一种推进剂贮箱高致密、耐腐蚀破裂膜片密封结构的制作方法

文档序号:11427298阅读:237来源:国知局

本发明涉及一种推进剂贮箱破裂膜片密封方式,具体地说,是一种推进剂贮箱高致密、耐腐蚀破裂膜片密封结构。



背景技术:

武器动力系统通常需要具有机动、灵活的特点,因此武器动力领域在预包装技术方面有着普遍的要求,要求推进剂贮箱可长期加注和贮存推进剂。通过推进剂贮箱预包装技术的采用,省去了战前推进剂加注的时间,提升了部队的战时战备效率,加速了部队战时战斗力的形成。推进剂预包装使用的年限长达10年甚至更长,高可靠性的长期预包装技术直接影响武器装备的战斗值班以及战斗力的形成,交付的产品经过数年的长期贮存后,其发射可靠性必须还能够满足任务需求。

姿控动力系统采用破裂膜片密封方式隔离金属膜片贮箱与下游液路,使得系统简化,结构更为简单,同时又能保证加注推进剂后,在发动机工作前推进剂不会进入贮箱下游管路和发动机。在系统增压过程中,破裂膜片破裂使贮箱中的推进剂充填到液路管路。

破裂膜片为一次使用的零件,为姿控动力系统的单点故障,是不可测试项目,对系统的正常工作至关重要。若破裂膜片无法正常破裂,将会直接影响到飞行任务的成败;若其破裂压力过低,推进剂提前进入下游管路和发动机,姿控发动机的安全性降低;因此破裂膜片的可靠工作对系统正常工作有着重要影响。

目前破裂膜片与推进剂的接触状态为直接接触,长期接触会造成破裂膜片的化学腐蚀,因此很容易引起破裂膜片的局部破裂,造成破裂膜片的失效,随着姿控动力系统预包装年限的延长,目前破裂膜片的形式已无法满足预包装的要求,已成为动力武器系统研制和发展的瓶颈之一。



技术实现要素:

针对武器动力系统预包装年限的延长和现有破裂膜片密封方式不能满足姿控动力系统可靠性要求的现实,本发明提供了一种高致密、耐腐蚀纯铝破裂膜片密封方式。

本发明的目的通过以下技术方案来实现:一种高致密、耐腐蚀破裂膜片密封方式,该密封结构安装于推进剂贮箱的液路出口,包括破裂膜片、用于压紧破裂膜片的压环、提供破裂膜片密封预紧力的压紧螺母,推进剂贮箱的液路出口为内小外大的阶梯出口,与破裂膜片接触一面设置有密封水线,阶梯口的阔口段可旋装压紧螺母,密封时,破裂膜片在水线处本体变形起到密封作用。

优选地,破裂膜片为薄壁圆形平板结构,其厚度δ不大于0.5mm,制备破裂膜片的材料为纯铝1035、1050a、1060中的一种,破裂膜片的破裂压力为3±0.5mpa。

优选地,破裂膜片与推进剂接触的一面设置有非整圈的v型刻痕,刻痕处为密封方式的起爆点,v型刻痕角度为30°~60°,深度为0.2~0.25mm,破裂膜片开槽角度为250°~300°。

优选地,破裂膜片与推进剂接触的一面通过微弧氧化的方法制备了高致密、耐腐蚀的氧化物陶瓷涂层。

优选地,破裂膜片表面的氧化物陶瓷涂层其α-al2o3含量不低于30%。

优选地,破裂膜片表面的氧化物陶瓷涂层厚度≥5μm。

优选地,破裂膜片表面的氧化物陶瓷涂层与膜片基体的结合强度≥50mpa。

优选地,压环为圆环形结构,其厚度δ为2~5mm,制备压环的材料为不锈钢1cr18ni9ti、0cr18ni9、0cr17ni4cu4nb、0cr15ni7mo2al中的一种。

优选地,压紧螺母具有与旋装工具配合的结构,制备压紧螺母的材料为不锈钢1cr18ni9ti、0cr18ni9、0cr17ni4cu4nb、0cr15ni7mo2al中的一种。

优选地,压紧螺母通过旋装工具进行旋装时,所使用的力矩要求为50~60n·m。

与现有技术相比,本发明具有以下优点:

解决了现有破裂膜片与推进剂直接接触的形式,通过微弧氧化方法在破裂膜片与推进剂接触一面制备了高致密的氧化物陶瓷涂层,高致密涂层隔离了推进剂与破裂膜片本体,大大提高了破裂膜片的耐腐蚀性。使用本发明所述的破裂膜片密封方式可广泛应用于具有预包装要求的武器动力系统,提高动力武器系统的发射可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例推进剂贮箱高致密、耐腐蚀破裂膜片密封结构结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1所示,本发明实施例提供了一种推进剂贮箱高致密、耐腐蚀破裂膜片密封结构,密封结构安装于推进剂贮箱的液路出口,包括破裂膜片2、用于压紧破裂膜片的压环3、提供破裂膜片密封预紧力的压紧螺母4。推进剂贮箱的液路出口1为内小外大的阶梯出口,与破裂膜片2接触一面设置有密封水线,阶梯口的阔口段可旋装压紧螺母4,密封时,破裂膜片2在水线处本体变形起到密封作用。破裂膜片2为薄壁圆形平板结构,其厚度δ小大于0.5mm,制备破裂膜片2的材料为纯铝1035、1050a、1060中的一种,破裂膜片的破裂压力为3±0.5mpa。破裂膜片2与推进剂接触的一面设置有非整圈的v型刻痕,刻痕处为密封方式的起爆点,v型刻痕角度为30°~60°,深度为0.2~0.25mm,破裂膜片2开槽角度为250°~300°。破裂膜片2与推进剂接触的一面通过微弧氧化的方法制备了高致密、耐腐蚀的氧化物陶瓷涂层。破裂膜片2表面的氧化物陶瓷涂层其α-al2o3含量不低于30%、涂层厚度≥5μm、涂层与膜片基体的结合强度≥50mpa。压环3为圆环形结构,其厚度δ为2~5mm,制备压环3的材料为不锈钢1cr18ni9ti、0cr18ni9、0cr17ni4cu4nb、0cr15ni7mo2al中的一种。压紧螺母4具有与旋装工具配合的结构,制备压紧螺母4的材料为不锈钢1cr18ni9ti、0cr18ni9、0cr17ni4cu4nb、0cr15ni7mo2al中的一种。压紧螺母4通过旋装工具进行旋装时,所使用的力矩要求为50~60n·m。

本具体实施通过以下步骤制备:

步骤一:推进剂贮箱的液路出口1为内小外大的阶梯出口,与破裂膜片2接触一面设置有密封水线,阶梯口的阔口段可旋装压紧螺母4。

步骤二:破裂膜片2为薄壁圆形平板结构,其厚度δ不大于0.5mm,制备破裂膜片的材料为纯铝1035、1050a、1060中的一种。

步骤三:使用液压冲压方式成型圆形破裂膜片基体。使用液压压制的方式在破裂膜片基体的一面制备非整圈的v型刻痕,刻痕处为密封方式的起爆点,v型刻痕角度为30°~60°,深度为0.2~0.25mm,破裂膜片基体开槽角度为250°~300°。

步骤四:对破裂膜片基体进行超声波清洗和干燥处理。

步骤五:对破裂膜片基体存在刻痕的一面通过微弧氧化的方法制备高致密、耐腐蚀的氧化物陶瓷涂层。

步骤六:破裂膜片涂层制备完成后对破裂膜片2进行超声波清洗和干燥处理。

步骤七:使用xrd衍射法对陶瓷涂层中α-al2o3含量进行检测,要求α-al2o3含量不低于30%。使用金相法对涂层的厚度进行检测,要求涂层厚度≥5μm。使用拉伸法对涂层与基体的结合强度进行检测,要求涂层与基体的结合强度≥50mpa。

步骤八:压环3为圆环形结构,其厚度δ为2~5mm,制备压环3的材料为不锈钢1cr18ni9ti、0cr18ni9、0cr17ni4cu4nb、0cr15ni7mo2al中的一种。

步骤九:压紧螺母4具有与旋装工具配合的结构,制备压紧螺母4的材料为不锈钢1cr18ni9ti、0cr18ni9、0cr17ni4cu4nb、0cr15ni7mo2al中的一种。

步骤十:破裂膜片密封方式安装于贮箱液路出口1,液路出口1阶梯口的阔口段通过螺纹旋装有压紧螺母4,压紧螺母4通过压环3作用于破裂膜片2,破裂膜片2通过在水线处本体的变形起到密封作用。压紧螺母4通过旋装工具进行旋装时,所使用的力矩要求为50~60n·m。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。

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