用于復雜工況條件的薄壁法蘭榫槽徑向雙道密封結構制造技術

本實用新型專利技術提供一種用于復雜工況條件的薄壁法蘭榫槽徑向雙道密封結構；在與上法蘭接觸的下法蘭頂端外側面上開設一道環槽，為裝配橡膠密封件的密封槽；在與上法蘭接觸的下法蘭端面上還開設一道環槽，為裝配墊片的榫槽，在對應裝配墊片的榫槽位置處的上法蘭端面上延伸出一個凸臺，該凸臺嵌入裝配墊片的榫槽內，凸臺的高度值與裝配墊片的榫槽的深度相等并且大于法蘭內部開縫值。本實用新型專利技術解決了強腐蝕介質環境下密封結構在變形條件下的密封問題，其在低溫至其極限高溫的寬溫域使用過程中產生法蘭變形、并且橡膠密封件與強腐蝕性介質接觸后在其極限高溫下密封使用后不產生多余物。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種法蘭密封結構，具體涉及一種用于復雜工況條件的薄壁法蘭榫槽徑向雙道密封結構。
技術介紹
橡膠密封件以其密封結構形式簡單、密封可靠性高而受到廣泛的應用。在密封技術要求允許的前提下，橡膠密封件歷來是首選的密封技術方案。通常，根據使用溫度、使用環境、密封壓力等要求，選用相應橡膠密封件，同時要求上下法蘭密封面達到緊密無縫連接，從而保證可靠密封要求。然而，在某些特定情況下，由于受到裝配空間條件約束以及減重要求的制約，無法設計大型的厚重密封結構，要求密封結構的法蘭設計必須重量輕、厚度薄、裝配靈活，該種密封結構在裝配過程中會產生變形，并且在高溫使用過程中也會產生變形，這些變形均導致法蘭密封面開縫增加，因此，使用橡膠密封件的傳統密封結構設計，無法滿足密封使用要求，需要開展滿足關于橡膠密封件密封使用的輕質、裝配靈活以及使用過程中產生變形的密封結構研究。另一方面，普通橡膠材料在與強腐蝕介質接觸后在高溫密封使用過程會產生多余物，影響閥門等精密系統的正常使用。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種用于復雜工況條件的薄壁法蘭榫槽徑向雙道密封結構及應用，其在低溫至其極限高溫的寬溫域使用過程中產生法蘭變形、并且橡膠密封件與強腐蝕性介質接觸后在其極限高溫下密封使用后不產生多余物。其中所述的法蘭變形來自于常溫裝配產生的變形以及高溫密封使用過程中產生的變形，常溫裝配產生的變形使上下法蘭面外側開縫最大達到0. 2mm ；高溫密封使用過程中產生的變形使得法蘭內部開縫最大達到3mm，放置橡膠密封件處的密封面開縫最大達到2mm。本技術所述的一種用于復雜工況條件的薄壁法蘭榫槽徑向雙道密封結構，其中下法蘭嵌入上法蘭內，再通過活套環卡住下法蘭，同時通過周向設置的若干個施加法蘭預緊力的部件穿過活套環和上法蘭實現上下法蘭的緊固連接；在與上法蘭接觸的下法蘭頂端外側面上開設一道環槽，為裝配橡膠密封件的密封槽；在與上法蘭接觸的下法蘭端面上還開設一道環槽，為裝配墊片的榫槽，在對應裝配墊片的榫槽位置處的上法蘭端面上延伸出一個凸臺，該凸臺嵌入裝配墊片的榫槽內，凸臺的高度值與裝配墊片的榫槽的深度相等并且大于法蘭內部開縫值；在裝配橡膠密封件的密封槽內放置橡膠密封件，該橡膠密封件的的壓縮量在25 40% ；在裝配墊片的榫槽內放置與其形狀相配合的墊片，該墊片的高度以裝配施加法蘭預緊力的部件后上法蘭和下法蘭端面之間外側開縫小于等于0. 2mm為基準；所述的開設在下法蘭端面上的裝配墊片的榫槽中的榫和槽側壁的配合間隙為0. 05 0. 6mmο如上所述的一種用于復雜工況條件的薄壁法蘭榫槽徑向雙道密封結構，其所述的開設在下法蘭端面上的裝配墊片的榫槽底部開設一個或多個三角槽，與其對應的在上法蘭端面上延伸出的凸臺底端開設相配合的一個或多個三角凸起。如上所述的一種用于復雜工況條件的薄壁法蘭榫槽徑向雙道密封結構，其所述放置在裝配墊片的榫槽內的墊片材料選用聚四氟乙烯或軟鋁材料；所述墊片的內徑和外徑尺寸以與榫槽的內徑和外徑尺寸達到緊密配合為準。如上所述的一種用于復雜工況條件的薄壁法蘭榫槽徑向雙道密封結構，其所述的放置在裝配橡膠密封件的密封槽內的橡膠密封件材料選用氟橡膠或氟醚橡膠或乙丙橡膠。如上所述的一種用于復雜工況條件的薄壁法蘭榫槽徑向雙道密封結構，其所述的上法蘭和下法蘭選用鋼或鋁材料；所述的上法蘭或下法蘭的端面厚度在8mm 16mm ；所述的施加法蘭預緊力的部件為螺栓和螺母。本技術的效果在于本技術所述的用于復雜工況條件下的法蘭榫槽徑向雙道密封結構，其采用法蘭雙道密封結構形式，內側密封采用榫槽和墊片，外側密封采用橡膠密封件，解決了強腐蝕介質環境下密封結構在變形條件下的密封問題，所述變形來自于常溫裝配產生的變形以及高溫密封使用過程中產生的變形，其中常溫裝配產生的變形使上下法蘭面外側開縫最大達到0. 2mm ；高溫密封使用過程中產生的變形使得法蘭內部開縫最大達到3mm，放置橡膠密封件處的密封面開縫最大達到2mm。本技術分別進行了上述密封結構在-60°C 橡膠密封件極限高溫的寬溫域使用過程中法蘭產生變形條件下、并且橡膠密封件與強腐蝕性介質接觸后在其極限高溫使用的密封模擬考核試驗，試驗結果表明密封結構沒有發生泄漏，并且沒有產生多余物。其中， 常溫裝配產生的變形使上下法蘭面外側開縫最大達到0. 2mm ；高溫密封使用過程中產生的變形使得法蘭內部開縫最大達到3mm，放置橡膠密封件處的密封面開縫最大達到2mm。附圖說明圖1為本技術所述的一種法蘭榫槽徑向雙道密封結構示意圖；圖2為榫槽與上法蘭配合示意圖。圖中1-上法蘭；2-下法蘭；3-裝配墊片的榫槽；4-裝配橡膠密封件的密封槽； 5-施加法蘭預緊力的部件；6-活套環。具體實施方式以下結合附圖和具體實施例對本技術所述的用于復雜工況條件的薄壁法蘭榫槽徑向雙道密封結構及應用作進一步描述。實施例1如圖1所示，該用于復雜工況條件下的法蘭榫槽徑向雙道密封結構，其下法蘭2嵌入上法蘭1內，再通過活套環6卡住下法蘭2，同時通過周向設置的若干個施加法蘭預緊力的部件5 (采用螺栓和螺母)穿過活套環6和上法蘭1實現上下法蘭的緊固連接。上法蘭的材質為5A06，上法蘭端面厚度為16mm;下法蘭的材質為lCrl8Ni9Ti，下法蘭端面厚度為 8mm ο在與上法蘭1接觸的下法蘭2頂端外側面上開設一道環槽，為裝配橡膠密封件的密封槽4。密封槽4的寬度為2. 25mm，深度為4mm。在裝配橡膠密封件的密封槽4內放置橡膠密封件，該橡膠密封件為斷面尺寸為Φ3的氟醚橡膠0形密封件，橡膠密封件壓縮量 25%。如圖2所示，在與上法蘭1接觸的下法蘭2端面上還開設一道環槽，為裝配墊片的榫槽3，在對應裝配墊片的榫槽3位置處的上法蘭1端面上延伸出一個凸臺，該凸臺嵌入裝配墊片的榫槽3內，凸臺的名義高度值Hl與裝配墊片的榫槽3的名義深度值H2相等，即Hl =H2 = 3. 2，其中的公差為Η1_?！?，Η2+。°2。裝配墊片的榫槽3底部開設一個邊長為0. 5mm的等邊三角形槽，與其對應的在上法蘭1端面上延伸出的凸臺底端開設相配合的一個邊長為0. 5mm的等邊三角形凸起。榫槽 3中的榫和槽側壁的配合間隙為0. 45mm。在裝配墊片的榫槽3內放置與其形狀相配合的、高度為0.55+。°°5 mm的聚四氟乙烯墊片。該墊片的內徑和外徑尺寸以與榫槽3的內徑和外徑尺寸達到緊密貼合為準。該用于復雜工況條件下的法蘭榫槽徑向雙道密封結構的裝配過程如下將聚四氟乙烯墊片安裝于榫槽3中，將氟醚橡膠0形密封件安裝于密封槽4中，在下法蘭2處放置活套環6，然后采用力矩扳手，將各螺栓均勻對稱擰緊，分4 5次將螺栓擰緊力矩加到20N. m，然后，沿圓周方向校準力矩兩次。采用塞規，測得上下法蘭外側最大間隙為0. 2mm。針對上述裝配的密封結構，分別進行了-60°C密封試驗、與四氧化二氮氣相介質在 40°C接觸150小時(接觸壓力為0. 4MPa)條件下的密封試驗、與四氧化二氮氣相介質接觸后的常溫、低溫_20°C以及高溫355°C (試驗時間25分鐘，試驗壓力1. 2MPa)密封試驗，試驗結果表明在上述試驗過程中均沒有發生泄漏。試驗工裝冷卻至常溫后，經過分解檢查， 測試法蘭內部開縫達到3. 01mm本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：白湘云，王幫武，王立峰，吳福迪，
申請(專利權)人：航天材料及工藝研究所，中國運載火箭技術研究院，
類型：實用新型
國別省市：