[实用新型]一种宽温域耐多种介质的密封装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种宽温域耐多种介质的密封装置，该密封装置应用于运载系统弹体结构，如贮箱、管路、阀门等密封部位和其它民用产品相关特定领域密封，如超低温、高温、特种介质等，特种介质如液氢、液氮或是煤油，属于密封技术领域。

背景技术

现有技术中的耐高温及特种介质的密封材料不能在超低温下（液氢、液氮温度）使用；现有技术中纯金属密封件可以耐高低温及特种介质，但结构设计要求高、加工困难，对与之配套的安装结构要求形位公差苛刻，安装力矩很大，密封件具有个性特征，密封可靠性较低。且运载系统弹体结构，如贮箱、管路、阀门等密封部位，不仅要求适应超高低温要求，还要求耐多种特殊介质，如液氢、液氧、气氧、煤油等，安装力矩要求小，适应性高。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种宽温域耐多种介质的密封装置，该装置能在高低温环境及多种介质环境下仍能保持良好密封效果。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

本实用新型的一种宽温域耐多种介质的密封装置，该密封装置包括上法兰、下法兰、橡胶-金属复合密封件和螺栓，在上法兰、下法兰的接触面上各加工一个密封槽，橡胶-金属复合密封件放置在密封槽内，上法兰和下法兰通过螺栓拧紧密封；所述的密封槽圆环，其横截面为梯形或矩形；

所述的橡胶-金属复合密封件包括金属骨架和橡胶，金属骨架外表面吹砂后，经助剂处理，与橡胶热压结合成一整体；

当密封槽的横截面为矩形时，所述的密封槽直径D=Ds+70%Dr，密封槽高度为L=Ls／2+Dr/3，其中Ds为金属骨架的直径，Ls为金属骨架的高度，Dr为橡胶的厚度；

当密封槽的横截面为梯形时，密封槽外径D=Ds+2×70%Dr₁，密封槽高度为H=Hs／2+Dr₂/3，其中Ds为金属骨架的外径，Hs为金属骨架的高度，Dr₁、Dr₂为橡胶的厚度，Dr₂为两个梯形的腰相连接处半圆弧的半径；

所述的金属骨架的热膨胀系数小于上法兰或下法兰金属热膨胀系数一个数量级以上；

所述的上法兰的材料为不锈钢或铝。

所述的下法兰的材料为不锈钢或铝。

所述的金属骨架的材料为低膨胀合金；

所述的橡胶为氟橡胶；氟橡胶是经过一段硫化和二段硫化的，一段硫化温度为150±5℃，硫化时间为20分钟；二段硫化温度为200±5℃，硫化时间为5h；氟橡胶在-253℃、+250℃条件及多种介质（液氢、氧、煤油等）下具有可靠密封性能。

装配时将橡胶-金属复合密封件放置在下法兰的密封槽内，安装上法兰，在安装孔中装好螺栓，通过对螺栓施加力矩，对橡胶-金属复合密封件产生密封力。橡胶与4J36钢制备成复合密封件后，由于橡胶硫化粘接于金属骨架上，橡胶与金属之间无泄漏通道。而复合密封件通过结构设计，安装结构中橡胶部分超高压缩，低温下橡胶变成刚性材料，与金属的粘接强度急剧上升，且铝、钢等安装结构材料超低温下收缩，而4J36骨架基本不收缩，导致密封件的密封比压急剧上升，保证了密封件超低温（-253℃）下的密封性能。

本实用新型与现有技术相比有益效果为：

（1）本实用新型采用橡胶-金属复合密封件形式，在常温及高温情况下，选择了氟橡胶作为复合密封件的密封介质，因此能够耐煤油、耐液氧冲击、耐液氢，作为静密封材料能够在常温到～+250℃的范围内使用，具有较高的密封可靠性。

（2）本实用新型的复合密封件金属骨架热膨胀系数小于安装法兰的金属热膨胀系数，属于温度自紧式密封结构。橡胶与4J36钢制备成复合密封件后，由于橡胶硫化粘接于金属骨架上，橡胶与金属之间无泄漏通道。而复合密封件通过结构设计，安装结构中橡胶部分超高压缩，由于低温下橡胶变成刚性材料，与金属的粘接强度急剧上升，且铝、钢等安装结构材料超低温下收缩，而4J36骨架基本不收缩，导致密封件的密封比压急剧上升，保证了密封件超低温（-253℃）下的密封性能。

（2）本实用新型采用橡胶-金属复合密封件，在超低温（-253℃）到高温（+250℃）范围内，能保证2MPa工作压力下的密封漏率＜1×10^-5Pa·m³/s。通过更改密封结构设计，可以提高密封件在高低温下的耐压能力。

（3）本实用新型的橡胶-金属复合密封件与上、下法兰接触及压缩变形的是橡胶，因此所需要的安装力矩小。

附图说明

图1为实施例1中密封装置的结构示意图；