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1、2010年第1期阀门—27—文章编号:100225855(2010)0120027206航天阀门中零泄漏金属波纹管动密封技术及其应用121111111111魏国俭,黄乃宁,乔桂玉,孙正旺,王慧,赵凤红,赵莹,陈晓琴,向猛,许键,周炜,刘博(11北京航天动力研究所,北京100076;21沈阳仪表科学研究院,辽宁沈阳110043)摘要论述了航天发动机阀门中金属波纹管动密封零泄漏技术的密封原理。介绍了金属波纹管动密封的构成、加工、试验以及在航天阀门中低温、高压、高温工况下的应用。关键词阀门;金属波纹管;动密封;加工;试验;应用中图分类号:TH134文献标识码:ATheze
2、roleakagemetalbollowsdynamicsealingtechnologyandnewapplicationinaerospacevalve121111WEIGuo2jian,HUANGNai2ning,QIAOGui2yu,SUNZheng2wang,WANGHui,ZHAOFeng2hong,111111ZHAOYing,CHENXiao2qin,XIANGMeng,XUJian,ZHOUWei,LIUBo(11BeijingAerospacepowerResearchInstitute,Beijing100076,China;21Shenyan
3、gScientificinstrumentInstitute,Shenyang110043,China)Abstract:Thedynamicsealingofaerospaceenginevalveinhighpressure,loworhightemperaturecon2ditiondemandthezeroleakagehowevermetalbellowsdynamicsealingcanachieve.Thepaperpresentsthezeroleakagemetalbollowsdynamicsealingtechnology(structure,
4、Principle,processing,test.)inaerospacevalveanditsnewapplication.Keywords:valve;metalbellowsdynamicsealing;processingandtest;newapplication1概述后,取得了多个型号火箭发动机阀门研制成功。多年来,4个型号液氢液氧火箭发动机的多种阀门中零泄漏的金属波纹管动密封技术不仅是液体火采用金属波纹管从8种已增加到约30种,零泄漏的箭发动机阀门的关键技术,也是各行各业(航天、航金属波纹管动密封在液氢液氧火箭发动机阀门使用空、舰艇、石油和化工等)使
5、用阀门的关键技术。特中占据了相当重要的位置。别是在低温、高温、高压、有毒及腐蚀性的介质中使用的阀门,确保在阀门开关调节动作中零泄漏,是阀2金属波纹管动密封门研制、设计和使用的难点和关键,也是确保航天液211结构体火箭发动机系统、航空、舰艇、石油和化工等介质阀门中的金属波纹管动密封是通过金属波纹管输送系统工作安全可靠的难点和关键。由于金属波组合件实现动密封。金属波纹管组合件一般由金属纹管动密封技术能实现动密封的零泄漏,机械式动波纹管、法兰连接件和盖连接件组成(图1)。金属密封难于实现零泄漏,所以许多国家在航天技术阀波纹管靠波纹管弹性薄板材料的强度和弹性,在金门领域、阀
6、门技术领域都进行了金属波纹管动密封属波纹管组合件中与阀瓣一起移动时进行拉伸或压技术的大量研究和应用。缩,阻隔气控腔和介质腔之间的泄漏,起零泄漏动密我国从70年代开始,在航天的液体火箭发动机封的作用,并承受着介质腔和气控腔的压力差的作阀门上使用金属波纹管动密封技术,特别是液氢液用。最常用的波纹管形式是多层U形金属波纹管,氧火箭发动机阀门采用了金属波纹管动密封技术图2是常用的三层U形金属波纹管的剖视立体图。作者简介:魏国俭,研究员,硕士生导师。©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allright
7、sreserved.http://www.cnki.net—28—阀门2010年第1期金属波纹管组合件通过法兰盘连接件与阀门壳体连阀门的动密封性能是靠金属波纹管组合件中的接成一体。盖连接件与阀瓣直接或间接相连,靠气金属波纹管的性能和特性保证的。金属波纹管是由控或介质压力的驱动,使阀瓣移动起开、关和调节作单层或多层薄壁管材液压而成,在航天领域中多采用。3个金属零件由手工或自动氩弧焊焊接、电子用2层或3层U形不锈钢00Cr17Ni14Mo2和高温合束焊焊接和锡焊焊接等。金GH4169材料的波纹管,其具有如下的优良特性。图3不锈钢波纹管的压缩拉伸刚度(3个试件)(1)
