CN103603953A - 低温贮箱穿舱测试密封法兰 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低温贮箱穿舱测试密封法兰，包括环形体、上盖板、下盖板以及传输线缆束，所述环形体的中心处设有轴向通孔，所述上盖板设置于环形体上表面的轴向通孔处，所述下盖板设置于环形体下表面的轴向通孔处，所述上盖板、下盖板以及环形体之间形成中间空心区域，所述中间空心区域填充有密封粘合剂。本发明通过该低温贮箱穿舱测试密封法兰的使用，可在不影响贮箱密封效果的前提下，满足液氮加注类低温试验中贮箱内部测试数据穿舱传输至箱外测试设备的需求，有效的提升了低温贮箱类试验的测试手段，确保了试验测试的有效性、全面性。

Description

低温贮箱穿舱测试密封法兰

技术领域

本发明涉及贮箱类低温试验测试装置技术领域，具体是一种低温贮箱穿舱测试密封法兰。

背景技术

目前，液氧作为推进剂已被多种型号运载火箭、飞行器等航天产品采用。在产品定型前，为验证结构设计和工艺的正确性及合理性，需对其各部件开展一系列地面试验。为模拟真实的工作环境，液氧贮箱通常需进行低温试验。液氧温度为-183℃，出于安全考虑，试验中通常采用液氮代替液氧，其温度为-196℃。

试验过程中，贮箱内需加满液氮并增压，贮箱必须可靠密封。但为确保试验测量的全面性，试验过程中通常需要测量贮箱内部应变、温度等参数，由于贮箱本身为密闭结构，必须借助低温贮箱穿舱测试密封法兰方可将贮箱内部测试数据穿舱传输至箱外测试设备。

在不具备低温贮箱穿舱测试密封法兰的条件下，低温试验过程中只能够测试贮箱外部相关参数，而无法对贮箱内部诸如应变、温度等参数开展测试。

因此，低温贮箱穿舱测试密封法兰需包含多根导线，且各导线之间相互绝缘，同时，法兰需在-196℃及一定的内压环境下有效密封，防止液氮、氮气泄露。经查目前没有相关报道。

发明内容

本发明提供了一种低温贮箱穿舱测试密封法兰，该密封法兰可满足液氮加注类低温试验中舱体内部测试数据穿舱传输至箱外测试设备的需求，有效的提升了低温贮箱类试验的测试手段，确保了试验测试的有效性、全面性。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种低温贮箱穿舱测试密封法兰，包括环形体、上盖板、下盖板以及传输线缆束，所述环形体的中心处设有轴向通孔，所述上盖板设置于环形体上表面的轴向通孔处，所述下盖板设置于环形体下表面的轴向通孔处，所述上盖板、下盖板以及环形体之间形成中间空心区域，所述中间空心区域填充有密封粘合剂；其中：

所述环形体整体为环形结构，环形体在接近其外径位置设有多个沿圆周均布的环形体通孔，环形体的上表面和下表面上靠近轴向通孔处均设有多个沿圆周均布的螺孔；

所述上盖板整体为圆形法兰盖，上盖板的下表面具有凸起的圆形台面I，所述圆形台面I的直径略小于所述环形体的内径，上盖板在接近其外径位置设有多个沿圆周均布的安装通孔I，所述安装通孔I的直径略大于环形体上表面螺孔的直径，所述安装通孔I的数量及分布位置与环形体上表面螺孔相适配，上盖板的中间区域分布有多排穿舱通孔I；

所述下盖板整体为圆形法兰盖，下盖板的上表面具有凸起的圆形台面II，所述圆形台面II的直径略小于所述环形体的内径，下盖板在接近其外径位置设有多个沿圆周均布的安装通孔II，所述安装通孔II的直径略大于环形体下表面螺孔的直径，所述安装通孔II的数量及分布位置与环形体下表面螺孔相适配，下盖板的中间区域分布有多排穿舱通孔II，所述穿舱通孔II的数量及分布位置与穿舱通孔I相适配；

所述传输线缆束设置于上盖板和下盖板上一组对应的穿舱通孔内。

优选地，所述环形体的轴向通孔处设有一个环形凸台，环形体上表面螺孔沿圆周均布在所述环形凸台的端面上，环形体的上表面设有一圈环形凹槽，环形体的下表面最内圈设有一个环形凹台，环形体的内壁上设有两圈沟状槽II。

优选地，所述环形凹槽的底面设有一圈沟状槽I。

优选地，所述环形凹槽内设有上密封圈，所述环形凹台内设有下密封圈，所述沟状槽为两条。

优选地，所述上密封圈和下密封圈均为环形结构。

优选地，上密封圈的内径略大于环形凹槽的内径，上密封圈的外径略小于环形凹槽的外径，上密封圈的厚度略大于环形凹槽的深度；和/或

下密封圈的内径略大于环形体的内径，下密封圈的外径略小于环形凹台的外径，下密封圈的厚度略大于环形凹台的深度。

优选地，每一个穿舱通孔I均设有一个圆锥形坡台，和/或

每一个穿舱通孔II均设有一个倒圆锥形坡台。

优选地，上盖板和下盖板上每一组对应的穿舱通孔中均设有传输线缆束。

优选地，所述传输线缆束由多根具备绝缘层的低温线缆并排组成。

优选地，所述密封粘合剂包括密封粘合剂甲、密封粘合剂乙和密封粘合剂丙，三种类型的密封粘合剂甲、密封粘合剂乙和密封粘合剂丙呈上、中、下三层分布，并紧紧充满所述中间空心区域。

优选地，所述密封粘合剂甲、密封粘合剂乙和密封粘合剂丙均为具备低温密封能力的粘性材料。

优选地，所述环形体上表面螺孔内设有匹配的上拧紧螺栓，所述环形体下表面螺孔内设有匹配的下拧紧螺栓。

本发明提供的低温贮箱穿舱测试密封法兰，通过将上盖板上表面伸出的传输线缆束依次连接至贮箱内部测试传感器上，然后用螺栓将低温贮箱穿舱测试密封法兰与贮箱法兰口对接拧紧，再将下盖板下表面伸出的传输线缆束连接至测试设备，即可在不影响贮箱密封效果的前提下，满足液氮加注类低温试验中贮箱内部测试数据穿舱传输至箱外测试设备的需求，有效的提升了低温贮箱类试验的测试手段，确保了试验测试的有效性、全面性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明剖面图；

图3为本发明环形体俯视图；

图4为本发明环形体仰视图；

图5为本发明上盖板结构示意图；

图6为本发明下盖板结构示意图；

图7为本发明传输线缆束示意图；

图8为本发明密封粘合剂示意图；

图中：1为环形体，2为上盖板，3为下盖板，4为上密封圈，5为下密封圈，6为传输线缆束，7为上拧紧螺栓，8为下拧紧螺栓，9为密封粘合剂，21为环形体通孔，22为环形凸台，23为上表面螺孔，24为环形凹槽，25为沟状槽I，26为下表面螺孔，27为环形凹台，28为沟状槽II，31为圆形台面I，32为安装通孔I，33为穿舱通孔I，34为圆锥形坡台，41为圆形台面II，42为安装通孔II，43为穿舱通孔II，44为倒圆锥形坡台，51为低温线缆，61为密封粘合剂甲，62为密封粘合剂乙，63为密封粘合剂丙。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

请同时参阅图1至图8。

本实施例提供了一种低温贮箱穿舱测试密封法兰，包括环形体、上盖板、下盖板以及传输线缆束，所述环形体的中心处设有轴向通孔，所述上盖板设置于环形体上表面的轴向通孔处，所述下盖板设置于环形体下表面的轴向通孔处，所述上盖板、下盖板以及环形体之间形成中间空心区域，所述中间空心区域填充有密封粘合剂；其中：

所述环形体整体为环形结构，环形体在接近其外径位置设有多个沿圆周均布的环形体通孔，环形体的上表面和下表面上靠近轴向通孔处均设有多个沿圆周均布的螺孔；

所述上盖板整体为圆形法兰盖，上盖板的下表面具有凸起的圆形台面I，所述圆形台面I的直径略小于所述环形体的内径，上盖板在接近其外径位置设有多个沿圆周均布的安装通孔I，所述安装通孔I的直径略大于环形体上表面螺孔的直径，所述安装通孔I的数量及分布位置与环形体上表面螺孔相适配，上盖板的中间区域分布有多排穿舱通孔I；

所述下盖板整体为圆形法兰盖，下盖板的上表面具有凸起的圆形台面II，所述圆形台面II的直径略小于所述环形体的内径，下盖板在接近其外径位置设有多个沿圆周均布的安装通孔II，所述安装通孔II的直径略大于环形体下表面螺孔的直径，所述安装通孔II的数量及分布位置与环形体下表面螺孔相适配，下盖板的中间区域分布有多排穿舱通孔II，所述穿舱通孔II的数量及分布位置与穿舱通孔I相适配；

所述传输线缆束设置于上盖板和下盖板上一组对应的穿舱通孔内。

进一步地，所述环形体的轴向通孔处设有一个环形凸台，环形体上表面螺孔沿圆周均布在所述环形凸台的端面上，环形体的上表面设有一圈环形凹槽，环形体的下表面最内圈设有一个环形凹台，环形体的内壁上设有两圈沟状槽II。

进一步地，所述环形凹槽的底面设有一圈沟状槽I。

进一步地，所述环形凹槽内设有上密封圈，所述环形凹台内设有下密封圈，所述沟状槽为两条。

进一步地，所述上密封圈和下密封圈均为环形结构。

进一步地，上密封圈的内径略大于环形凹槽的内径，上密封圈的外径略小于环形凹槽的外径，上密封圈的厚度略大于环形凹槽的深度；和/或

下密封圈的内径略大于环形体的内径，下密封圈的外径略小于环形凹台的外径，下密封圈的厚度略大于环形凹台的深度。

进一步地，每一个穿舱通孔I均设有一个圆锥形坡台，和/或

每一个穿舱通孔II均设有一个倒圆锥形坡台。

进一步地，上盖板和下盖板上每一组对应的穿舱通孔中均设有传输线缆束。

进一步地，所述传输线缆束由多根具备绝缘层的低温线缆并排组成。

进一步地，所述密封粘合剂包括密封粘合剂甲、密封粘合剂乙和密封粘合剂丙，三种类型的密封粘合剂甲、密封粘合剂乙和密封粘合剂丙呈上、中、下三层分布，并紧紧充满所述中间空心区域。

进一步地，所述密封粘合剂甲、密封粘合剂乙和密封粘合剂丙均为具备低温密封能力的粘性材料。

进一步地，所述环形体上表面螺孔内设有匹配的上拧紧螺栓，所述环形体下表面螺孔内设有匹配的下拧紧螺栓。

具体为，

环形体1，其主体形式为环形结构，所述环形体1在接近其外径位置具备一圈沿圆周均布的多个通孔，所述环形体1的上表面具备一圈沿圆周均布的多个螺孔，所述环形体1的下表面具备一圈沿圆周均布的多个螺孔；

上盖板2，其主体形式为圆形法兰盖，所述上盖板2的下侧具有凸起的圆形台面。所述圆形台面的直径略小于所述环形体1的内径。所述上盖板2在接近其外径位置具备一圈沿圆周均布的多个安装通孔，所述安装通孔的直径略大于所述环形体1上表面的螺孔的直径，所述安装通孔的数量及分布位置与所述环形体1上表面的多个螺孔相同。所述上盖板2的中间区域分布多排穿舱通孔；

下盖板3，其主体形式为圆形法兰盖，所述下盖板3的上侧具有凸起的圆形台面。所述圆形台面的直径略小于所述环形体1的内径。所述下盖板3在接近其外径位置具备一圈沿圆周均布的多个安装通孔，所述安装通孔的直径略大于所述环形体1下表面的螺孔的直径，所述安装通孔的数量及分布位置与所述环形体1下表面的多个螺孔相同。所述下盖板3的中间区域分布多排穿舱通孔，所述穿舱通孔的数量及分布位置与所述上盖板2的中间区域的穿舱通孔相同；

上密封圈4，所述上密封圈4为环形结构；

下密封圈5，所述下密封圈5为环形结构；

传输线缆束6，所述传输线缆束6穿过所述上盖板2及所述下盖板3的中间区域一对位置对应的穿舱通孔。

上拧紧螺栓7，所述上拧紧螺栓7与所述环形体1的上表面的螺孔匹配；

下拧紧螺栓8，所述下拧紧螺栓8与所述环形体1的上表面的螺孔匹配；

密封粘合剂9，所述密封粘合剂9为具备低温密封能力的粘性材料，所述密封粘合剂9分布在所述环形体1、所述上盖板2及所述下盖板3共同形成的中间空心区域。

如图3和图4所示，所述环形体1在接近其外径位置具备一圈沿圆周均布的多个环形体通孔21，所述环形体1的上表面具备一个环形凸台22，所述环形凸台22端面沿圆周均布多个上表面螺孔23，所述环形体1的上表面具备一圈环形凹槽24，所述环形凹槽24的底面具备一圈沟状槽I25，所述环形体1的下表面具备一圈沿圆周均布的多个下表面螺孔26，所述环形体1的下表面最内圈具备一个环形凹台27，所述环形体1的内壁具有两圈沟状槽II28。在本发明的其他实施例中，所述环形体通孔21、上表面螺孔23、沟状槽I25、下表面螺孔26以及沟状槽II28的数量可以根据工艺需要进行调节。

如图5所示，所述上盖板2的下侧具有凸起的圆形台面31。所述圆形台面I31的直径略小于所述环形体1的内径。所述上盖板2在接近其外径位置具备一圈沿圆周均布的多个安装通孔I32，所述安装通孔I32的直径略大于所述环形体1上表面螺孔23的直径，所述安装通孔I32的数量及分布位置与所述环形体1上表面螺孔23相同。所述上盖板2的中间区域分布多排穿舱通孔I33，所述上盖板2的下表面在每个穿舱通孔I33处均具备一个圆锥形坡台34。在本发明的其他实施例中，所述穿舱通孔I33的数量及分布位置可以根据工艺需要进行调节。

如图6所示，所述下盖板3的上侧具有凸起的圆形台面II41。所述圆形台面II41的直径略小于所述环形体1的内径。所述下盖板3在接近其外径位置具备一圈沿圆周均布的多个安装通孔II42，所述安装通孔II42的直径略大于所述环形体1下表面螺孔26的直径，所述安装通孔II42的数量及分布位置与所述环形体1下表面螺孔26相同。所述下盖板3的中间区域分布多排穿舱通孔II43，所述穿舱通孔II43的数量及分布位置与所述上盖板2的中间区域的穿舱通孔I33相同，所述下盖板3的上表面在每个穿舱通孔II43处均具备一个倒圆锥形坡台44。

如图7所示，所述传输线缆束6由多根具备绝缘层的低温线缆51并排组成，所述上盖板2及所述下盖板3的中间区域每一对位置对应的穿舱通孔33、43中均穿过一组所述传输线缆束6。在本发明的其他实施例中，所述低温线缆51的数量可以根据工艺需要进行调节。

如图8所示，所述密封粘合剂9分为密封粘合剂甲61、密封粘合剂乙62和密封粘合剂丙63三种不同类型，所述密封粘合剂甲61、所述密封粘合剂乙62和所述密封粘合剂丙63分为上、中、下三层，并紧紧充满所述环形体1、所述上盖板2及所述下盖板3共同形成的中间空心区域。在本发明的其他实施例中，所述密封粘合剂9的种类可以根据工艺需要进行调节。

下面结合附图具体说明借助于上述实施例提供的组件，可在不影响贮箱密封效果的前提下，满足液氮加注类低温试验中贮箱内部测试数据穿舱传输至箱外测试设备的需求。

安装时，如图1和图2所示，首先将下密封圈5放置在环形体1下表面的环形凹台27中，并通过下拧紧螺栓8将下盖板3与环形体1对接拧紧，此时下密封圈5将被压紧，下盖板3与环形体1连接处实现密封。

然后，将多组传输线缆束6依次穿过下盖板3中心区域的穿舱通孔II43。之后，逐层注入密封粘合剂丙63、密封粘合剂乙62和密封粘合剂甲61，并待其充分凝固，环形体1中心区域即可实现密封。

随后，将穿过下盖板3上穿舱通孔II43的每组传输线缆束6依次穿过上盖板2上对应位置的穿舱通孔I33，再通过上拧紧螺栓7将上盖板2与环形体1对接拧紧，拧紧时应确保上盖板2中心区域的穿舱通孔I33与下盖板3中心区域的穿舱通孔II43位置保持对齐。拧紧后，密封粘合剂9将被压紧变形并充满沟状槽II28、圆锥形坡台34以及倒圆锥形坡台44，进一步增强环形体1中心区域以及传输线缆束6与穿舱通孔33、43之间微小间隙处的密封效果。

最后，将上盖板2上表面伸出的传输线缆束6依次连接至贮箱内部测试传感器上，再用螺栓穿过环形体通孔21将低温贮箱穿舱测试密封法兰与贮箱法兰口对接拧紧，此时上密封圈4将被压紧并实现低温贮箱穿舱测试密封法兰与贮箱间密封，之后再将下盖板3下表面伸出的传输线缆束6连接至测试设备。此时，贮箱内部测试传感器的信号即可通过传输线缆束6穿舱传输至测试设备。

综上，本实施例通过各组件的组装对接，可在不影响贮箱密封效果的前提下，满足了液氮加注类低温试验中贮箱内部测试数据穿舱传输至箱外测试设备的需求，有效的提升了低温贮箱类试验的测试手段，确保了试验测试的有效性、全面性。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种低温贮箱穿舱测试密封法兰，其特征在于，包括环形体、上盖板、下盖板以及传输线缆束，所述环形体的中心处设有轴向通孔，所述上盖板设置于环形体上表面的轴向通孔处，所述下盖板设置于环形体下表面的轴向通孔处，所述上盖板、下盖板以及环形体之间形成中间空心区域，所述中间空心区域填充有密封粘合剂；其中：

所述环形体整体为环形结构，环形体在接近其外径位置设有多个沿圆周均布的环形体通孔，环形体的上表面和下表面上靠近轴向通孔处均设有多个沿圆周均布的螺孔；

所述上盖板整体为圆形法兰盖，上盖板的下表面具有凸起的圆形台面I，所述圆形台面I的直径略小于所述环形体的内径，上盖板在接近其外径位置设有多个沿圆周均布的安装通孔I，所述安装通孔I的直径略大于环形体上表面螺孔的直径，所述安装通孔I的数量及分布位置与环形体上表面螺孔相适配，上盖板的中间区域分布有多排穿舱通孔I；

所述下盖板整体为圆形法兰盖，下盖板的上表面具有凸起的圆形台面II，所述圆形台面II的直径略小于所述环形体的内径，下盖板在接近其外径位置设有多个沿圆周均布的安装通孔II，所述安装通孔II的直径略大于环形体下表面螺孔的直径，所述安装通孔II的数量及分布位置与环形体下表面螺孔相适配，下盖板的中间区域分布有多排穿舱通孔II，所述穿舱通孔II的数量及分布位置与穿舱通孔I相适配；

所述传输线缆束设置于上盖板和下盖板上一组对应的穿舱通孔内。

2.根据权利要求1所述的低温贮箱穿舱测试密封法兰，其特征在于，所述环形体的轴向通孔处设有一个环形凸台，环形体上表面螺孔沿圆周均布在所述环形凸台的端面上，环形体的上表面设有一圈环形凹槽，环形体的下表面最内圈设有一个环形凹台，环形体的内壁上设有两圈沟状槽II。

3.根据权利要求2所述的低温贮箱穿舱测试密封法兰，其特征在于，所述环形凹槽的底面设有一圈沟状槽I。

4.根据权利要求2或3所述的低温贮箱穿舱测试密封法兰，其特征在于，所述环形凹槽内设有上密封圈，所述环形凹台内设有下密封圈；

上密封圈的内径略大于环形凹槽的内径，上密封圈的外径略小于环形凹槽的外径，上密封圈的厚度略大于环形凹槽的深度；和/或

下密封圈的内径略大于环形体的内径，下密封圈的外径略小于环形凹台的外径，下密封圈的厚度略大于环形凹台的深度。

5.权利要求1所述的低温贮箱穿舱测试密封法兰，其特征在于，每一个穿舱通孔I均设有一个圆锥形坡台，和/或

每一个穿舱通孔II均设有一个倒圆锥形坡台。

6.据权利要求1所述的低温贮箱穿舱测试密封法兰，其特征在于，上盖板和下盖板上每一组对应的穿舱通孔中均设有传输线缆束。

7.据权利要求1或6述的低温贮箱穿舱测试密封法兰，其特征在于，所述传输线缆束由多根具备绝缘层的低温线缆并排组成。

8.据权利要求1所述的低温贮箱穿舱测试密封法兰，其特征在于，所述密封粘合剂包括密封粘合剂甲、密封粘合剂乙和密封粘合剂丙，三种类型的密封粘合剂甲、密封粘合剂乙和密封粘合剂丙呈上、中、下三层分布，并紧紧充满所述中间空心区域。

9.据权利要求8所述的低温贮箱穿舱测试密封法兰，其特征在于，所述密封粘合剂甲、密封粘合剂乙和密封粘合剂丙均为具备低温密封能力的粘性材料。

10.据权利要求1所述的低温贮箱穿舱测试密封法兰，其特征在于，所述环形体上表面螺孔内设有匹配的上拧紧螺栓，所述环形体下表面螺孔内设有匹配的下拧紧螺栓。

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