一种耐推进剂的双道密封结构的制作方法

本发明属于运载火箭中输送推进剂管道的密封领域，尤其涉及一种适用于导弹、火箭及空间飞行器等的耐推进剂蒸汽的轴向双道密封结构。

背景技术：

目前常规液体运载火箭自生增压系统是从发动机蒸发器出口往贮箱输送高温高压推进剂蒸汽，与发动机连接管路密封基本采用球头喇叭口密封结构，属于硬金属密封，其密封形式为线密封，密封面加工要求高，表面粗糙度要求高，密封结构不可靠，容易发生泄漏，且重复拆装后球头喇叭口变形，也会影响密封。

因此，需要一种更可靠的密封结构，能够满足密封漏率要求。

技术实现要素：

本发明提供了一种耐推进剂的双道密封结构，密封结构简单，装配要求低，满足密封漏率要求，并具备重复使用和耐温度循环的能力。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种耐推进剂的双道密封结构，所述密封结构包括：接管嘴、管接头、外套螺母、o形圈、铜垫片；其中所述接管嘴的一端和所述管接头的一端分别与推进剂输送导管固定连接，所述接管嘴的另一端与所述管接头的另一端相互匹配，相匹配的位置形成第一锥形密封槽和第二密封槽，所述o形圈设置于所述第一锥形密封槽，所述铜垫片设置于所述第二密封槽；所述外套螺母套设于所述管接头并与所述接管嘴固定连接，保证所述铜垫片与所述o形圈压缩所需的轴向力。

优选地，所述管接头的第一端面和所述接管嘴的第二端面均设置槽，所述铜垫片压缩嵌入所述槽内，形成更加可靠密封；

其中，所述第一端面为与所述铜垫片一面接触的管接头的端面，所述第二端面为与所述垫片另一面接触的接管嘴的端面。

优选地，所述槽为v型槽，v型槽保持锐边，与铜垫片接触性好，密封效果更优异。

优选地，所述槽的高度为0.2-0.4mm，优选为0.3mm，相比其他高度能具备更好的垫片压缩容纳性及密封比压。

优选地，所述密封结构还包括保险丝和铅封，所述外套螺母上开设有第一保险孔，所述接管嘴上开设有第二保险孔，所述保险丝穿设于所述第一保险孔和所述第二保险孔，且所述保险丝穿设方向应使所述外套螺母和所述接管嘴相互拧紧方向，防止了外套螺母与接管嘴螺纹连接松动的问题，所述保险丝末端缠绕，所述铅封包覆于所述保险丝的末端缠绕，不应露出保险丝尖端，避免划伤其它产品。

优选地，所述o形圈的材质为耐高温耐推进剂的丁基胶和乙丙胶。

优选地，所述铜垫片为铜垫片加工后经过500-700℃的高温退火的垫片。

优选地，所述接管嘴和所述管接头的材质均为1cr18ni9ti不锈钢或2a14铝合金，保证接管嘴和管接头与推进剂输送导管具备良好的焊接性能；所述外套螺母的材质为布氏硬度更高的马氏体型不锈耐热钢2cr13。

优选地，所述o形圈的压缩率为10％-30％，o形圈设置在接管嘴和管接头形成的第一锥形密封槽，相互挤压保证密封圈的压缩率，因此o形圈的压缩率在上述范围内，可满足更可靠的密封要求。

优选地，所述铜垫片的压缩率为15％-25％，铜垫片设置在接管嘴和管接头形成的第二密封槽，管接头的第一端面与铜垫片一端面相接触，接管嘴的第二端面与铜垫片的另一端面相接触，工作时，铜垫片压缩嵌入管接头第一断面和接管嘴第二端面的槽内，铜垫片在满足上述范围的压缩率时，形成更可靠密封。

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

本发明包括接管嘴、管接头、外套螺母、o形圈和铜垫片，管接头和接管嘴的一端均与推进剂输送导管连接，两者的另一端相互配合，配合的位置形成第一锥形密封槽和第二密封槽，o形圈设置在第一锥形密封结构，铜垫片设置在第二密封结构，铜垫片和o形圈不仅可单独实现密封要求，而且两道密封互不影响、互为冗余，具有漏率极低和高可靠性的特点；采用铜垫片和o形圈作为密封元件，使得密封结构具备耐350℃高温能力，并且具备重复使用和耐高低温循环能力；

本发明通过外套螺母与接管嘴类似螺纹连接的固定连接，具有结构简单，安装方便，可重复使用特点；

本发明一优选实施例o形圈采用耐高温耐推进剂的丁基胶和乙丙胶，有良好的相容性，且铜垫片与o形圈均具有较好的抗应力松弛能力，能够满足推进剂加注后长期贮存停放的密封需求。

附图说明

图1为本发明的耐推进剂的双道密封结构的结构示意图；

图2为图1中i的局部放大图。

附图标记说明：1-接管嘴；2-管接头；3-外套螺母；4-o形圈；5-铜垫片；6-第二保险孔；7-第一保险孔；8-第二密封槽；9-第一锥形密封槽；10-第一端面；11-第二端面；12-槽。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种耐推进剂的双道密封结构作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。

参看图1，一种耐推进剂的双道密封结构，密封结构包括：接管嘴1、管接头2、外套螺母3、o形圈4、铜垫片5；其中接管嘴1的一端和管接头2的一端分别与推进剂输送导管固定连接，也就是如图1所示的管接头2的左端和接管嘴1的右端与推进剂输送导管固连，用于设置火箭推进剂输送管路分段和连接，接管嘴1和管接头2的材质可优选采用1cr18ni9ti不锈钢或2a14铝合金，保证与输送导管具备良好焊接性能；

接管嘴1的另一端与管接头2的另一端相互匹配，相匹配的位置形成第一锥形密封槽9和第二密封槽8，o形圈4设置于第一锥形密封槽9，相互挤压保证密封圈的压缩率，工作时，输送导管内压力进一步将o形圈4挤压至锥角，从而形成更高密封可靠性，o形圈4的压缩率优选为10％-30％，铜垫片5设置于第二密封槽8；

外套螺母3套设于管接头2并与接管嘴1固定连接，保证铜垫片5与o形圈4压缩所需的轴向力。具体实施时，管接头2左端穿过外套螺母3的开孔，外套螺母3与管接头2的台阶端面紧密接触，通过对外套螺母3施加拧紧力矩，管接头2第一端面和接管嘴1第二端面与铜垫片5两端面相互靠近最终贴合挤压，通过压缩位移使得铜垫片5产生轴向压缩和o形圈4径向压缩，并产生反向弹性，填充密封上微观间隙，消除泄露通道，实现了可靠密封。

本实施例包括接管嘴1、管接头2、外套螺母3、o形圈4和铜垫片5，管接头2和接管嘴1的一端均与推进剂输送导管连接，两者的另一端相互配合，配合的位置形成第一锥形密封槽9和第二密封槽8，o形圈4设置在第一锥形密封结构，铜垫片5设置在第二密封结构，铜垫片5和o形圈不仅可单独实现密封要求，而且两道密封互不影响、互为冗余，具有漏率极低和高可靠性的特点；采用铜垫片5和o形圈4作为密封元件，使得密封结构具备耐350℃高温能力，并且具备重复使用和耐高低温循环能力；

本实施例通过外套螺母3与接管嘴1螺纹连接，具有结构简单，安装方便，可重复使用特点。

优选实施方式，管接头2的第一端面10和接管嘴1的第二端面11均设置槽12，工作时，铜垫片5压缩嵌入管接头2第一端面10和接管嘴1第二端面11的槽12内，形成更加可靠密封；铜垫片5加工后优选进行500-700℃的高温退火，高温退火后铜垫片5变软更能起到紧固密封的效果；

其中，第一端面10为与铜垫片5一面接触的管接头2的端面，第二端面11为与铜垫片5另一面接触的接管嘴1的端面。

优选实施方式，槽12为v型槽，v型槽保持锐边，与铜垫片接触性好，密封效果更优异。

优选实施方式，槽12的高度为0.2-0.4mm，优选为0.3mm，相比其他高度，在0.2-0.4mm范围内的高度能具备更好的垫片压缩容纳性及密封比压。

优选实施方式，密封结构还包括保险丝和铅封，外套螺母3上开设有第一保险孔7，接管嘴1上开设有第二保险孔6，保险丝穿设于第一保险孔7和第二保险孔6，且保险丝穿设方向应使外套螺母3和接管嘴1相互拧紧方向，防止了外套螺母3与接管嘴1螺纹连接松动的问题，保险丝末端缠绕，铅封包覆于保险丝的末端缠绕，不应露出保险丝尖端，避免划伤其他产品。

优选实施方式，o形圈4的材质为耐高温耐推进剂的丁基胶和乙丙胶，具有良好的相容性和抗应力松弛能力，能够满足推进剂加注后长期贮存停放的密封需求。

优选实施方式，接管嘴1和管接头2的材质均为1cr18ni9ti不锈钢或2a14铝合金，保证接管嘴1和管接头2与推进剂输送导管具备良好的焊接性能；外套螺母3的材质为布氏硬度更高的马氏体型不锈耐热钢2cr13。

优选实施方式，铜垫片5的压缩率为15％-25％，铜垫片5设置在接管嘴1和管接头2形成的第二密封槽8，管接头2的第一端面10与铜垫片5一端面相接触，接管嘴1的第二端面11与铜垫片5的另一端面相接触，工作时，铜垫片5压缩嵌入管接头2第一断面和接管嘴1第二端面11的槽内，铜垫片5在满足上述范围的压缩率时，形成更可靠密封。

使用实例：采用通径30mm的接管嘴1和管接头2，接管嘴1和管接头2采用1cr18ni9ti不锈钢制成，采用小径1.8mm的丁基胶和乙丙胶o形圈4及高1.5mm的铜垫片5作为双道密封元件，对m48×1.5的螺纹施加160nm拧紧力矩，在压力2mpa及350℃工作环境下本双道密封结构不泄漏，并具备重复使用和耐-40℃～350℃温度循环能力。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明做出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。