本發(fā)明涉及運(yùn)載器管路系統(tǒng)的連接與密封領(lǐng)域，尤其涉及一種可重復(fù)使用的密封連接結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著我國宇航技術(shù)的發(fā)展，對(duì)運(yùn)載器提出了重復(fù)使用的要求，這對(duì)輸送推進(jìn)劑的管路及其他系統(tǒng)的密封技術(shù)提出了較大挑戰(zhàn)，其密封部位的技術(shù)難點(diǎn)主要包括密封漏率要求高、常低溫溫度交變、安裝力矩小、允許多次拆裝更換密封件及與介質(zhì)有著良好相容性等。顯然，在我國各種飛行器中廣泛使用的球形接頭管路密封結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)型式很難滿足上述要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：相比于現(xiàn)有技術(shù)，提供了一種可重復(fù)使用的密封連接結(jié)構(gòu)，提高了密封性，拆裝方便利于可重復(fù)使用。

本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種可重復(fù)使用的密封連接結(jié)構(gòu)，包括：凹臺(tái)階接頭、金屬碟形圈、橡膠O形圈、外套螺母和凸臺(tái)階接頭；其中，所述凹臺(tái)階接頭為中空的，一端用于與管路相連接；所述凸臺(tái)階接頭為中空的，一端用于與另一管路相連接；所述凸臺(tái)階接頭的另一端與所述凹臺(tái)階接頭的另一端相匹配，其中，相匹配的位置形成第一密封槽和第二密封槽；所述金屬碟形圈設(shè)置于所述第一密封槽；所述橡膠O形圈設(shè)置于所述第二密封槽；所述外套螺母套設(shè)于所述凸臺(tái)階接頭并與所述凹臺(tái)階接頭螺紋連接。

上述可重復(fù)使用的密封連接結(jié)構(gòu)中，所述凹臺(tái)階接頭的第一端面與所述凸臺(tái)階接頭的第二端面相接觸。

上述可重復(fù)使用的密封連接結(jié)構(gòu)中，還包括：保險(xiǎn)絲；其中，所述外套螺母開設(shè)有第一孔，所述凹臺(tái)階接頭開設(shè)有與所述第一孔相對(duì)應(yīng)的第二孔；所述保險(xiǎn)絲穿設(shè)于所述第一孔和所述第二孔。

上述可重復(fù)使用的密封連接結(jié)構(gòu)中，所述凹臺(tái)階接頭與所述外套螺母相連接的部位涂設(shè)有厭氧膠。

上述可重復(fù)使用的密封連接結(jié)構(gòu)中，所述外套螺母的內(nèi)表面涂設(shè)有厭氧膠。

上述可重復(fù)使用的密封連接結(jié)構(gòu)中，所述金屬碟形圈的材料為0Cr18Ni9不銹鋼，所述金屬碟形圈的密封面的塑性變形ε_p范圍為：[ε_p]_min≤ε_p≤[ε_p]_max，其中，[ε_p]_min為0Cr18Ni9不銹鋼材料延伸率的1/3，[ε_p]_max為0Cr18Ni9不銹鋼材料延伸率的1/1.5，所述金屬碟形圈的高度為1cm-2cm。

上述可重復(fù)使用的密封連接結(jié)構(gòu)中，所述橡膠O形圈的壓縮率的范圍為10％～45％，所述橡膠O形圈的截面直徑為1cm-2cm。

上述可重復(fù)使用的密封連接結(jié)構(gòu)中，所述橡膠O形圈的填充率的范圍為64％-90％。

上述可重復(fù)使用的密封連接結(jié)構(gòu)中，所述凹臺(tái)階接頭的材料為0Cr18Ni9不銹鋼。

上述可重復(fù)使用的密封連接結(jié)構(gòu)中，所述凸臺(tái)階接頭的材料為0Cr18Ni9不銹鋼。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果：

(1)本發(fā)明采用金屬碟形圈和橡膠O形圈作為密封器件，使得密封漏率極低，而且可在常低溫工況下重復(fù)使用；

(2)本發(fā)明具有金屬碟形圈和橡膠O形圈雙道密封的結(jié)構(gòu)，每道密封結(jié)構(gòu)均可單獨(dú)實(shí)現(xiàn)密封要求，從而提高了密封的可靠性，具有漏率極低的特點(diǎn)，并且兩道密封結(jié)構(gòu)互不影響、互為備份，不僅起到了密封冗余的作用，而且進(jìn)一步降低了密封漏率；

(3)本發(fā)明通過外套螺母與凹臺(tái)階接頭螺紋連接，使得結(jié)構(gòu)簡單，拆卸方便，可重復(fù)使用；

(4)本發(fā)明通過保險(xiǎn)絲把外套螺母與凹臺(tái)階接頭，防止了松動(dòng)的問題，進(jìn)一步提高了連接強(qiáng)度；

(5)本發(fā)明通過在凹臺(tái)階接頭或在外套螺母涂設(shè)有厭氧膠，使得外套螺母與凹臺(tái)階接頭能夠更加緊密的連接，起到了防松的效果。

附圖說明

圖1示出了本發(fā)明的實(shí)施例提供的可重復(fù)使用的密封連接結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明：

圖1示出了本發(fā)明的實(shí)施例提供的可重復(fù)使用的密封連接結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該連接結(jié)構(gòu)包括凹臺(tái)階接頭1、金屬碟形圈2、橡膠O形圈3、外套螺母4和凸臺(tái)階接頭5。其中，

凹臺(tái)階接頭1為中空的，一端用于與管路相連接。具體實(shí)施時(shí)，凹臺(tái)階接頭1的一端(圖1中為左端)與管路焊接，凹臺(tái)階接頭1的中空結(jié)構(gòu)與管路一起能夠輸送推進(jìn)劑。

凸臺(tái)階接頭5為中空的，一端用于與另一管路相連接。具體實(shí)施時(shí)，凸臺(tái)階接頭5的一端(圖1中為右端)與管路焊接，凸臺(tái)階接頭5的中空結(jié)構(gòu)與管路一起能夠輸送推進(jìn)劑。

凸臺(tái)階接頭5的另一端(圖1中為左端)與凹臺(tái)階接頭1的另一端(圖1中為右端)相匹配，咬合其中，相匹配的位置形成第一密封槽6和第二密封槽7；咬合的位置設(shè)置金屬碟形圈2和橡膠O形圈3。具體的，凸臺(tái)階接頭5的左端與凹臺(tái)階接頭1的右端咬合，由于凸臺(tái)階接頭5的左端端面與凹臺(tái)階接頭1的右端端面不會(huì)完全的相一致，會(huì)存在一定的間隙，從而在咬合的位置處形成第一密封槽6和第二密封槽7，凸臺(tái)階接頭5的另一端焊接在運(yùn)載器的相應(yīng)管路上，凹臺(tái)階接頭1的另一端也焊接在運(yùn)載器的相應(yīng)管路上。

金屬碟形圈2設(shè)置于第一密封槽6。具體的，金屬碟形圈2的材料與凸臺(tái)階接頭5的材料、凹臺(tái)階接頭1的材料相匹配，凸臺(tái)階接頭5的材料和凹臺(tái)階接頭1的材料一般選擇為0Cr18Ni9不銹鋼，則金屬碟形圈2的材料也選擇為0Cr18Ni9不銹鋼。通過將金屬碟形圈2設(shè)置于第一密封槽6，從而起到了很好的密封作用。并且金屬碟形圈2為軸向變形、徑向受載，所需軸向緊固載荷小，該重復(fù)使用低密封力矩連接結(jié)構(gòu)較其它類似管路密封連接結(jié)構(gòu)安裝力矩大大降低。

橡膠O形圈3設(shè)置于第二密封槽7。具體的，由于第二密封槽7的形狀為圓環(huán)狀，橡膠O形圈3填充于第二密封槽7，再次起到了很好的密封效果。

外套螺母4套設(shè)于凸臺(tái)階接頭5并與凹臺(tái)階接頭1螺紋連接。具體的，凸臺(tái)階接頭5的右端穿過外套螺母4的開孔，外套螺母4與凸臺(tái)階接頭5的接頭端緊密接觸，通過外套螺母4與凹臺(tái)階接頭1螺紋連接。

工作時(shí)，通過對(duì)外套螺母4施加擰緊力矩，凸臺(tái)階接頭5的結(jié)合端面與凹臺(tái)階接頭1的結(jié)合端面逐漸靠近并最終貼合，由于壓縮作用使得金屬碟形圈2和橡膠O形圈3均產(chǎn)生了一定的軸向壓縮和徑向壓縮，并產(chǎn)生較大回彈力，金屬碟形圈2和橡膠O形圈3的塑性流動(dòng)填充了凸臺(tái)階接頭5的結(jié)合端面與凹臺(tái)階接頭1的結(jié)合端面上微觀的凹凸不平，從而填充了第一間隙6和第二間隙7消除了泄漏通道，實(shí)現(xiàn)了密封要求。

本實(shí)施例采用金屬碟形圈和橡膠O形圈作為密封器件，使得密封漏率極低，而且可在常低溫工況下重復(fù)使用；并且具有金屬碟形圈和橡膠O形圈雙道密封的結(jié)構(gòu)，每道密封結(jié)構(gòu)均可單獨(dú)實(shí)現(xiàn)密封要求，從而提高了密封的可靠性，具有漏率極低的特點(diǎn)，并且兩道密封結(jié)構(gòu)互不影響、互為備份，不僅起到了密封冗余的作用，而且進(jìn)一步降低了密封漏率；并且通過外套螺母與凹臺(tái)階接頭螺紋連接，使得結(jié)構(gòu)簡單，拆卸方便，可重復(fù)使用。

上述實(shí)施例中，凹臺(tái)階接頭1的第一端面12與凸臺(tái)階接頭5的第二端面51相接觸。具體的，凹臺(tái)階接頭1的第一端面12與凸臺(tái)階接頭5的第二端面51緊緊的接觸在一起，起到限位作用。

上述實(shí)施例中，該連接結(jié)構(gòu)還包括保險(xiǎn)絲，具體實(shí)施時(shí)，保險(xiǎn)絲的材料在考慮剛性的條件下可以選擇為鋼。其中，

外套螺母4開設(shè)有第一孔41，凹臺(tái)階接頭1開設(shè)有與第一孔41相對(duì)應(yīng)的第二孔11。具體的實(shí)施時(shí)，第一孔41的數(shù)量可以為多個(gè)，相對(duì)應(yīng)的，第二孔11的數(shù)量也可以為多個(gè)。如圖1所示，在外套螺母4的上端和下端各開設(shè)有第一孔41，相對(duì)應(yīng)的，在凹臺(tái)階接頭1的上端和下端各開設(shè)有第二孔11。

保險(xiǎn)絲穿設(shè)于第一孔41和第二孔11。具體的，保險(xiǎn)絲穿過第一孔41和第二孔11后將保險(xiǎn)絲擰緊，從而通過保險(xiǎn)絲將外套螺母4與凹臺(tái)階接頭1緊緊連接在一起，防止了外套螺母4與凹臺(tái)階接頭1松動(dòng)的問題。

上述實(shí)施例中，凹臺(tái)階接頭1與外套螺母4相連接的部位涂設(shè)有厭氧膠。通過在與外套螺母4相連接的凹臺(tái)階接頭1的部位處涂設(shè)有厭氧膠，使得外套螺母4與凹臺(tái)階接頭1能夠更加緊密的連接，起到了防松的效果。

上述實(shí)施例中，外套螺母4的內(nèi)表面涂設(shè)有厭氧膠。使得外套螺母4與凹臺(tái)階接頭1能夠更加緊密的連接，起到了防松的效果。

上述實(shí)施例中，金屬碟形圈2具有塑性變形的特性，所謂塑性變形是指固體在一定外力作用下產(chǎn)生形變，當(dāng)施加的外力撤除或消失后該物體不能恢復(fù)原狀的一種物理現(xiàn)象。金屬碟形圈2的塑性變形范圍保證了對(duì)密封起到了一定的效果，通過選擇塑性變形范圍，提高了密封的可靠性，達(dá)到漏率極低的特點(diǎn)，塑性變形范圍也與金屬碟形圈所選擇的材料有關(guān)系，例如，金屬碟形圈2的材料為0Cr18Ni9不銹鋼，金屬碟形圈2的密封面的塑性變形ε_p范圍為：[ε_p]_min≤ε_p≤[ε_p]_max，其中，[ε_p]_min為0Cr18Ni9不銹鋼材料延伸率的1/3，[ε_p]_max為0Cr18Ni9不銹鋼材料延伸率的1/1.5。由于0Cr18Ni9不銹鋼材料的延伸率為40％，從而由0Cr18Ni9不銹鋼材料制成的金屬碟形圈2的密封面的塑性變形ε_p范圍為：13.3％≤ε_p≤26.7％。同時(shí)，金屬碟形密封圈2工作狀態(tài)下的沿其軸向彈性變形量應(yīng)在所允許的極限值范圍內(nèi)，并且最大等效應(yīng)力以小于其材料的屈服強(qiáng)度為宜，可允許部分進(jìn)入塑性區(qū)，但不允許有貫穿其厚度方向的連續(xù)塑性區(qū)帶。金屬碟形圈2的高度為1cm-2cm，從而能夠很好的起到密封的效果。

上述實(shí)施例中，橡膠O形圈的壓縮率和填充率保證了對(duì)密封起到了一定的效果，通過選擇橡膠O形圈范圍，提高了密封的可靠性，達(dá)到漏率極低的特點(diǎn)。本實(shí)施例中的橡膠O形圈的壓縮率應(yīng)為10％～45％，橡膠O形圈的填充率64％-90％。如圖1所示，橡膠O形圈的壓縮率由以下公式求解得出：

其中，b1和b2為圖1中標(biāo)出的長度，橡膠O形圈截面直徑為垂直軸線的截面直徑。

橡膠O形圈的填充率由以下公式求解得出：

其中，b1、b2、d1和d2為圖1中標(biāo)出的長度，橡膠O形圈截面直徑為垂直軸線的截面直徑。橡膠O形圈3的截面直徑為1cm-2cm，從而能夠很好的起到密封的效果。

本發(fā)明采用金屬碟形圈和橡膠O形圈作為密封器件，使得密封漏率極低，而且可在常低溫工況下重復(fù)使用；并且具有金屬碟形圈和橡膠O形圈雙道密封的結(jié)構(gòu)，每道密封結(jié)構(gòu)均可單獨(dú)實(shí)現(xiàn)密封要求，從而提高了密封的可靠性，具有漏率極低的特點(diǎn)，并且兩道密封結(jié)構(gòu)互不影響、互為備份，不僅起到了密封冗余的作用，而且進(jìn)一步降低了密封漏率；并且通過外套螺母與凹臺(tái)階接頭螺紋連接，使得結(jié)構(gòu)簡單，拆卸方便，可重復(fù)使用；通過保險(xiǎn)絲把外套螺母與凹臺(tái)階接頭，防止了松動(dòng)的問題，進(jìn)一步提高了連接強(qiáng)度；通過在凹臺(tái)階接頭或在外套螺母涂設(shè)有厭氧膠，使得外套螺母與凹臺(tái)階接頭能夠更加緊密的連接，起到了防松的效果。

以上所述的實(shí)施例只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體實(shí)施方式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。