方案设计中采用了该膜片密封结构结构。根据设计要求，减压阀的工作介质为高温燃气，入口压力2.6-5MPa，额定出口压力为1.2MPa，流量范围0-3.6L/s，燃气温度氺700K,出口压力偏差不大于10%，关闭压力术1.4，膜片材料为高温合金，膜片组件外径Φ45πιπι，在膜片组件上端面Φ39-Φ45πιπι内电镀银，抛光后保证镀层厚度约为0.1mm。金属垫片采用1035铝，O形密封圈采用橡胶F207。经生产及试验验证，采用该膜片密封结构，减压阀性能满足设计要求，低压腔膜片处外泄漏量为O泡/IOmin ;使用后更换垫片与O形密封圈后，可重复使用。
[0021]本领域技术人员可以根据不同的设计要求和设计参数在不偏离权利要求所界定的结构的情况下进行各种增补、改进和更换，因此，本实用新型是广泛的。
【权利要求】
1.高温减压阀用组合式密封组件，其特征在于:包括阀体、压环和膜片，阀体套装在压环上，所述膜片固定在压环与阀体接触端的表面，所述膜片上镀有软金属层，压环的一端通过膜片与阀体贴合，所述软金属层与阀体紧密贴合且形成第一道密封。
2.根据权利要求1所述的高温减压阀用组合式密封组件，其特征在于:所述阀体上设置有台阶，所述台阶位于第一道密封的密封面外缘处，所述压环上设置有凸肩，所述凸肩与台阶相适配且形成环形腔体，所述环形腔体内填充有密封材料形成第二道密封。
3.根据权利要求1或2所述的高温减压阀用组合式密封组件，其特征在于:所述压环外侧壁上设置有密封槽，所述密封槽内安装有密封填料，形成第三道密封。
4.根据权利要3所述的高温减压阀用组合式密封组件，其特征在于:所述膜片通过电子束焊固定在压环上。
5.根据权利要4所述的高温减压阀用组合式密封组件，其特征在于:所述密封填料为密封圈，密封材料为软金属垫片。
6.根据权利要5所述的高温减压阀用组合式密封组件，其特征在于:所述软金属层的材料为金、银或铜；所述软金属垫片材料为铜或铝；密封圈材料为橡胶F207。
【文档编号】F16K51/00GK203421242SQ201320397396
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年7月4日 优先权日:2013年7月4日
【发明者】宋会玲, 董万峰, 孙亮, 罗大亮, 曾维亮, 白少卿, 张思坤, 张萍 申请人:中国航天科技集团公司第六研究院第十一研究所