一种低温自密封连接器的制作方法

本发明涉及运载火箭加注设备相关技术领域，特别涉及一种低温自密封连接器。

背景技术：

低温自密封连接器主要用于低温介质槽罐、运载火箭低温贮箱等设备与低温介质输送管路之间的连接，其主要作用是连接低温阀门与低温软管，确保加注时的可靠密封、加注完成后可靠脱落、脱落后防止地面管路低温介质泄露等。在现有运载火箭领域的低温自密封连接器中，自密封的方式有两种，一种是配合被动式打开阀门使用的带顶杆的自密封连接器，连接器自密封由顶杆圆盘压紧连接器前端的端面密封实现，该自密封方式的流阻较大，适应于流量加注小的情况，且已不适用于目前主流的气动打开式阀门；另一种是自密封面设置在低温连接器介质输送腔内，自密封开启力由连接器介质输送腔外的球锁提供，该连接器周向外形尺寸庞大，在要求箭、地连接面不突出箭壁的情况下对箭体开口要求大，且对接时操作不便。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种低温自密封连接器，以解决现有的低温自密封连接器所存在的自密封方式流阻较大且不适用气动打开阀门，以及尺寸较大造成的对接操作不便的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种低温自密封连接器，包括地面部分和箭上部分，用于低温加注管路与箭上低温阀门之间的连接，所述地面部分包括：设于地面外壳体内的介质运输腔，所述介质运输腔内设有气路腔，所述气路腔内设有自密封控制组件，所述自密封控制组件的驱动输出端与自密封筒的第一端相接，所述自密封筒的第二端具有一自密封部，所述自密封部上设有自密封顶杆，所述自密封筒的第一端的外部设有第一密封弹簧，所述第一密封弹簧与固定设置在介质运输腔内的弹簧座相抵；

所述箭上部分包括：顶杆支撑座，所述顶杆支撑座一端固定于箭上内壳主体上，另一端用于与所述自密封顶杆接触以支撑所述自密封顶杆，所述箭上内壳体设于箭上外壳体内；

所述地面部分用于与所述低温加注管路通过法兰连接，所述箭上部分用于与所述箭上低温阀门通过法兰连接，所述介质运输腔与所述箭上内壳体通过箭上滑动法兰对接，所述地面部分的地面外壳体与所述箭上部分的箭上外壳体通过离合爪组件对接及锁紧；

自密封部用于与所述介质运输腔内台阶孔对接，实现的介质运输腔的密封；当所述气路腔内充气时，气体压力推动所述自密封控制组件，进而所述自密封控制组件驱动自密封筒带动所述自密封部克服密封弹簧的弹簧力远离箭上部分进而与台阶孔脱离，实现自密封面的开启。

较佳地，所述自密封控制组件包括顶杆、波纹管端盖及柔性波纹管，所述柔性波纹管的一端与顶杆相抵，另一端与所述波纹管端盖相抵，所述顶杆依次穿过所述柔性波纹管及所述波纹管端盖后与自密封筒相接触；

当所述气路腔内充气时，气体压力推动所述顶杆，进而压缩所述柔性波纹管，所述顶杆向所述波纹管端盖进行运动以驱动所述自密封筒。

较佳地，所述箭上内壳体内还包括：成型波纹管Ⅱ，所述成型波纹管Ⅱ分别与所述箭上滑动法兰及所述箭上内壳体焊接连接形成箭上腔，所述箭上滑动法兰套接在所述介质运输腔上，自密封面的开启后，输送介质时，所述介质运输腔内及箭上腔内的压力增大，成型波纹管Ⅱ伸长，推动所述箭上滑动法兰向所述介质运输腔所在方向运动。

较佳地，所述成型波纹管Ⅱ外套设有成型波纹管Ⅰ，所述成型波纹管Ⅰ的外侧套设有筒体Ⅰ。

较佳地，所述箭上内壳体远离地面部分一侧套设有成型波纹管Ⅲ，所述成型波纹管Ⅲ的外侧套设有筒体Ⅱ。

较佳地，所述第一密封弹簧外还套设有第二密封弹簧，所述第二密封弹簧的一端与所述自密封筒相接，另一端与弹簧座相抵；所述介质运输腔内的台阶孔与所述自密封部的对接处设有低温密封圈Ⅰ，所述第一密封弹簧、第二密封弹簧能够与提供轴向压力，以使所述自密封部与低温密封圈Ⅰ间密封。

较佳地，所述介质运输腔靠近箭上部分的一侧内壁上设有导向座，所述导向座通过螺栓与所述介质运输腔连接，所述自密封顶杆穿过所述导向座上的通孔后与所述顶杆支撑座接触。

较佳地，所述气路腔通过自密封控制管与气路管接头连接，所述自密封控制管经所述介质运输腔通向所述地面外壳体，所述气路管接头设于所述地面外壳体的外部。

较佳地，所述离合爪组件包括离合爪及气缸组件，所述离合爪用于在箭上部分与地面部分对接后，锁紧在所述箭上外壳体上，所述气缸组件与所述离合爪连接，用于驱动所述离合爪；所述离合爪组件设于所述地面外壳体外侧，所述离合爪组件与所述地面外壳体之间设有滑动法兰及固定法兰，所述固定法兰与所述地面外壳体固定连接，所述滑动法兰与所述离合爪组件固定连接，所述滑动法兰与所述固定法兰相对滑动连接。

较佳地，所述介质运输腔与所述箭上内壳体的相接位置处还设有低温密封圈Ⅱ，所述箭上外壳体与地面外壳体的相接处设有径向低温密封圈。

综上，本发明取得了低温连接器在介质输送腔内设置自密封及自密封控制组件，加注对接前由气体压缩自密封控制组件带动密封面开启，减小对接时操作负担，便于对接；地面部分与箭上部分通过两道低温密封确保密封可靠；连接器在加注过程中，可通过波纹管膨胀补偿连接器遇冷后的轴向尺寸收缩，确保密封可靠；地面部分与箭上部分分离后，能自动实现连接器地面介质输送腔自密封等有益效果。

附图说明

图1为优选实施例提供的低温自密封连接器二维结构半剖图；

图2为优选实施例提供的低温自密封连接器四分之一剖视图；

图3为优选实施例提供的低温自密封连接器外部结构图；

图4为优选实施例提供的低温自密封连接器中的箭上部分局部剖视图。

具体实施方式

为更好地说明本发明，兹以一优选实施例，并配合附图对本发明作详细说明，具体如下：

如图1、图3所示，本实施例提供的低温自密封连接器，包括地面部分A和箭上部分B，地面部分A和箭上部分B间具有一对接面C，该低温自密封连接器用于低温加注管路与箭上低温阀门之间的连接，具体地，地面部分A包括：设于地面外壳体3内的介质运输腔4，所述介质运输腔4内设有气路腔，所述气路腔内设有自密封控制组件，所述自密封控制组件的驱动输出端与自密封筒11的第一端相接，所述自密封筒11的第二端具有一自密封部，所述自密封部上设有自密封顶杆12，自密封筒11与自密封顶杆12间通过螺栓连接固定，可沿轴向滑动，实现自密封面的开启与关闭。自密封筒11的第一端的外部设有第一密封弹簧6，所述第一密封弹簧6与固定设置在介质运输腔4内的弹簧座5相抵。

第一密封弹簧6外还套设有第二密封弹簧7，所述第二密封弹簧7的一端与所述自密封筒11相接，另一端与弹簧座5相抵；所述介质运输腔4内的台阶孔与所述自密封部的对接处设有低温密封圈Ⅰ13，所述第一密封弹簧6、第二密封弹簧7能够与提供轴向压力，以保证自密封部与低温密封圈Ⅰ13间的密封。

自密封控制组件包括顶杆8、波纹管端盖9及柔性波纹管10，所述柔性波纹管10的一端与顶杆8相抵，另一端与所述波纹管端盖9相抵，所述顶杆8依次穿过所述柔性波纹管10及所述波纹管端盖9后与自密封筒11相接触。当气路腔内充气时，气体压力推动所述顶杆8，进而压缩所述柔性波纹管10，所述顶杆8向所述波纹管端盖9进行运动以驱动所述自密封筒11。

气路腔通过自密封控制管1与气路管接头2连接，所述自密封控制管1经所述介质运输腔4通向地面外壳体3，气路管接头2设于所述地面外壳体3的外部。

箭上部分包括：顶杆支撑座27，所述顶杆支撑座27一端固定于箭上内壳主体26上，另一端用于与所述自密封顶杆12接触以支撑所述自密封顶杆12，所述箭上内壳体26设于箭上外壳体21内。

箭上内壳体26内还包括：成型波纹管Ⅱ23，所述成型波纹管Ⅱ23分别与所述箭上滑动法兰19及所述箭上内壳体26焊接连接形成箭上腔，所述箭上滑动法兰19套接在所述介质运输腔4上，自密封面的开启后，输送介质时，所述介质运输腔4内及箭上腔内的压力增大，成型波纹管Ⅱ23伸长，推动所述箭上滑动法兰19向所述介质运输腔4所在方向运动。其中，成型波纹管Ⅱ23外套设有成型波纹管Ⅰ20，成型波纹管Ⅰ20的外侧套设有筒体Ⅰ22。

此外，箭上内壳体26远离地面部分一侧套设有成型波纹管Ⅲ25，成型波纹管Ⅲ25的外侧套设有筒体Ⅱ24。

地面部分A用于与低温加注管路通过法兰连接，箭上部分B用于与箭上低温阀门通过法兰连接，所述介质运输腔4与所述箭上内壳体26通过箭上滑动法兰19对接，所述地面部分的地面外壳体3与所述箭上部分的箭上外壳体21通过6组的离合爪组件28对接及锁紧。

介质运输腔4靠近箭上部分的一侧内壁上设有导向座16，所述导向座(16)通过螺栓与所述介质运输腔4连接，所述自密封顶杆12穿过所述导向座16上的通孔后与所述顶杆支撑座27接触。

离合爪组件28包括离合爪及气缸组件30，所述离合爪用于在箭上部分与地面部分对接后，锁紧在所述箭上外壳体21上，所述气缸组件30与所述离合爪连接，用于驱动所述离合爪；所述离合爪组件28设于所述地面外壳体(3)外侧，所述离合爪组件28与所述地面外壳体3之间设有滑动法兰14及固定法兰15，所述固定法兰15与所述地面外壳体3固定连接，所述滑动法兰14与所述离合爪组件28固定连接，所述滑动法兰14与所述固定法兰15相对滑动连接。

此外，介质运输腔4与所述箭上内壳体26的相接位置处还设有低温密封圈Ⅱ18，用于实现内部的端面密封，所述箭上外壳体21与地面外壳体3的相接处设有径向低温密封圈17，用于实现外部的径向密封。

自密封部用于与所述介质运输腔4内台阶孔对接，自密封部形成以自密封面，该自密封面与台阶孔的台阶处对接，实现的介质运输腔4的密封。

地面部分与箭上部分对接前，通过金属软管与气路管接头2连接供气，使得气路腔充气。而当所述气路腔内充气时，气体压力推动自密封控制组件，进而自密封控制组件驱动自密封筒11带动自密封部以克服第一密封弹簧6以及第二密封弹簧7的弹簧力远离箭上部分进而与台阶孔脱离，实现自密封面的开启，以便开启介质运输腔。而在地面部分与箭上部分对接后，可撤出控制气，此时由顶杆支撑座27为自密封杆12提供支撑力，来维持自密封面的开启。

参考图1、图2，所述的地面部分与箭上部分对接前，通过金属软管与气路管接头2连接供气，带动自密封控制组件压缩，顶杆8向右移动，带动自密封筒11克服弹簧力实现自密封面的开启。

参考图1、图2，所述的地面部分与箭上部分对接完成后，可撤除控制气，由顶杆支撑座27为自密封顶杆12提供支撑力，来实现自密封面的开启。

参考图1、图4，所述的成形波纹管Ⅱ23分别与箭上滑动法兰19、箭上内壳体主体26焊接成形，箭上滑动法兰19可相对于箭上内壳体主体26沿轴向远离方向滑动。所述的低温连接器输送介质时，内腔压力增大，成形波纹管Ⅱ23膨胀伸长，推动箭上滑动法兰19与地面部分靠紧确保密封可靠。

参考图1、图2，所述的地面部分与箭上部分之间设置两道低温密封圈：端面密封+径向密封，确保密封可靠。

综上，本发明取得了低温连接器在介质输送腔内设置自密封及自密封控制组件，减小连接器周向包络；加注对接前由气体压缩自密封控制组件带动密封面开启，减小对接时操作负担，便于对接；地面部分与箭上部分通过两道低温密封确保密封可靠；连接器在加注过程中，可通过波纹管膨胀补偿连接器遇冷后的轴向尺寸收缩，确保密封可靠；低温介质加注完成、地面部分与箭上部分分离后，能自动实现介质输送腔自密封、防止介质或蒸气泄露等有益效果。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，对本发明所做的变形或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述的权利要求的保护范围为准。