一种运载火箭的贮箱箱底测压密封锁紧装置的制作方法

1.本发明属于民用航天技术领域，涉及一种运载火箭的贮箱箱底测压密封锁紧装置。


背景技术：

2.目前的民用航天领域正逐渐起步并形成一定的规模，运载火箭也恰逢空前的飞跃式发展机遇，对其试验研究有着广泛深入的促进意义。其中贮箱是运载火箭的重要组成部分，而箱底结构的密封性和稳定可靠性是关键，那么对箱底进行气密液压检测就是重要工艺所在，箱底液压气密设备是保障贮箱性能达到高水平航天领域产品的关键之一。
3.目前现有的运载火箭的贮箱箱底测压密封锁紧装置之一，是用成组伺服电机控制下拉丝杠，丝杠带动扣钩，锁紧压环，从而固定箱底，然而由于容易丝杠研死，调整很难到位，细微的调整量很难控制密封的效果。而另一种运载火箭的贮箱箱底测压密封锁紧装置采用的是用一圈若干大螺栓拧紧，锁紧压环，从而固定箱底，而该装置的缺点是：劳动强度大，工作量大，如有密封泄露，也很难立马解决，拧紧螺栓非常繁琐，工作时间特别长，需要反复不停地依次逐个连续调整，因此费时费力且效率低下。
4.因此，需要一种高速高效密封效果良好，且又能够进行微量调整控制密封效果的运载火箭的贮箱箱底测压密封锁紧装置，来解决这一问题。


技术实现要素：

5.本发明解决技术问题所采取的技术方案是：一种运载火箭的贮箱箱底测压密封锁紧装置，包括：固定圈、均分扣圈、推杆、压环、密封底板；
6.固定圈呈圆环状，均分扣圈由2至12片形状大小均相等的轴瓦状的扣圈瓦拼接成一个圆环，推杆为可沿径向向内伸出并即时锁紧的伸缩机构，推杆的头部固定连接扣圈瓦的外扇形面的中部，推杆的尾部固定连接固定圈的内环壁，固定圈、均分扣圈、推杆位于同一水平面内，压环呈圆环状，密封底板呈圆片状，压环的外径与密封底板的外径相等，压环的内径小于贮箱箱底的边沿台阶的外径而大于贮箱箱底的球面外径，压环套设扣压在边沿台阶上并向密封底板侧闭合以达到密封贮箱箱底的作用；
7.均分扣圈的内壁沿圆周方向设有纵截面为矩形的环形槽，环形槽的顶面沿径向向外设有开口尺寸逐渐减小的第一锥度，压环的上表面沿径向向外设有厚度尺寸逐渐减小的第二锥度，第一锥度与第二锥度的锥度相等；密封底板与贮箱箱底之间设有密封圈；压环和密封底板组合，并与均分扣圈组合成一个斜楔结构，通过推杆对其进行锁紧，扣圈瓦、压环、推杆组成多个锁紧单元，在贮箱箱底的边沿台阶周围均匀分布；当推杆延径向向内推动时，带动扣圈瓦延径向向内运动，由于压环与密封底板的边缘厚度和大于环形槽的最小高度尺寸而小于环形槽的最大高度尺寸，因此第一锥度与第二锥度配合，随着环形槽通过边沿台阶的上沿与密封底板的下沿逐渐将贮箱箱底与密封底板紧密压合，再通过密封圈密封接合处，达到对贮箱箱底内部的密封并锁紧，以便于进行对运载火箭的贮箱箱底进行密封测试。
8.优选的，所述密封底板上表面设有环形的密封槽，贮箱箱底的环形面扣合在密封槽的槽底，密封圈位于密封槽内密封贮箱箱底的环形面与密封槽；贮箱箱底的环形面、密封圈、密封槽配合，方便对扣合时进行定位的同时将压紧处的压紧面变为压紧槽，提高了密封效果。
9.优选的，所述环形槽的底面沿径向向外设有开口尺寸逐渐减小的第三锥度，密封底板下表面沿径向向外设有厚度尺寸逐渐减小的第四锥度，第三锥度与第四锥度的锥度相等；由于第一锥度与第三锥度的开口方向上下对称，因此能够提供更快的压紧速度和更好的密封效果。
10.优选的，所述推杆两侧分别设有延径向伸缩的导向装置，导向装置的一端固定连接固定圈的内圈，导向装置的另一端固定连接扣圈瓦，导向装置能够对推杆提供更好的伸缩导向，同时使得推杆的推力更均匀的分布到扣圈瓦的表面。
11.更优的，所述导向装置包括滑轨式导向架、伸缩式导杆。
12.更优的，所述推杆包括液压缸、气缸、电缸、螺杆。
13.优选的，所述均分扣圈由两片扣圈瓦拼接成一个圆环，扣圈瓦一端采用销轴连接可在水平面内转动开合，扣圈瓦的另一端用螺栓与紧固耳配合在水平面内锁紧收缩，两片式对开型的均分扣圈能够更快能方便的进行快速锁紧密封。
14.优选的，所述密封圈内芯沿圆周方向设有环形气囊，在密封圈内设环形气囊，能够提供对贮箱箱底的环形面与密封槽之间提供更好的气密性。
15.优选的，所述密封圈设有充气嘴为环形气囊充气，通过充气嘴对环形气囊充气同样能够提供对贮箱箱底的环形面与密封槽之间提供更好的气密性。
16.优选的，所述压环的下表面的内环一侧设有上凹的环形凹槽，密封底板的上表面设有上凸的环形凸台，环形凹槽与环形凸台径向尺寸相等，环形凹槽的轴向深度尺寸大于环形凸台的轴向高度尺寸，环形凹槽、环形凸台与贮箱箱底同旋转轴，密封圈位于环形凸台的内环内侧；压环和密封底板压合时，环形凹槽与环形凸台配合类似于轴孔配合，用来防止压环串动，保证准确度，且不对贮箱箱底造成损害，同时由于环形凹槽的轴向尺寸大于环形凸台的轴向尺寸，当环形凹槽的槽外沿顶住环形凸台的台底时，环形凸台的台顶与环形凹槽的槽底之间还有余量，以限定高度来限定控制密封圈的压缩量，防止因压力过大对密封圈造成过压缩影响气密性。
17.本发明的有益效果是：
18.本发明通过将均分扣圈分拆为多个轴瓦状的扣圈瓦，并通过推杆延径向向内推动扣圈瓦快速重组环形的均分扣圈，然后通过均分扣圈内壁的带锥度的环形槽，随着均分扣圈向内收缩，环形槽压合贮箱箱底与密封底板，最终密封贮箱箱底以便进行密封测压，避免了以往调整很难到位，细微的调整量很难控制密封的效果以及密封调整劳动强度大，工作量大而工作时间特别长，需要反复不停地依次逐个连续调整，费时费力且效率低下的问题。
附图说明
19.图1是一种运载火箭的贮箱箱底测压密封锁紧装置的立体图；
20.图2是正视图；
21.图3是俯视图；
22.图4是两片扣圈瓦组合的立体图；
23.图5是扣合处的局部放大剖面图；
24.图6是导向装置为滑轨式导向架的立体图；
25.图7是导向装置为伸缩式导杆的立体图；
26.图8是环形凹槽、环形凸台扣合处的局部放大剖面图。
27.图中：1、固定圈；2、均分扣圈；3、推杆；4、压环；5、密封底板；6、扣圈瓦；7、贮箱箱底；8、边沿台阶；9、环形槽；10、第一锥度；11、第二锥度；12、密封圈；13、密封槽；14、第三锥度；15、第四锥度；16、导向装置；17、滑轨式导向架；18、伸缩式导杆；19、销轴；20、螺栓；21、紧固耳；22、环形凹槽；23、环形凸台。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的相关技术进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.参考图1-7，一种运载火箭的贮箱箱底测压密封锁紧装置，包括：固定圈1、均分扣圈2、推杆3、压环4、密封底板5；
30.固定圈1呈圆环状，均分扣圈2由2至12片形状大小均相等的轴瓦状的扣圈瓦6拼接成一个圆环，推杆3为可沿径向向内伸出并即时锁紧的伸缩机构，推杆3的头部固定连接扣圈瓦6的外扇形面的中部，推杆3的尾部固定连接固定圈1的内环壁，固定圈1、均分扣圈2、推杆3位于同一水平面内，压环4呈圆环状，密封底板5呈圆片状，压环4的外径与密封底板5的外径相等，压环4的内径小于贮箱箱底7的边沿台阶8的外径而大于贮箱箱底7的球面外径，压环4套设扣压在边沿台阶8上并向密封底板5侧闭合以达到密封贮箱箱底7的作用；
31.均分扣圈2的内壁沿圆周方向设有纵截面为矩形的环形槽9，环形槽9的顶面沿径向向外设有开口尺寸逐渐减小的第一锥度10，压环4的上表面沿径向向外设有厚度尺寸逐渐减小的第二锥度11，第一锥度10与第二锥度11的锥度相等；密封底板5与贮箱箱底7之间设有密封圈12；压环4和密封底板5组合，并与均分扣圈2组合成一个斜楔结构，通过推杆3对其进行锁紧，扣圈瓦6、压环4、推杆3组成多个锁紧单元，在贮箱箱底7的边沿台阶8周围均匀分布；当推杆3延径向向内推动时，带动扣圈瓦6延径向向内运动，由于压环4与密封底板5的边缘厚度和大于环形槽9的最小高度尺寸而小于环形槽9的最大高度尺寸，因此，第一锥度10与第二锥度11配合，随着环形槽9通过边沿台阶8的上沿与密封底板5的下沿逐渐将贮箱箱底7与密封底板5紧密压合，再通过密封圈12密封接合处，达到对贮箱箱底7内部的密封并锁紧，以便于进行对运载火箭的贮箱箱底进行密封测试。
32.进一步的，所述密封底板5上表面设有环形的密封槽13，贮箱箱底7的环形面扣合在密封槽13的槽底，密封圈12位于密封槽13内密封贮箱箱底7的环形面与密封槽13；贮箱箱底7的环形面、密封圈12、密封槽13配合，方便对扣合时进行定位的同时将压紧处的压紧面变为压紧槽，提高了密封效果。
33.进一步的，所述环形槽9的底面沿径向向外设有开口尺寸逐渐减小的第三锥度14，密封底板5下表面沿径向向外设有厚度尺寸逐渐减小的第四锥度15，第三锥度14与第四锥
度15的锥度相等；由于第一锥度10与第三锥度14的开口方向上下对称，因此能够提供更快的压紧速度和更好的密封效果。
34.进一步的，所述推杆3两侧分别设有延径向伸缩的导向装置16，导向装置16的一端固定连接固定圈1的内圈，导向装置16的另一端固定连接扣圈瓦6，导向装置16能够对推杆3提供更好的伸缩导向，同时使得推杆3的推力更均匀的分布到扣圈瓦6的表面。
35.更进一步的，所述导向装置16包括滑轨式导向架17、伸缩式导杆18。
36.更进一步的，所述推杆3包括液压缸、气缸、电缸、螺杆。
37.进一步的，所述均分扣圈2由两片扣圈瓦6拼接成一个圆环，扣圈瓦6一端采用销轴19连接可在水平面内转动开合，扣圈瓦6的另一端用螺栓20与紧固耳21配合在水平面内锁紧收缩，两片式对开型的均分扣圈2能够更快能方便的进行快速锁紧密封。
38.进一步的，所述密封圈12内沿圆周方向设有环形气囊，在密封圈12内芯设环形气囊，能够提供对贮箱箱底7的环形面与密封槽13之间提供更好的气密性。
39.进一步的，所述密封圈12设有充气嘴为环形气囊充气，通过充气嘴对环形气囊充气同样能够提供对贮箱箱底7的环形面与密封槽13之间提供更好的气密性。
40.进一步的，所述压环4的下表面的内环一侧设有上凹的环形凹槽22，密封底板5的上表面设有上凸的环形凸台23，环形凹槽22与环形凸台23径向尺寸相等，环形凹槽22的轴向深度尺寸大于环形凸台23的轴向高度尺寸，环形凹槽22、环形凸台23与贮箱箱底7同旋转轴，密封圈12位于环形凸台23的内环内侧；压环4和密封底板5压合时，环形凹槽22与环形凸台23配合类似于轴孔配合，用来防止压环4串动，保证准确度，且不对贮箱箱底7造成损害，同时由于环形凹槽22的轴向尺寸大于环形凸台23的轴向尺寸，当环形凹槽22的槽外沿顶住环形凸台23的台底时，环形凸台23的台顶与环形凹槽22的槽底之间还有余量，以限定高度来限定控制密封圈12的压缩量，防止因压力过大对密封圈12造成过压缩影响气密性。
41.实施例
42.实施例一；本实施例中，运载火箭的贮箱箱底测压密封锁紧装置的均分扣圈2为对半分的情况，可以称之为对分式密封工装，是一种简单的对开式操作，主要由销轴19、右半扣圈、左半扣圈、锁紧螺栓20、压环4、环形槽9、密封圈12组成。右半扣圈和左半扣圈通过销轴19装配在一起，并在另一端通过贯穿的锁紧螺栓20拉紧紧固耳21。达到收缩环形槽9压合贮箱箱底与密封底板，最终密封贮箱箱底以便进行密封测压；如图4所示。
43.实施例二；本实施例中，运载火箭的贮箱箱底测压密封锁紧装置采用12块扣圈瓦6组合成均分扣圈2，推杆3采用液压缸，导向装置16采用滑轨式导向架17，采用滑轨式导向架17的导向形式可以加大对称间距，并相应缩短均分扣圈2的工作长度，增加锁紧单元的成组数量，提高液压缸即推杆3工作的稳定性，主要由固定圈1、均分扣圈2、液压缸、滑轨式导向架17等组成，液压缸尾部安装在固定圈2内壁，滑轨式导向架17的导板和导向架成对配置，并对称安装在液压缸的两侧，液压缸伸出带动均分扣圈2收缩，环形槽9压合贮箱箱底与密封底板，最终密封贮箱箱底以便进行密封测压；如图6所示。
44.实施例三；本实施例中，运载火箭的贮箱箱底测压密封锁紧装置采用12块扣圈瓦6组合成均分扣圈2，推杆3采用液压缸，导向装置16采用伸缩式导杆18，采用伸缩式导杆18的两杆导向，主要由固定圈1、均分扣圈2、液压缸、伸缩式导杆18等组成，液压缸尾部安装在固定圈2内壁，伸缩式导杆18的的两杆对称安装在液压缸的两侧，液压缸伸出带动均分扣圈2
收缩，环形槽9压合贮箱箱底与密封底板，最终密封贮箱箱底以便进行密封测压；如图7所示。
45.综上所述，本发明提供了一种运载火箭的贮箱箱底测压密封锁紧装置，通过将均分扣圈分拆为多个轴瓦状的扣圈瓦，并通过推杆延径向向内推动扩圈瓦快速重组环形的均分扣圈，然后通过均分扣圈内壁的带锥度的环形槽，随着均分扣圈向内收缩，环形槽压合贮箱箱底与密封底板，最终密封贮箱箱底以便进行密封测压，避免了以往调整很难到位，细微的调整量很难控制密封的效果以及密封调整劳动强度大，工作量大而工作时间特别长，需要反复不停地依次逐个连续调整，费时费力且效率低下的问题，因此本发明拥有广泛的应用前景。
46.需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。