[发明专利]一种连接密封装置

说明书

技术领域

本发明属于固体火箭发动机技术领域，具体涉及一种连接密封装置。

背景技术

固体火箭发动机是一种将固体燃料通过在高温高压状态下的燃烧从而转化为动能的动力装置，主要由点火机构、壳体、装药燃烧室以及喷管等零部件组成。实践表明，壳体与喷管之间的连接形式与密封方式是非常关键的，部件之间的可靠连接关系到固体火箭发动机系统的可靠性；同时，有效的密封方式杜绝了装药燃烧室内的高温高压燃气的窜动，极大地降低了结构强度失效的可能性，从而有效提升了固体火箭发动机系统的安全性与可靠性。通常，传统的连接与密封采用法兰或螺纹结构，该模式简单、实用，具有良好的效果。在设计与制造过程中发现，其结构质量较重，需要较大的装配空间，一般在直径较大的发动机上应用较为广泛，不会给固体火箭发动机系统带来额外的消极质量；当发动机直径较小（如小于200mm）时，存在着诸多问题，例如外形尺寸限制、装配空间狭小、操作不方便等，采用传统的法兰或螺纹结构存在结构质量较大，空间超出总体预期等诸多不利因素，无法满足高质量比、结构紧凑等小直径固体火箭发动机的设计要求。

发明内容

本发明的目的提供一种连接密封装置，以解决小直径固体火箭发动机喷管装配难题，达到减轻结构质量和提高装配效率的目的。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种连接密封装置，包括壳体和与之连接的喷管，壳体内壁上设有装配槽，喷管上设有与装配槽配套的装配台阶，通过装配槽和装配台阶，可以确保精确定位和装配；所述壳体内还设有卡槽，卡槽内安装有与之配合的卡环，卡环的一部分安装在卡槽内，一部分与喷管卡紧。

所述卡环的截面为L形，便于安装到卡槽内，对喷管实现压紧。

所述卡环为环形，卡环的环体上设有一处开口，且该开口处安装有补偿块，补偿块与环体的开口相配合。 通过补偿块可以定位、防止松动，而且起到补重、均衡作用。

所述开口靠近环体内壁的距离小于开口靠近环体外壁的距离，且卡环开口两侧的切面之间的夹角为4-10度。设计一定角度，则有利于补偿块的安装。

所述补偿块上设有螺纹孔，壳体上设有定位螺纹孔，定位螺栓穿过补偿块的螺纹孔连接到壳体上的定位螺纹孔，限定补偿块位置，确保装配紧固。

所述的卡环由多个弧形段组成，多个弧形段之间直接接触，通过多个弧形段的设计，方便装配，特别是尺寸小的壳体，依次装配，降低安装难度，减少消极重量。

所述弧形段为5-6段，各弧形段上设有编号，提高装配速度，避免误装影响密封效果。

所述喷管的外壁上设有密封槽，密封槽内安装有O型圈。通过采用硅橡胶O形圈实现径向密封，其初始压缩率26.67%；该类O形圈密封效果好，使用期较长。

所述密封槽的槽宽3.6mm，槽深为2.2mm，该尺寸下可以获得最佳密封效果。

所述密封槽为两个，O型圈为两组；双密封可以进一步提高密封效果。

本发明在使用过程中，设计与加工卡环，切割成若干弧形段，编制编码，在喷管的密封槽内安装硅橡胶O形圈，将其装入壳体，喷管的装配台阶与壳体的装配槽相匹配，将卡环的弧形段逐一装入壳体的卡槽，然后将补偿块插入卡环的开口，最后，用螺栓穿过壳体的定位螺纹孔与补偿块的螺纹孔拧紧。

该连接密封装置可以显著减少了空间占有率、减轻了固体火箭发动机结构质量，扩大了安装空间，充分满足了高质量比固体火箭发动机的设计要求。与传统的法兰或螺纹结构相比较，直径200mm的结构质量可降低25%，装配效率提高35%；直径150mm的结构质量可降低29%，装配效率提高39%；直径100mm的结构质量可降低32%，装配效率提高38%。该装置也可确保固体火箭发动机的可靠性，其工作时，由于内压产生的反作用力，卡环受到喷管的剪切力，在剪切部位会产生应力集中现象，对该部位进行了应力分析，分析结果表明，不影响结构强度，且通过了各种试验的考核。

该装置功能齐全，操作便利，具有很强的通用性。目前，该装置已在多个产品进行了应用，成功完成了多项试验，取得了良好的效果。

附图说明

图1为本装置的剖面图。

图2为补偿块的结构示意图。

图3为卡环的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。