CN112879563B - 一种利用液体体膨胀压力压紧密封圈提高密封性的密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用液体体膨胀压力压紧密封圈提高密封性的密封装置,体零件与盖板零件通过第二螺钉机械连接后,膨体聚四氟乙烯密封圈的第三圆环体的上端被挤入盖板零件的第二环向V形槽中并与第二环向V形槽完全贴合,膨体聚四氟乙烯密封圈的第三圆环体的下端被挤入壳体零件的第一环向V形槽中并与第一环向V形槽完全贴合;本发明内部液相装药的体膨胀压力较大时,液相装药的压力挤压膨体聚四氟乙烯的内侧锯齿面,使膨体聚四氟乙烯受到径向力,在径向力作用下膨体聚四氟乙烯的外侧锯齿面与机械零件贴合的更加紧密,密封可靠性提高,可靠的实现了密封效果。

Description

一种利用液体体膨胀压力压紧密封圈提高密封性的密封装置
技术领域
本发明属于密封装置技术领域,涉及一种利用液体体膨胀压力的密封装置,特别涉及一种利用液体体膨胀压力压紧密封圈提高密封性的密封装置。
背景技术
液相装药战斗部内部装填高能燃料,通过炸药爆炸抛撒驱动作用,高能燃料被抛撒到空气中与空气混合形成大范围的活性云团,再经炸药二次起爆,活性云团产生体爆轰,释放出强烈的冲击波,是威力最大的非核武器之一。
液相装药战斗部内部装填的高能燃料含有液相材料,因此,液相装药战斗部的各机械零件接口处都需满足密封要求。液相装药战斗部盖板处采用端面轴向密封,密封槽直径为81~82mm,液相装药的体膨胀压力不超过0.7MPa。
战斗部上最常用的密封材料为橡胶。橡胶具有良好的弹性,在压力作用下发生弹性变形,橡胶与机械零件可以良好的贴合,实现密封效果。
液相装药战斗部内部装填的高能液相燃料具有强腐蚀性,各种橡胶材料均与其发生化学反应而失效。聚四氟乙烯是一种综合性能优异的高分子材料,与高能液相燃料不发生化学反应。但聚四氟乙烯可压缩性很差,聚四氟乙烯的弹性模量为280MPa,而聚四氟乙烯的抗拉强度为15MPa,即聚四氟乙烯材料发生的变形量超过厚度的5.3%时,将发生破坏。橡胶密封圈弹性好,可以完全压入密封槽,使用橡胶密封圈,不改变战斗部各机械零件装配后的总长度。但聚四氟乙烯密封圈可压缩量太小,不能完全压入密封槽,使用聚四氟乙烯密封圈,机械零件会被顶起,战斗部总长度增加3mm左右。武器平台对液相装药战斗部的总长度有着严格要求,通常误差在±0.5mm以内,因此,使用聚四氟乙烯密封圈无法满足战斗部总长度要求。
张雨果等人在文献“膨体聚四氟乙烯的发展和应用”(2014年中国工程塑料复合材料技术研讨会论文集,2014年,第321页)中报道了一种聚四氟乙烯新工艺,将聚四氟乙烯材料通过拉伸形成纤维状,形成膨体聚四氟乙烯材料,膨体聚四氟乙烯与聚四氟乙烯的化学性质相同,同样与高能液相燃料不发生化学反应。但膨体聚四氟乙烯的弹性模量大幅度降低,具有良好的可压缩性,膨体聚四氟乙烯密封圈可以完全压入密封槽,不改变战斗部各机械零件装配后的总长度。但膨体聚四氟乙烯的回弹能力很差,即受到压缩后很容易发生永久变形,无法恢复到原尺寸,膨体聚四氟乙烯发生永久变形后,与机械零件贴合力较小,当液相装药的体膨胀压力较小时,尚可以密封;当液相装药的体膨胀压力较大时,液相装药的体膨胀压力作用下密封圈被压缩并与机械零件脱离,将发生泄漏。
发明内容
为了克服现有技术的不足和缺陷,本发明提供一种利用液体体膨胀压力压紧密封圈提高密封性的密封装置,本发明内部液相装药的体膨胀压力较大时,液相装药的压力挤压膨体聚四氟乙烯的内侧锯齿面,使膨体聚四氟乙烯受到径向力,在径向力作用下膨体聚四氟乙烯的外侧锯齿面与机械零件贴合的更加紧密,密封可靠性提高,可靠的实现了密封效果。
本发明提供的一种利用液体体膨胀压力压紧密封圈提高密封性的密封装置。包括膨体聚四氟乙烯密封圈3,其特征在于,还包括壳体零件1、盖板零件2;
壳体零件1的形状为第一圆板,壳体零件1的第一圆板为回转体,壳体零件1的第一圆板中心带有第一圆孔,壳体零件1的第一圆板上端带有第一环形凹槽,壳体零件1的第一环形凹槽由下端面、内侧圆柱面和外侧圆柱面组成,壳体零件1的第一环形凹槽的下端面为第一同心圆环面,壳体零件1的第一同心圆环面上带有三个径向上紧挨着的第一环向V形槽,壳体零件1的三个第一环向V形槽轴截面V形完全相同,每相邻的两个壳体零件1的第一环向V形槽交接处带有第一圆角;
壳体零件1的回转体轴线垂直于地面,壳体零件1为液相装药战斗部的壳体零件,壳体零件1的内侧有液相燃料,液相燃料具有腐蚀性,各种橡胶材料均与液相燃料发生化学反应,膨体聚四氟乙烯材料不与液相燃料发生化学反应,本发明将壳体零件1的第一圆孔处密封,以防止液相燃料从壳体零件1的第一圆孔处泄漏,壳体零件1的第一环形凹槽的第一内圆柱面直径为81~82mm,液相燃料的体膨胀压力不超过0.7MPa;
盖板零件2的形状为第二圆板,盖板零件2的第二圆板为回转体,盖板零件2的第二圆板下端带有第二环形凸台,盖板零件2的第二环形凸台的下端面为第二同心圆环面,盖板零件2的第二同心圆环面上带有三个径向上紧挨着的第二环向V形槽,盖板零件2的三个第二环向V形槽轴截面V形完全相同,每相邻的两个盖板零件2的第二环向V形槽交接处带有第二圆角;
盖板零件2的回转体轴线与壳体零件1的回转体轴线重合,盖板零件2位于壳体零件1上端,盖板零件2的第二圆板下端面与壳体零件1的第一圆板上端面接触,盖板零件2的第二圆板边沿通过第二螺钉与壳体零件1机械连接,盖板零件2的第二环形凸台位于壳体零件1的第一环形凹槽中;
膨体聚四氟乙烯密封圈3的形状为第三圆环体,膨体聚四氟乙烯密封圈3的第三圆环体为回转体,膨体聚四氟乙烯密封圈3的第三圆环体轴截面为矩形,膨体聚四氟乙烯密封圈3的材料为膨体聚四氟乙烯;
膨体聚四氟乙烯密封圈3的回转体轴线与盖板零件2的回转体轴线重合,膨体聚四氟乙烯密封圈3位于壳体零件1的第一环形凹槽中,壳体零件1与盖板零件2通过第二螺钉机械连接前,膨体聚四氟乙烯密封圈3的第三圆环体下端面与壳体零件1的第一同心圆环面接触,膨体聚四氟乙烯密封圈3的第三圆环体上端面与盖板零件2的第二同心圆环面接触,壳体零件1与盖板零件2通过第二螺钉机械连接后,膨体聚四氟乙烯密封圈3的第三圆环体的上端被挤入盖板零件2的第二环向V形槽中并与第二环向V形槽完全贴合,膨体聚四氟乙烯密封圈3的第三圆环体的下端被挤入壳体零件1的第一环向V形槽中并与第一环向V形槽完全贴合;
壳体零件1的第一环向V形槽与盖板零件2的第二环向V形槽轴截面V形两边夹角相同,壳体零件1的第一环向V形槽轴截面V形两边夹角为27~31°;
壳体零件1的第一圆角值和盖板零件2的第二圆角值相同,壳体零件1的第一圆角值为R1.7~R2.1mm;
壳体零件1的第一环向V形槽根部与第一圆角顶部在竖直方向的距离为A,盖板零件2的第二环向V形槽根部与第二圆角顶部在竖直方向的距离也为A,A的大小为3.4~4.2mm;
所述一种利用液体体膨胀压力压紧密封圈提高密封性的密封装置,包括以下步骤:
步骤1:将膨体聚四氟乙烯密封圈3与壳体零件1装配;
步骤2:将盖板零件2与壳体零件1装配;
步骤3:将第二螺钉逐渐拧紧,膨体聚四氟乙烯密封圈3受到盖板零件2的第二同心圆环面和壳体零件1的第一同心圆环面的挤压,由于膨体聚四氟乙烯密封圈3具有良好的可压缩性,膨体聚四氟乙烯密封圈3变形后挤入盖板零件2的第二环向V形槽和壳体零件1的第一环向V形槽中,并将盖板零件2的第二环向V形槽和壳体零件1的第一环向V形槽完全填满,被挤压后的膨体聚四氟乙烯密封圈3的上端形状与盖板零件2的第二环向V形槽形状完全相同,被挤压后的膨体聚四氟乙烯密封圈3的下端形状与壳体零件1的第一环向V形槽形状完全相同,膨体聚四氟乙烯密封圈3的内侧没有压力时,膨体聚四氟乙烯密封圈3与壳体零件1和盖板零件2均具有贴合力,可以实现密封,膨体聚四氟乙烯密封圈3的内侧存在较大压力时,膨体聚四氟乙烯密封圈3在内压力的作用下与盖板零件2的第二环向V形槽和壳体零件1的第一环向V形槽贴合的更加紧密,密封可靠性提高。
关于壳体零件1的第一环向V形槽轴截面V形两边夹角、壳体零件1的第一圆角值、A的大小,可以采取以下2种方式的任意一种:
实现方式1:壳体零件1的第一环向V形槽与盖板零件2的第二环向V形槽轴截面V形两边夹角相同,壳体零件1的第一环向V形槽轴截面V形两边夹角为27°;
壳体零件1的第一圆角值和盖板零件2的第二圆角值相同,壳体零件1的第一圆角值为R1.7mm;
壳体零件1的第一环向V形槽根部与第一圆角顶部在竖直方向的距离为A,盖板零件2的第二环向V形槽根部与第二圆角顶部在竖直方向的距离也为A,A的大小为3.4mm。
实现方式2:壳体零件1的第一环向V形槽与盖板零件2的第二环向V形槽轴截面V形两边夹角相同,壳体零件1的第一环向V形槽轴截面V形两边夹角为31°;
壳体零件1的第一圆角值和盖板零件2的第二圆角值相同,壳体零件1的第一圆角值为R2.1mm;
壳体零件1的第一环向V形槽根部与第一圆角顶部在竖直方向的距离为A,盖板零件2的第二环向V形槽根部与第二圆角顶部在竖直方向的距离也为A,A的大小为4.2mm。
本发明的一种利用液体体膨胀压力压紧密封圈提高密封性的密封装置,带来的技术效果体现为:
本发明适用的液相装药战斗部盖板处采用端面轴向密封,密封槽直径为81~82mm,液相装药的体膨胀压力不超过0.7MPa。将密封槽的上下端面均设计为锯齿状,将膨体聚四氟乙烯密封圈的上下端面强行挤压为锯齿形,当液相装药的体膨胀压力较小时,膨体聚四氟乙烯密封圈虽然与机械零件贴近力小,也能实现密封;当液相装药的体膨胀压力较大时,液相装药的压力挤压膨体聚四氟乙烯的内侧锯齿面,使膨体聚四氟乙烯受到径向力,在径向力作用下膨体聚四氟乙烯的外侧锯齿面与机械零件贴合的更加紧密,液相装药的体膨胀压力越大,膨体聚四氟乙烯的外侧锯齿面与机械零件贴合的越紧密,密封可靠性越高,可靠的实现了密封效果。
附图说明
图1是一种利用液体体膨胀压力压紧密封圈提高密封性的密封装置的结构示意图。1、壳体零件,2、盖板零件,3、膨体聚四氟乙烯密封圈。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明,需要说明的是本发明不局限于以下具体实施例,凡在本发明技术方案基础上进行的同等变换均在本发明的保护范围内。
实施例1:
如图1所示,本实施例给出一种利用液体体膨胀压力压紧密封圈提高密封性的密封装置。包括膨体聚四氟乙烯密封圈3,其特征在于,还包括壳体零件1、盖板零件2;
壳体零件1的形状为第一圆板,壳体零件1的第一圆板为回转体,壳体零件1的第一圆板中心带有第一圆孔,壳体零件1的第一圆板上端带有第一环形凹槽,壳体零件1的第一环形凹槽由下端面、内侧圆柱面和外侧圆柱面组成,壳体零件1的第一环形凹槽的下端面为第一同心圆环面,壳体零件1的第一同心圆环面上带有三个径向上紧挨着的第一环向V形槽,壳体零件1的三个第一环向V形槽轴截面V形完全相同,每相邻的两个壳体零件1的第一环向V形槽交接处带有第一圆角;
壳体零件1的回转体轴线垂直于地面,壳体零件1为液相装药战斗部的壳体零件,壳体零件1的内侧有液相燃料,液相燃料具有腐蚀性,各种橡胶材料均与液相燃料发生化学反应,膨体聚四氟乙烯材料不与液相燃料发生化学反应,本发明将壳体零件1的第一圆孔处密封,以防止液相燃料从壳体零件1的第一圆孔处泄漏,壳体零件1的第一环形凹槽的第一内圆柱面直径为81~82mm,液相燃料的体膨胀压力不超过0.7MPa;
盖板零件2的形状为第二圆板,盖板零件2的第二圆板为回转体,盖板零件2的第二圆板下端带有第二环形凸台,盖板零件2的第二环形凸台的下端面为第二同心圆环面,盖板零件2的第二同心圆环面上带有三个径向上紧挨着的第二环向V形槽,盖板零件2的三个第二环向V形槽轴截面V形完全相同,每相邻的两个盖板零件2的第二环向V形槽交接处带有第二圆角;
盖板零件2的回转体轴线与壳体零件1的回转体轴线重合,盖板零件2位于壳体零件1上端,盖板零件2的第二圆板下端面与壳体零件1的第一圆板上端面接触,盖板零件2的第二圆板边沿通过第二螺钉与壳体零件1机械连接,盖板零件2的第二环形凸台位于壳体零件1的第一环形凹槽中;
膨体聚四氟乙烯密封圈3的形状为第三圆环体,膨体聚四氟乙烯密封圈3的第三圆环体为回转体,膨体聚四氟乙烯密封圈3的第三圆环体轴截面为矩形,膨体聚四氟乙烯密封圈3的材料为膨体聚四氟乙烯;
膨体聚四氟乙烯密封圈3的回转体轴线与盖板零件2的回转体轴线重合,膨体聚四氟乙烯密封圈3位于壳体零件1的第一环形凹槽中,壳体零件1与盖板零件2通过第二螺钉机械连接前,膨体聚四氟乙烯密封圈3的第三圆环体下端面与壳体零件1的第一同心圆环面接触,膨体聚四氟乙烯密封圈3的第三圆环体上端面与盖板零件2的第二同心圆环面接触,壳体零件1与盖板零件2通过第二螺钉机械连接后,膨体聚四氟乙烯密封圈3的第三圆环体的上端被挤入盖板零件2的第二环向V形槽中并与第二环向V形槽完全贴合,膨体聚四氟乙烯密封圈3的第三圆环体的下端被挤入壳体零件1的第一环向V形槽中并与第一环向V形槽完全贴合;
本发明的使用方法及工作原理为:
所述一种利用液体体膨胀压力压紧密封圈提高密封性的密封装置,包括以下步骤:
步骤1:将膨体聚四氟乙烯密封圈3与壳体零件1装配;
步骤2:将盖板零件2与壳体零件1装配;
步骤3:将第二螺钉逐渐拧紧,膨体聚四氟乙烯密封圈3受到盖板零件2的第二同心圆环面和壳体零件1的第一同心圆环面的挤压,由于膨体聚四氟乙烯密封圈3具有良好的可压缩性,膨体聚四氟乙烯密封圈3变形后挤入盖板零件2的第二环向V形槽和壳体零件1的第一环向V形槽中,并将盖板零件2的第二环向V形槽和壳体零件1的第一环向V形槽完全填满,被挤压后的膨体聚四氟乙烯密封圈3的上端形状与盖板零件2的第二环向V形槽形状完全相同,被挤压后的膨体聚四氟乙烯密封圈3的下端形状与壳体零件1的第一环向V形槽形状完全相同,膨体聚四氟乙烯密封圈3的内侧没有压力时,膨体聚四氟乙烯密封圈3与壳体零件1和盖板零件2均具有贴合力,可以实现密封,膨体聚四氟乙烯密封圈3的内侧存在较大压力时,膨体聚四氟乙烯密封圈3在内压力的作用下与盖板零件2的第二环向V形槽和壳体零件1的第一环向V形槽贴合的更加紧密,密封可靠性提高。
本发明的工作原理如下:
膨体聚四氟乙烯密封圈3的优点有两条,一是不与液相装药战斗部的液相燃料发生化学反应,可以长久的存储;二是具有较好的可压缩性,可以不改变战斗部装配后的尺寸。但膨体聚四氟乙烯密封圈3具有一个缺点,即回弹能力差,压缩后,无法恢复至初始形状,即压缩后与相邻金属零件无法保证较大的贴合力,当内部液体膨胀应力较大时,将发生泄漏。本发明的精髓就是利用膨体聚四氟乙烯密封圈3可压缩性好的优点,将其压缩为锯齿状,膨体聚四氟乙烯密封圈3的上下表面为锯齿状后,可以利用自身形状形成密封。由于内部液体的泄漏是由内向外的,液体的压力也是垂直作用在接触面上,因此,当内部液体压力较大时,液体压力作用在膨体聚四氟乙烯密封圈3的锯齿面上,由于作用力垂直于锯齿面,作用力将分解为水平方向和垂直方向,垂直方向的力驱动膨体聚四氟乙烯密封圈3发生泄漏,水平方向的力驱动膨体聚四氟乙烯密封圈3使其与相邻的锯齿状金属零件更好的贴合,因此,只要调整好锯齿状的角度,使得膨体聚四氟乙烯密封圈3使其与相邻的锯齿状金属零件贴合的力远远大于驱动膨体聚四氟乙烯密封圈3发生泄漏的力,则内部液体膨胀应力越大,膨体聚四氟乙烯密封圈3使其与相邻的锯齿状金属零件贴合的越近,密封性越好。
壳体零件1的第一环向V形槽与盖板零件2的第二环向V形槽轴截面V形两边夹角相同,壳体零件1的第一环向V形槽轴截面V形两边夹角过于小时,壳体零件1的第一环向V形槽太窄,膨体聚四氟乙烯密封圈3往壳体零件1的第一环向V形槽里挤入的难度越大,一旦不能挤进去,膨体聚四氟乙烯密封圈3便不能和壳体零件1的第一环向V形槽紧密接触,无法通过本发明的原理实现密封;壳体零件1的第一环向V形槽轴截面V形两边夹角过于大时,内部液体膨胀应力作用在膨体聚四氟乙烯密封圈3的锯齿面后产生的水平分力太小,竖直分力太大,水平分力产生的挤压力一旦低于竖直分力产生的膨体聚四氟乙烯密封圈3与金属零件的脱离力,则发生泄漏。通过大量实验发现,壳体零件1的第一环向V形槽轴截面V形两边夹角为27~31°时,上述问题均可以避免,上述功能均得以实现,满足使用要求。
本实施例中,壳体零件1的第一环向V形槽轴截面V形两边夹角为27°;
壳体零件1的第一圆角值和盖板零件2的第二圆角值相同,壳体零件1的第一圆角值过于小时,壳体零件1的第一圆角处太尖锐,膨体聚四氟乙烯密封圈3在挤压过程中容易被壳体零件1的第一圆角割裂,发生破坏,失去密封效果;壳体零件1的第一圆角值过于大时,壳体零件1的第一圆角值越大,壳体零件1的第一环向V形槽轴截面V形边尺寸越短,变形后的膨体聚四氟乙烯密封圈3与壳体零件1的第一环向V形槽的接触面越小,内部液体从膨体聚四氟乙烯密封圈3与壳体零件1的第一环向V形槽的贴合面逃逸出来的距离越短,越容易发生泄漏。通过大量实验发现,壳体零件1的第一圆角值为R1.7~R2.1mm时,上述问题均可以避免,上述功能均得以实现,满足使用要求。
本实施例中,壳体零件1的第一圆角值为R1.7mm;
壳体零件1的第一环向V形槽根部与第一圆角顶部在竖直方向的距离为A,盖板零件2的第二环向V形槽根部与第二圆角顶部在竖直方向的距离也为A,A过于小时,壳体零件1的第一环向V形槽的深度越小,内部液相燃料穿过膨体聚四氟乙烯密封圈3与壳体零件1的第一环向V形槽的贴合面的距离越短,内部液相燃料逃逸出来的难度越小,越容易发生泄漏。A过于大时,壳体零件1的第一环向V形槽越深,膨体聚四氟乙烯密封圈3是通过压缩后的变形完全挤入壳体零件1的第一环向V形槽,若壳体零件1的第一环向V形槽过于深,膨体聚四氟乙烯密封圈3不能完全挤入壳体零件1的第一环向V形槽,则本发明的原理无法实现,不能实现可靠密封。通过大量实验发现,A的大小为3.4~4.2mm时,上述问题均可以避免,上述功能均得以实现,满足使用要求。
本实施例中,A的大小为3.4mm;
加工40个本发明的密封装置,用于液相装药战斗部端面轴向密封,
密封槽直径为81~82mm,内部装填液相燃料,温度升高至90℃,液相装药的体膨胀压力最大值达到0.7MPa。保持5个月,检查密封性,40发战斗部均未发生泄漏。证明本发明密封性可靠。
本发明的一种利用液体体膨胀压力压紧密封圈提高密封性的密封装置,带来的技术效果体现为:
本发明适用的液相装药战斗部盖板处采用端面轴向密封,密封槽直径为81~82mm,液相装药的体膨胀压力不超过0.7MPa。将密封槽的上下端面均设计为锯齿状,将膨体聚四氟乙烯密封圈的上下端面强行挤压为锯齿形,当液相装药的体膨胀压力较小时,膨体聚四氟乙烯密封圈虽然与机械零件贴近力小,也能实现密封;当液相装药的体膨胀压力较大时,液相装药的压力挤压膨体聚四氟乙烯的内侧锯齿面,使膨体聚四氟乙烯受到径向力,在径向力作用下膨体聚四氟乙烯的外侧锯齿面与机械零件贴合的更加紧密,液相装药的体膨胀压力越大,膨体聚四氟乙烯的外侧锯齿面与机械零件贴合的越紧密,密封可靠性越高,可靠的实现了密封效果。
实施例2:
实施例2与实施例1的区别在于:
本实施例中,壳体零件1的第一环向V形槽轴截面V形两边夹角为31°;
本实施例中,壳体零件1的第一圆角值为R2.1mm;
本实施例中,A的大小为4.2mm;
加工40个本发明的密封装置,用于液相装药战斗部端面轴向密封,
密封槽直径为81~82mm,内部装填液相燃料,温度升高至90℃,液相装药的体膨胀压力最大值达到0.7MPa。保持5个月,检查密封性,40发战斗部均未发生泄漏。证明本发明密封性可靠。
本发明的一种利用液体体膨胀压力压紧密封圈提高密封性的密封装置,带来的技术效果体现为:
本发明适用的液相装药战斗部盖板处采用端面轴向密封,密封槽直径为81~82mm,液相装药的体膨胀压力不超过0.7MPa。将密封槽的上下端面均设计为锯齿状,将膨体聚四氟乙烯密封圈的上下端面强行挤压为锯齿形,当液相装药的体膨胀压力较小时,膨体聚四氟乙烯密封圈虽然与机械零件贴近力小,也能实现密封;当液相装药的体膨胀压力较大时,液相装药的压力挤压膨体聚四氟乙烯的内侧锯齿面,使膨体聚四氟乙烯受到径向力,在径向力作用下膨体聚四氟乙烯的外侧锯齿面与机械零件贴合的更加紧密,液相装药的体膨胀压力越大,膨体聚四氟乙烯的外侧锯齿面与机械零件贴合的越紧密,密封可靠性越高,可靠的实现了密封效果。

Claims (3)

1.一种利用液体体膨胀压力压紧密封圈提高密封性的密封装置,包括膨体聚四氟乙烯密封圈(3),其特征在于,还包括壳体零件(1)、盖板零件(2);
所述壳体零件(1)的形状为第一圆板,且为回转体,第一圆板中心带有第一圆孔,第一圆板上端带有第一环形凹槽,第一环形凹槽由下端面、内侧圆柱面和外侧圆柱面组成,其中,第一环形凹槽的下端面为第一同心圆环面,第一同心圆环面上带有三个径向上紧挨着的第一环向V形槽,三个第一环向V形槽轴截面V形完全相同,每相邻的两个第一环向V形槽交接处带有第一圆角;
壳体零件(1)的回转体轴线垂直于地面,壳体零件(1)为液相装药战斗部的壳体零件,壳体零件(1)的内侧有体膨胀压力不超过0.7MPa的液相燃料,液相燃料具有腐蚀性,各种橡胶材料均与液相燃料发生化学反应,膨体聚四氟乙烯材料不与液相燃料发生化学反应;所述密封装置将壳体零件(1)的第一圆孔处密封,以防止液相燃料从壳体零件(1)的第一圆孔处泄漏,壳体零件(1)的第一环形凹槽的第一内圆柱面直径为81~82mm;
所述盖板零件(2)的形状为第二圆板,且为回转体,第二圆板下端带有第二环形凸台,第二环形凸台的下端面为第二同心圆环面,第二同心圆环面上带有三个径向上紧挨着的第二环向V形槽,三个第二环向V形槽轴截面V形完全相同,每相邻的两个第二环向V形槽交接处带有第二圆角;
盖板零件(2)的回转体轴线与壳体零件(1)的回转体轴线重合,盖板零件(2)位于壳体零件(1)上端,盖板零件(2)的第二圆板下端面与壳体零件(1)的第一圆板上端面接触,盖板零件(2)的第二圆板边沿通过第二螺钉与壳体零件(1)机械连接,盖板零件(2)的第二环形凸台位于壳体零件(1)的第一环形凹槽中;
所述膨体聚四氟乙烯密封圈(3)的形状为第三圆环体,且为回转体,第三圆环体轴截面为矩形,材料为膨体聚四氟乙烯;
膨体聚四氟乙烯密封圈(3)的回转体轴线与盖板零件(2)的回转体轴线重合,膨体聚四氟乙烯密封圈(3)位于壳体零件(1)的第一环形凹槽中,壳体零件(1)与盖板零件(2)通过第二螺钉机械连接前,膨体聚四氟乙烯密封圈(3)的第三圆环体下端面与壳体零件(1)的第一同心圆环面接触,膨体聚四氟乙烯密封圈(3)的第三圆环体上端面与盖板零件(2)的第二同心圆环面接触,壳体零件(1)与盖板零件(2)通过第二螺钉机械连接后,膨体聚四氟乙烯密封圈(3)的第三圆环体的上端被挤入盖板零件(2)的第二环向V形槽中并与第二环向V形槽完全贴合,膨体聚四氟乙烯密封圈(3)的第三圆环体的下端被挤入壳体零件(1)的第一环向V形槽中并与第一环向V形槽完全贴合,当内部液体压力较大时,液体压力作用在膨体聚四氟乙烯密封圈(3)的锯齿面上,作用力垂直于锯齿面,作用力将分解为水平方向和垂直方向,水平方向的力驱动膨体聚四氟乙烯密封圈(3)使其与相邻的锯齿状金属零件更好的贴合,内部液体膨胀应力越大,密封性越好;
壳体零件(1)的第一环向V形槽与盖板零件(2)的第二环向V形槽轴截面V形两边夹角相同,壳体零件(1)的第一环向V形槽轴截面V形两边夹角为27~31°;
壳体零件(1)的第一圆角值和盖板零件(2)的第二圆角值相同,壳体零件(1)的第一圆角值为R1.7~R2.1mm;
壳体零件(1)的第一环向V形槽根部与第一圆角顶部在竖直方向的距离为A,盖板零件(2)的第二环向V形槽根部与第二圆角顶部在竖直方向的距离也为A,A的大小为3.4~4.2mm;
所述的利用液体体膨胀压力压紧密封圈提高密封性的密封装置的使用方法,包括以下步骤:
步骤1:将膨体聚四氟乙烯密封圈(3)与壳体零件(1)装配;
步骤2:将盖板零件(2)与壳体零件(1)装配;
步骤3:将第二螺钉逐渐拧紧,膨体聚四氟乙烯密封圈(3)受到盖板零件(2)的第二同心圆环面和壳体零件(1)的第一同心圆环面的挤压,由于膨体聚四氟乙烯密封圈(3)具有良好的可压缩性,膨体聚四氟乙烯密封圈(3)变形后挤入盖板零件(2)的第二环向V形槽和壳体零件(1)的第一环向V形槽中,并将盖板零件(2)的第二环向V形槽和壳体零件(1)的第一环向V形槽完全填满,被挤压后的膨体聚四氟乙烯密封圈(3)的上端形状与盖板零件(2)的第二环向V形槽形状完全相同,被挤压后的膨体聚四氟乙烯密封圈(3)的下端形状与壳体零件(1)的第一环向V形槽形状完全相同,膨体聚四氟乙烯密封圈(3)的内侧没有压力时,膨体聚四氟乙烯密封圈(3)与壳体零件(1)和盖板零件(2)均具有贴合力,可以实现密封,膨体聚四氟乙烯密封圈(3)的内侧存在较大压力时,膨体聚四氟乙烯密封圈(3)在内压力的作用下与盖板零件(2)的第二环向V形槽和壳体零件(1)的第一环向V形槽贴合的更加紧密,密封可靠性提高。
2.如权利要求1所述的利用液体体膨胀压力压紧密封圈提高密封性的密封装置,其特征在于,壳体零件(1)的第一环向V形槽与盖板零件(2)的第二环向V形槽轴截面V形两边夹角相同,壳体零件(1)的第一环向V形槽轴截面V形两边夹角为27°;
壳体零件(1)的第一圆角值和盖板零件(2)的第二圆角值相同,壳体零件(1)的第一圆角值为R1.7mm;
壳体零件(1)的第一环向V形槽根部与第一圆角顶部在竖直方向的距离为A,盖板零件(2)的第二环向V形槽根部与第二圆角顶部在竖直方向的距离也为A,A的大小为3.4mm。
3.如权利要求1所述的利用液体体膨胀压力压紧密封圈提高密封性的密封装置,其特征在于,壳体零件(1)的第一环向V形槽与盖板零件(2)的第二环向V形槽轴截面V形两边夹角相同,壳体零件(1)的第一环向V形槽轴截面V形两边夹角为31°;
壳体零件(1)的第一圆角值和盖板零件(2)的第二圆角值相同,壳体零件(1)的第一圆角值为R2.1mm;
壳体零件(1)的第一环向V形槽根部与第一圆角顶部在竖直方向的距离为A,盖板零件(2)的第二环向V形槽根部与第二圆角顶部在竖直方向的距离也为A,A的大小为4.2mm。
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