【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种可多次拆装的高可靠刚柔密封连接结构，属于结构设计。
技术介绍
1、随着航天探索任务越发复杂，探索目标越发遥远，对飞行器轻量化的需求更为迫切。采用柔性薄膜密封结构替代金属密封舱结构是有效的轻量化途径，在未来具有广阔的应用前景。
2、柔性密封结构可应用在全柔性密封舱结构和刚柔混合密封舱结构。全柔性密封舱结构因开口、设备连接等不可避免地存在与刚性结构的过渡连接，而刚柔混合密封舱结构在某些探索任务中是一种更为高效的结构形式，刚性结构和柔性需密封连接。刚柔连接结构需同时具备长寿命、高可靠的承载和密封性能，而这些连接因刚度突变、长期磨损等原因容易成为薄弱环节，是柔性密封舱结构设计的要点和难点。
3、中国专利cn104058103a公开了一种用于航天器柔性充气展开结构的刚柔连接结构，在刚柔结构间加双道o形密封圈实现气密连接，文献“柔性舱o型密封圈密封性能分析”介绍了一种刚柔密封的连接结构。这两种方法提出的技术方案均是通过o形密封圈压紧后局部产生较大的密封接触应力来实现密封，不足是该连接结构在内压载荷的作用下气密膜可能从压紧位置处滑移，使得承载和密封功能失效。
4、专利cn106287101b公开了一种固体火箭发动机喷管与柔性堵盖的粘接方法及密封工装，文献“inflatable structures technology handbook”介绍了一种用胶粘剂将柔性薄膜和金属件之间粘接的方式实现刚柔气密连接。这两种方法通过将刚柔结构在连接位置处进行粘接以保证气密性，同时可防止柔性气密膜在连接位
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出了一种可多次拆装的高可靠刚柔密封连接结构，具有高可靠的承载和密封功能，可反复拆装，特别适用于大尺寸刚柔混合密封舱结构。
2、本专利技术的技术解决方案是：
3、一种可多次拆装的高可靠刚柔密封连接结构，用于连接金属舱，包括柔性膜结构、密封圈、紧固件；
4、所述柔性膜结构为复合层，从金属舱内至金属舱外依次为承压层、气密层和阻燃层，各层分别独立连接金属舱；承压层用于为支撑气密层并承受和传递内压载荷，气密层用于密封，阻燃层用于阻燃金属舱；
5、所述金属舱沿环向均匀设置若干个挂钩，挂钩作为金属舱与承压层的接口，承压层挂接在各挂钩上；所述金属舱沿环向设置一道环框，环框位于挂钩的上方；环框端面上设置一道密封槽和若干个均匀分布的螺钉孔，气密层与环框通过放置于密封槽内的密封圈压紧，通过紧固件连接螺钉孔与气密层、阻燃层，实现金属舱与气密层、金属舱与阻燃层连接。
6、进一步地，所述承压层是由尼龙-聚氨酯涂层织物通过裁剪和热合制成的膜结构，外周均匀设有若干个挂孔，挂孔的形状尺寸及分布与所述挂钩形状尺寸及分布相同，挂孔与挂钩一一对应且采用紧配合，使承压层挂至各挂钩上。
7、进一步地，每个挂钩上开设一个螺钉孔，螺钉孔用于安装防脱螺钉，防止承压层从挂钩脱出，防脱螺钉一端与挂钩侧面齐平，另一端不允许顶到金属舱舱壁。
8、进一步地，所述气密层由气密膜和第二粘接环粘接而成，气密膜是由聚氨酯膜通过裁剪和热合制成的膜结构，第二粘接环为圆环板形结构，第二粘接环与环框通过密封圈压紧密封；第二粘接环环向均匀开设若干个穿钉孔，穿钉孔的数量、分布与环框上螺钉孔的数量、分布相同，通过紧固件穿过穿钉孔及对应的螺钉孔，实现气密层与金属舱的固定连接。
9、进一步地，所述第二粘接环的材料优选轻质铝合金、纤维增强复合材料层合板或塑料，第二粘接环压密封圈的一面为密封面，粗糙度小于1.6。
10、进一步地，环框面向舱外的表面设计为斜面，密封槽各面粗糙度小于1.6。
11、进一步地，所述阻燃层包括阻燃布、第一粘接环，第一粘接环为圆环板形结构，阻燃布外周与第一粘接环粘接；第一粘接环沿环向均匀开设若干个穿钉孔，穿钉孔的数量、分布与螺钉孔的数量、分布相同，通过紧固件穿过穿钉孔及对应的螺钉孔，实现气密层与金属舱的固定连接；所述第一粘接环的材料优选轻质铝合金、纤维增强复合材料层合板或塑料。
12、进一步地，多个软质垫块设置在承压层、气密层和金属舱的舱壁之间，填充环框、金属舱壁、挂钩、气密层以及承压层之间的空隙，用以支撑和保护气密层。
13、进一步地，软质垫块采用轻质泡沫或海绵，软质垫块沿金属舱舱壁一周分为多段；软质垫块上加工内嵌槽，通过紧配合嵌入环框和挂钩之间。
14、对高可靠刚柔密封连接结构进行装配的方法，包括：
15、步骤1：安装密封圈至密封槽内；
16、步骤2：在承压层、气密层、阻燃层、金属舱上设置象限标识，对齐承压层上的象限标识与金属舱的象限标识，将承压层的挂孔挂装在金属舱的挂钩上；
17、步骤3：安装防脱螺钉，防脱螺钉一端与挂钩侧面齐平，另一端不允许顶到金属舱舱壁；
18、步骤4：安装多段软质垫块；
19、步骤5：对齐气密层上的象限标识与金属舱的象限标识，将粘有气密膜的第二粘接环放置到环框和密封圈上方，至少安装4个紧固件，临时固定气密层；
20、步骤6：对齐阻燃层上的象限标识与金属舱的象限标识，将粘有阻燃布的第一粘接环放置到第二粘接环上面；
21、步骤7：去掉临时固定气密层的紧固件，再次安装各紧固件连接螺钉孔与气密层、阻燃层，紧固件对角安装，多级施加预紧力，使产品受力均匀，最后一次安装时螺钉头封胶。
22、本专利技术与现有技术相比的优点在于：
23、(1)本专利技术提出的刚柔连接结构中各功能层(承压层、气密层和阻燃层)与金属舱的连接相互独立，连接可靠性高。承压层通过挂孔挂接在舱体挂钩上，为多点分散连接，在内压作用下各点将承压层载荷均匀分散和传递到金属舱上，接头可承受较大载荷；气密层与金属舱的连接功能为气密，不承受内压载荷，气密层粘接在粘接环上，为第一道密封环节，粘接环与舱体环框之间通过密封圈压紧，为第二道密封环节，两道密封环节均有高可靠的密封性能并使得气密层与舱体的连接可拆卸；阻燃层与另一粘接环粘接，与金属舱环框通过紧固件连接。气密层、承压层和金属舱之间填充软质垫块，用以支撑和保护气密膜。各层独立连接，独立实现不同功能，连接可靠性高。
24、(2)本专利技术提出的刚柔连接结构可反复拆装。承压层与金属舱挂钩挂接、气密层和阻燃层通过粘接环与金属舱机械连接，各功能层的连接可反复拆装，操作方便。
25、(3)本专利技术提出的刚柔连接结构重量轻，尤其适用于大尺寸刚柔混合密封舱。较弱的粘接环即可实现可靠的气密连接，可以避免刚度较大的连接法兰导致的重量增加；挂钩和金属舱为整体，无需转接结构，节省结构重量。对于大尺寸刚柔混合密封舱结构，本专利技术提出的刚柔连接结构重量优势更为显著。
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1.一种可多次拆装的高可靠刚柔密封连接结构，用于连接金属舱，其特征在于，包括柔性膜结构、密封圈、紧固件；
2.根据权利要求1所述的一种可多次拆装的高可靠刚柔密封连接结构，其特征在于，所述承压层是由尼龙-聚氨酯涂层织物通过裁剪和热合制成的膜结构，外周均匀设有若干个挂孔，挂孔的形状尺寸及分布与所述挂钩形状尺寸及分布相同，挂孔与挂钩一一对应且采用紧配合，使承压层挂至各挂钩上。
3.根据权利要求2所述的一种可多次拆装的高可靠刚柔密封连接结构，其特征在于，每个挂钩上开设一个螺钉孔，螺钉孔用于安装防脱螺钉，防止承压层从挂钩脱出，防脱螺钉一端与挂钩侧面齐平，另一端不允许顶到金属舱舱壁。
4.根据权利要求1所述的一种可多次拆装的高可靠刚柔密封连接结构，其特征在于，所述气密层由气密膜和第二粘接环粘接而成，气密膜是由聚氨酯膜通过裁剪和热合制成的膜结构，第二粘接环为圆环板形结构，第二粘接环与环框通过密封圈压紧密封；第二粘接环环向均匀开设若干个穿钉孔，穿钉孔的数量、分布与环框上螺钉孔的数量、分布相同，通过紧固件穿过穿钉孔及对应的螺钉孔，实现气密层与金属舱的固定连接。<...
【技术特征摘要】
1.一种可多次拆装的高可靠刚柔密封连接结构，用于连接金属舱，其特征在于，包括柔性膜结构、密封圈、紧固件；
2.根据权利要求1所述的一种可多次拆装的高可靠刚柔密封连接结构，其特征在于，所述承压层是由尼龙-聚氨酯涂层织物通过裁剪和热合制成的膜结构，外周均匀设有若干个挂孔，挂孔的形状尺寸及分布与所述挂钩形状尺寸及分布相同，挂孔与挂钩一一对应且采用紧配合，使承压层挂至各挂钩上。
3.根据权利要求2所述的一种可多次拆装的高可靠刚柔密封连接结构，其特征在于，每个挂钩上开设一个螺钉孔，螺钉孔用于安装防脱螺钉，防止承压层从挂钩脱出，防脱螺钉一端与挂钩侧面齐平，另一端不允许顶到金属舱舱壁。
4.根据权利要求1所述的一种可多次拆装的高可靠刚柔密封连接结构，其特征在于，所述气密层由气密膜和第二粘接环粘接而成，气密膜是由聚氨酯膜通过裁剪和热合制成的膜结构，第二粘接环为圆环板形结构，第二粘接环与环框通过密封圈压紧密封；第二粘接环环向均匀开设若干个穿钉孔，穿钉孔的数量、分布与环框上螺钉孔的数量、分布相同，通过紧固件穿过穿钉孔及对应的螺钉孔，实现气密层与金属舱的固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种可多次拆装的高可靠刚柔密封连接结构，其特征在于，所述第二粘接环的材料优选轻质铝合金、纤维增强复...
【专利技术属性】
技术研发人员：成志忠，常洁，李小琪，陈燕，周志勇，邓宇华，张萃，王刚，王祥，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：
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