一种记忆合金圈密封装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种记忆合金圈密封装置，该装置主要包括外筒、记忆合金圈和端盖，记忆合金圈分为外记忆合金圈和内记忆合金圈。升温相变时，记忆合金圈变为高温相形状，外记忆合金圈的形状整体收缩，内记忆合金圈的形状整体涨大，可对薄壁外筒装置内的液体或气体介质实现密封作用。降温相变时，记忆合金圈变为低温相形状，外记忆合金圈的形状整体涨大，内记忆合金圈的形状整体收缩，可对密封装置进行自由拆卸。密封状态下，外记忆合金圈和内记忆合金圈在薄壁外筒内外表面上产生的合力理论值为零，可以避免薄壁外筒单侧受力变形带来的泄漏风险。本发明的记忆合金圈密封装置密封寿命长，且不会降低薄壁外筒装置内的介质密封效果。
【专利说明】
一种记忆合金圈密封装置
技术领域
[0001]本发明属于密封技术领域，具体涉及一种记忆合金圈密封装置。
【背景技术】
[0002]目前，针对薄壁外筒装置内的液体介质或气体介质的密封方式主要有二种，其一，内置弹性橡胶圈密封方式。首先，将弹性橡胶圈放入轴类零件的径向密封沟槽内；然后，将轴类零件和弹性橡胶圈一同塞入薄壁外筒内孔，在薄壁外筒内圆柱面上实现径向接触密封。当径向接触压力过大时，将会导致薄壁外筒密封界面处内侧受力变形产生泄漏风险，同时，随着时间的延长，弹性橡胶圈寿命老化后径向接触力降低，亦会产生泄漏风险，这些后果都会降低其密封性能。其二，外置记忆合金圈密封方式，此种记忆合金通常为单程记忆效应的合金。首先，在低温状态下将外置记忆合金圈内孔扩大;然后，将外置记忆合金圈套装于两段薄壁外筒对接界面位置;最后，对外置记忆合金圈加热，当其产生升温相变时，形状整体收缩，在薄壁外筒外圆柱面上实现径向接触密封。当径向接触压力过大时，将会导致薄壁外筒密封界面处外侧受力变形产生泄漏风险，这会降低其密封性能。在专利CN2828507和US6498952中，均提出了利用记忆合金的温度记忆效应作为驱动力进行弹性橡胶圈的装配，其发明思想为，在记忆合金和被连接管之间装配弹性橡胶圈，当温度超过常温产生升温相变时，记忆合金收缩为预定的形状，产生的收缩力将弹性橡胶圈外形尺寸压缩，在被连接管外圆柱面上实现径向接触密封。但是，这些专利所涉及的密封方式主要适用于厚壁被连接管，而无法适用于薄壁外筒装置的密封。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供了一种记忆合金圈密封装置。
[0004]本发明的记忆合金圈密封装置，包括外筒、记忆合金圈和端盖，其特点是:所述的记忆合金圈分为外记忆合金圈和内记忆合金圈，外筒为圆筒形，圆筒的一端用端盖密封，另一端开放，夕卜筒的内表面套装内记忆合金圈，夕卜表面套装外记忆合金圈；
所述的外记忆合金圈形状收缩后与外筒的外圆柱表面I及端盖的外圆柱表面Π紧密接触，外记忆合金圈形状涨大后与外筒的外圆柱表面I及端盖的外圆柱表面π完全脱离，内记忆合金圈形状涨大后与外筒的内圆柱表面I及端盖的内圆柱表面π紧密接触，内记忆合金圈形状收缩后与外筒的内圆柱表面I及端盖的内圆柱表面π完全脱离；
所述的外记忆合金圈和内记忆合金圈材料是具有双程记忆效应的形状记忆合金。
[0005]所述的形状记忆合金为镍钛基记忆合金，镍钛基记忆合金中各组分的重量百分比为:
钛 35%?38%;
镍 47%?52%;
银 I3%?15%。
[0006]所述的外记忆合金圈从室温环境进行升温相变时，形状会整体收缩，变为高温相形状;外记忆合金圈从室温环境进行降温相变时，形状会整体涨大，变为低温相形状。
[0007]所述的内记忆合金圈从室温环境进行升温相变时，形状会整体涨大，变为高温相形状；内记忆合金圈从室温环境进行降温相变时，形状会整体收缩，变为低温相形状。
[0008]本发明的记忆合金圈密封装置原理为:升温相变时，记忆合金圈变为高温相形状，其中，外记忆合金圈的形状整体收缩，内记忆合金圈的形状整体涨大，从而可对薄壁外筒装置内的液体或气体介质实现密封作用。降温相变时，记忆合金圈变为低温相形状，其中，夕卜记忆合金圈的形状整体涨大，内记忆合金圈的形状整体收缩，从而可对密封装置进行自由拆卸。
[0009]本发明的记忆合金圈密封装置利用形状记忆合金的双程记忆效应实现薄壁外筒装置的密封连接和自由拆卸。一方面，从室温环境开始升温，当达到记忆合金的高温相变点时，外记忆合金圈的形状整体收缩，内记忆合金圈的形状整体涨大，从而可对薄壁外筒装置内的液体或气体介质实现密封作用。另一方面，从室温环境开始降温，当达到记忆合金的低温相变点时，外记忆合金圈的形状整体涨大，内记忆合金圈的形状整体收缩，从而可对密封装置进行自由拆卸。密封状态下，该装置的外记忆合金圈和内记忆合金圈在薄壁外筒对接界面处产生的合力理论值为零，可以避免薄壁外筒单侧受力变形带来的泄漏风险，在保证密封效果的同时避免了使用弹性橡胶圈带来的寿命老化问题，有效延长了密封装置的使用寿命O
[0010]本发明的记忆合金圈密封装置是一种适用于薄壁外筒的记忆合金圈密封装置。本发明的记忆合金圈密封装置利用合金材料的记忆合金圈实现薄壁外筒装置内的液体介质或气体介质的密封，在密封状态下，外记忆合金圈和内记忆合金圈在薄壁外筒对接界面处产生的合力理论值为零，从而可以避免薄壁外筒单侧受力变形带来的泄漏风险，同时，也避免了弹性橡胶圈寿命老化后径向接触力降低带来的泄漏隐患。
【附图说明】
[0011]图1为本发明的记忆合金圈密封装置的密封装配状态剖视图；
图2为本发明的记忆合金圈密封装置的自由装配状态剖视图。
[0012]图中，1.外筒11.内圆柱表面I 12.外圆柱表面I 13.对接界面I 2.外记忆合金圈3.内记忆合金圈4.端盖41.内圆柱表面Π 42.外圆柱表面Π 43.对接界面Π O
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图详细说明本发明。
[0014]如图1、图2所示，本发明的记忆合金圈密封装置，包括外筒1、记忆合金圈和端盖4，所述的记忆合金圈分为外记忆合金圈2和内记忆合金圈3，外筒I为圆筒形，圆筒的一端用端盖4密封，另一端开放，外筒I的内表面套装内记忆合金圈3，外表面套装外记忆合金圈2;
所述的外记忆合金圈2形状收缩后与外筒I的外圆柱表面112及端盖4的外圆柱表面Π42紧密接触，外记忆合金圈2形状涨大后与外筒I的外圆柱表面112及端盖4的外圆柱表面Π42完全脱离，内记忆合金圈3形状涨大后与外筒I的内圆柱表面111及端盖4的内圆柱表面Π41紧密接触，内记忆合金圈3形状收缩后与外筒I的内圆柱表面111及端盖4的内圆柱表面Π41完全脱离；
所述的外记忆合金圈2和内记忆合金圈3材料是具有双程记忆效应的形状记忆合金，具体为镍钛基记忆合金，镍钛基记忆合金的典型成分为，钛的重量百分比为35%?38%，镍的重量百分比为47%?52%，铌的重量百分比为13%?15%。此种镍钛基记忆合金可以进行高温相变形状收缩及低温相变形状涨大的记忆形状训练，也可以进行高温相变形状涨大及低温相变形状收缩的记忆形状训练。
[0015]所述的外记忆合金圈2从室温环境进行升温相变时，形状会整体收缩，变为高温相形状;从室温环境进行降温相变时，形状会整体涨大，变为低温相形状。
[0016]所述的内记忆合金圈3从室温环境进行升温相变时，形状会整体涨大，变为高温相形状；内记忆合金圈3从室温环境进行降温相变时，形状会整体收缩，变为低温相形状。
[0017]图1中，室温环境的温度介于200C-300C，对外记忆合金圈2和内记忆合金圈3进行局部加热，当外记忆合金圈2和内记忆合金圈3的温度从室温达到高温相变点时，外记忆合金圈2的形状整体收缩，内记忆合金圈3的形状整体涨大，从而可对薄壁外筒装置内的液体或气体介质实现密封作用。
[0018]图2中，室温环境的温度介于20°030°C，对外记忆合金圈2和内记忆合金圈3进行局部降温，当外记忆合金圈2和内记忆合金圈3的温度从室温达到低温相变点时，外记忆合金圈2的形状整体涨大，内记忆合金圈3的形状整体收缩，解除密封状态，从而可对密封装置进行自由拆卸。
[0019]本发明的记忆合金圈密封装置利用形状记忆合金的双程记忆效应实现了薄壁外筒装置的密封连接和自由拆卸，密封装配状态下，该装置的外记忆合金圈2在外筒I对接界面113和端盖4对接界面Π 43处产生向内的压缩力F，内记忆合金圈3在外筒I对接界面113和端盖4对接界面Π43处产生向外的压缩力F 了向内的压缩力F和向外的压缩力F的合力在理论上可以为零，从而能避免薄壁外筒单侧受力变形带来的泄漏风险。本发明的记忆合金圈密封装置在保证密封效果的同时避免了使用弹性橡胶圈带来的寿命老化问题，有效延长了密封装置的使用寿命。
[0020]本发明不局限于上述【具体实施方式】，所属技术领域的技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种记忆合金圈密封装置，包括外筒(1)、记忆合金圈和端盖(4)，其特征在于:所述的记忆合金圈分为外记忆合金圈(2)和内记忆合金圈(3)，外筒(I)为圆筒形，圆筒的一端用端盖(4)密封，另一端开放，外筒(I)的内表面套装内记忆合金圈(3)，外表面套装外记忆合金圈(2); 所述的外记忆合金圈(2)形状收缩后与外筒(I)的外圆柱表面1(12)及端盖(4)的外圆柱表面Π (42)紧密接触，外记忆合金圈(2)形状涨大后与外筒(I)的外圆柱表面1(12)及端盖(4)的外圆柱表面Π (42)完全脱离，内记忆合金圈(3)形状涨大后与外筒(I)的内圆柱表面I(Il)及端盖(4)的内圆柱表面Π (41)紧密接触，内记忆合金圈(3)形状收缩后与外筒(I)的内圆柱表面I(Il)及端盖(4)的内圆柱表面Π (41)完全脱离； 所述的外记忆合金圈(2 )和内记忆合金圈(3 )的材料是具有双程记忆效应的形状记忆I=IO2.根据权利要求1所述的记忆合金圈密封装置，其特征在于:所述的形状记忆合金为镍钛基记忆合金，镍钛基记忆合金中各组分的重量百分比为: 钛 35%?38%; 镍 47%?52%; 银 I3%?15%。3.根据权利要求1所述的记忆合金圈密封装置，其特征在于:所述的外记忆合金圈(2)从室温环境进行升温相变时，形状会整体收缩，变为高温相形状;外记忆合金圈(2)从室温环境进行降温相变时，形状会整体涨大，变为低温相形状。4.根据权利要求1所述的记忆合金圈密封装置，其特征在于:所述的内记忆合金圈(3)从室温环境进行升温相变时，形状会整体涨大，变为高温相形状；内记忆合金圈(3)从室温环境进行降温相变时，形状会整体收缩，变为低温相形状。
【文档编号】C22C19/03GK106065948SQ201610700955
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年8月23日
【发明人】张国亮
【申请人】中国工程物理研究院电子工程研究所