一种可自补偿的超高温滑动密封装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种可自补偿的超高温滑动密封装置及方法，包括压盖(9)及安装在内管(2)、外管(1)和压盖(9)形成的空间内的至少一组密封组件，所述密封组件包括垫片(3)、石墨环(7)、挡环(6)、弹簧(5)、弹簧座(8)和衬套(4)；当冲压发动机试验台受热膨胀后，将在轴向和径向上产生位移，该密封组件可适应这种位移，同时进行相应的补偿，可以保证较好的气密性，精准测量到发动机地面试验的推力。本发明专利技术同时适用于其他需要密封高压高温气体的其他场合。于其他需要密封高压高温气体的其他场合。于其他需要密封高压高温气体的其他场合。

【技术实现步骤摘要】
一种可自补偿的超高温滑动密封装置及方法


[0001]本专利技术属于密封
，特别涉及一种可自补偿的超高温滑动密封装置及方法，适用于液体亚燃冲压发动机直连试验台或其他需要密封高温高压气体的场合。

技术介绍

[0002]液体冲压发动机需要大型直连试验台，用于发动机地面热试车，以获取发动机地面推力，验证发动机各项性能是否达到设计要求。发动机点火后工作温度通常较高，试验台受高温影响充分膨胀后，将在轴线方向产生位移。若采用常用的金属密封环，其结构尺寸太大，难以加工，而且金属密封环一般为刚性配合，不具备轴向和径向补偿能力，试验台受热膨胀后，会发生卡滞，密封效果较差。
[0003]因此，需要研发一种可自补偿的超高温滑动密封装置及方法，要求密封装置在高温下保持良好密封性能的同时，还能够沿轴向滑动，沿径向补偿，以适应试验台的热膨胀，保证地面热试车时能精确测量出充压发动机实际推力。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中的不足，本专利技术人进行了锐意研究，提供了一种耐高温、可吸自补偿的超高温滑动密封装置，满足/耐受以下技术要求以适应试验台的热膨胀：
[0005]最高温度：1200K；
[0006]最大总压：3MPa；
[0007]工作介质：高温空气；
[0008]轴向位移量：≥100mm。
[0009]本专利技术提供的技术方案如下：
[0010]第一方面，一种可自补偿的超高温滑动密封装置，包括压盖及安装在内管、外管和压盖形成的空间内的至少一组密封组件，所述外管包括前段主体段和后段扩张段，内管的前段自扩张段伸入外管的主体段中；所述压盖位于外管扩张段出口处，对密封组件提供前向压力；
[0011]所述密封组件包括垫片、石墨环、挡环、弹簧、弹簧座和衬套；
[0012]所述弹簧一端安装在弹簧座内，另一端与挡环接触，弹簧装配时处于压缩状态，提供弹力，使安装后的石墨环具有设定的压缩量；
[0013]在弹簧与柔性石墨环之间设置挡环，用以传递弹簧产生的弹力；
[0014]石墨环两个或多个一组轴向套装在内管上，其中一侧与挡环接触，另一侧与前一级弹簧座或压盖背面接触；
[0015]石墨环外围套装衬套，石墨环与衬套之间为间隙配合，用以补偿内管受高温作用产生的径向位移；
[0016]压盖与衬套之间、衬套与弹簧座之间、弹簧座与外管扩张段前端面之间设置垫片，垫片和石墨环形成的密封阻碍气体沿径向泄漏。
[0017]第二方面，一种可自补偿的超高温滑动密封方法，采用第一方面所述的滑动密封装置，包括：
[0018]将外管加工形成前段主体段和后段扩张段，将内管的前段自扩张段伸入外管的主体段中，并通过压盖封堵扩张段出口；
[0019]在由内管、外管和压盖形成的空间内安装至少一组密封组件，实施高温高压气体的密封。
[0020]根据本专利技术提供的一种可自补偿的超高温滑动密封装置及方法，具有以下有益效果：
[0021](1)与传统金属密封相比，本专利技术提供的密封采用柔性石墨环作为主要密封件，在试验器受高温作用发生膨胀后，具有压缩回弹性好，补偿能力强的优点，可适应试验器轴向和径向的热膨胀变形；
[0022](2)本专利技术提供的一种可自补偿的超高温滑动密封装置，结构简单，零件结构加工难度低，零件之间均为间隙配合，安装较为方便，同样若某个零件损坏也易于更换；
[0023](3)本专利技术提供的一种可自补偿的超高温滑动密封装置，可根据实际工况进行结构改变，比如本专利技术密封件可根据密封前压力的大小，采用不同数量的密封件进行多级降压；若径向空间较小，也可取消垫片密封，直接采用柔性石墨环。
附图说明
[0024]图1为本专利技术所述可吸收热膨胀滑动密封装置的整体结构示意图；
[0025]图2为主要密封件结构的局部放大图。
[0026]附图标号说明
[0027]1‑
外管；2
‑
内管；3
‑
垫片；4
‑
衬套；5
‑
弹簧；6
‑
挡环；7
‑
石墨环；8
‑
弹簧座；9
‑
压盖；11
‑
垫圈；12
‑
螺纹连接件。
具体实施方式
[0028]下面通过对本专利技术进行详细说明，本专利技术的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
[0029]在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
[0030]根据本专利技术的第一方面，提供了一种可自补偿的超高温滑动密封装置，如图1和图2所示，包括压盖9及安装在由内管2、外管1和压盖9形成的空间内的至少一组密封组件，所述外管1包括前段主体段和后段扩张段，内管2的前段自扩张段伸入外管1的主体段中，使内管2和外管1的管路连通，高温高压气体自内管2输送至外管1；所述压盖9位于外管1扩张段出口处，对密封组件提供前向压力；
[0031]所述密封组件包括垫片3、石墨环7、挡环6、弹簧5、弹簧座8和衬套4；
[0032]所述弹簧5一端安装在弹簧座8内，另一端与挡环6接触，弹簧5装配时处于压缩状态，提供弹力，使安装后的石墨环7具有设定的压缩量；
[0033]由于柔性石墨材料较软，在弹簧5与柔性石墨环7之间设置挡环6，用以传递弹簧5
产生的弹力，保证石墨环7结构不被破坏；
[0034]石墨环7两个或多个一组轴向套装在内管2上，一侧与挡环6接触，另一侧与前一级弹簧座8或压盖9背面接触；
[0035]石墨环7外围套装衬套4，石墨环7与衬套4之间为间隙配合，用以补偿内管2受高温作用产生的径向位移；
[0036]压盖9与衬套4之间、衬套4与弹簧座8之间、弹簧座8与外管1扩张段前端面之间设置垫片3，通过挤压垫片3实施对高温高压气体的密封。
[0037]本专利技术中，压盖9为台阶环结构，小端伸入扩张段中，小端外环面与外管1的内环面配合，前端挤压密封组件；大端前端面与外管1后端面对接，并通过周向分布的螺纹连接件12如螺栓固连，通过螺纹连接件12的拧紧力矩保证垫片3压装变形，起到密封作用。
[0038]压盖9、弹簧座8、衬套4、外管1扩张段与垫片3相接触的面均设置有密封刺。所述垫片3根据实际工况可以选用金属垫片如铜垫片、也可以选用高温合金上喷涂镀层的垫片，也可选择采用石棉板等密封效果较好的材料。
[0039]为保证旋紧，每个螺纹连接件12下均设置一个垫圈11。压盖9通过相应的力矩将密封组件安装到位，保证石墨环7具有一定的压缩量，压缩量一般为10％～20％。压缩量在上述范围内能够调整，压缩量过小且小于上述范围的最小值，则密封效果不佳，易泄漏；压缩量过大且大于上述范围的最大值，则所需预紧力过大，容易导致外管管壁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可自补偿的超高温滑动密封装置，其特征在于，包括压盖(9)及安装在内管(2)、外管(1)和压盖(9)形成的空间内的至少一组密封组件，所述外管(1)包括前段主体段和后段扩张段，内管(2)的前段自扩张段伸入外管(1)的主体段中；所述压盖(9)位于外管(1)扩张段出口处，对密封组件提供前向压力；所述密封组件包括垫片(3)、石墨环(7)、挡环(6)、弹簧(5)、弹簧座(8)和衬套(4)；所述弹簧(5)一端安装在弹簧座(8)内，另一端与挡环(6)接触，弹簧(5)装配时处于压缩状态，提供弹力，使安装后的石墨环(7)具有设定的压缩量；在弹簧(5)与柔性石墨环(7)之间设置挡环(6)，用以传递弹簧(5)产生的弹力；石墨环(7)两个或多个一组轴向套装在内管(2)上，一侧与挡环(6)接触，另一侧与前一级弹簧座(8)或压盖(9)背面接触；石墨环(7)外围套装衬套(4)，石墨环(7)与衬套(4)之间为间隙配合，用以补偿内管(2)受高温作用产生的径向位移；压盖(9)与衬套(4)之间、衬套(4)与弹簧座(8)之间、弹簧座(8)与外管(1)扩张段前端面之间设置垫片(3)，垫片(3)和石墨环(7)形成的密封阻碍气体沿径向泄漏。2.根据权利要求1所述的可自补偿的超高温滑动密封装置，其特征在于，所述压盖(9)为台阶环结构，小端伸入扩张段中，小端外环面与外管(1)的内环面配合，前端挤压密封组件；大端前端面与外管(1)后端面对接，并通过周向分布的螺纹连接件(12)固连，通过螺纹连接件(12)的拧紧力矩保证垫片(3)压装变形，实施密封。3.根据权利要求1所述的可自补偿的超高温...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅春，黄丹，李正大，常涛，庄宿国，姜文权，
申请(专利权)人：西安航天动力研究所，
类型：发明
国别省市：