CN112879566B - 一种通过提高结构回弹能力弥补材料弹性不足的径向密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通过提高结构回弹能力弥补材料弹性不足的径向密封装置，异性耐腐蚀密封圈位于端盖的第一环形凹槽内部最下端，异性耐腐蚀密封圈的第三下端外圆角的回转面与端盖的第一上端内圆柱面接触，异性耐腐蚀密封圈的第三中间外圆角的回转面与穿电缆线管的第二外圆柱面接触；本发明的聚四氟乙烯密封圈上端带有了弹簧圈，弹簧圈受到轴向压力后，发生轴向的压缩变形，而压缩后的弹簧圈可以持续的输出轴向力，给予聚四氟乙烯密封圈向下的压力，四氟乙烯密封圈可以保持与端盖和穿电缆线管的持久贴紧力，保持持续的挤压贴合并密封，保证了密封效果的长久性，保证了战斗部的密封可靠性。

Description

一种通过提高结构回弹能力弥补材料弹性不足的径向密封 装置

技术领域

本发明属于密封装置技术领域，涉及一种径向密封装置，特别涉及一种通过提高结构回弹能力弥补材料弹性不足的径向密封装置。

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，液相装药战斗部中与高能燃料接触的各个部位都需具有密封性，液相装药战斗部的壳体、前后端盖、装药口、穿电缆线管和抛撒药管等机械接口都需满足密封要求。

常新龙等人在文献“导弹橡胶密封件环境失效研究”(装备环境工程，2011年8月，第8卷第4期59页)中报道：战斗部密封材料主要采用橡胶。橡胶的弹性模量为7.8MPa，橡胶具有良好的弹性，橡胶与金属壳体挤压接触时，橡胶在压力作用下发生弹性变形，橡胶与金属壳体可以良好的贴合，实现密封效果。

液相装药战斗部内部装填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。液相装药战斗部在武器平台上应用时，需满足至少十年的存储条件。长期存储过程中，反应后的橡胶发生老化，失去回弹性，不再起到密封作用,一旦液相装药战斗部发生泄露，将导致战斗部失效，同时导致重大事故。

张冬娜等人在文献“拉伸处理对聚四氟乙烯性能的影响”(航空材料学报，2013年12月，第33卷第6期57页)中报道：聚四氟乙烯是一种综合性能优异的高分子材料，有极好的耐高低温性和耐化学腐蚀性。项目团队进行了聚四氟乙烯与高能液相燃料的相容性实验，发现，聚四氟乙烯材料与高能液相燃料不发生化学反应，聚四氟乙烯材料满足与高能液相燃料的相容性，聚四氟乙烯材料做成的密封圈可以在液相装药战斗部上长期使用，具备长期存储条件。

但是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，抗拉强度仅为弹性模量的5.3％，即聚四氟乙烯材料发生的变形量超过5.3％时，将发生变形破坏。作为密封圈材料，可压缩性能为极重要的性能，聚四氟乙烯可压缩性很差导致其使用难度增加，可靠的长期的密封难度增加。

液相装药战斗部内部含有一次抛撒引信和二次起爆引信，电源需同时为这两个引信供电。姚金侠等人在文献“燃料空气炸药的发展现状及展望”(飞航导弹，2014年第2期85页)中报道了一种液相装药战斗部结构，电源和一次引信位于液相装药战斗部头部，二次引信位于液相装药战斗部尾部，电源与二次引信之间通过电缆连接，液相装药战斗部爆中装填的高能燃料对电缆的橡胶外皮具有腐蚀性，因此，需在弹体内部安装一根金属穿电缆线管，电缆在金属穿电缆线管内部，避免了与高能燃料接触。穿电缆线管的直径为35.4～35.8mm，穿电缆线管的壁厚2.1～2.3mm，内部高能液相燃料的内应力不超过0.2MPa。由于液相装药战斗部的中心安装有抛撒炸药，金属穿电缆线管只能安装在弹体的偏心位置。穿电缆线管与战斗部端盖是通过径向圆柱面配合接触的，需要对两个零件的圆柱面接触处进行密封。

徐金鹏等人在文献“O形橡胶密封圈泄漏问题的原因分析及预防措施”(橡胶工业，2013年，第11期677页)中报道了径向密封的结构，适用于接触面为圆柱面的轴孔类零件的密封，在轴类零件或孔类零件上加工环形凹槽，密封圈安装在环形凹槽中，密封圈受到径向挤压后，同时与轴类零件和孔类零件挤压接触，实现密封。但该径向密封结构中安装聚四氟乙烯密封圈存在以下问题：

(1)密封圈安装在径向密封结构的环形凹槽中，需要先扩大其直径，装入环形凹槽后靠其弹性自然恢复到原来尺寸。但聚四氟乙烯可压缩性差，扩大聚四氟乙烯密封圈直径尺寸非常难，若强行将其直径扩大，则其发生永久变形破坏，直径尺寸不能恢复到原来尺寸，因此，径向密封结构中聚四氟乙烯密封圈是无法安装的。

(2)聚四氟乙烯的弹性变形能力差，在相同的压缩力下，聚四氟乙烯密封圈发生的弹性变形量比橡胶密封圈小的多，聚四氟乙烯密封圈与穿电缆线管和战斗部端盖的贴合程度差，密封可靠性差。

(3)吴迪菲等人在文献“聚四氟乙烯密封材料的改性技术研究进展”(化工装备技，2006年，第26卷第6期66页)中报道：聚四氟乙烯密封材料有自身固有缺陷，其耐蠕变性能差，聚四氟乙烯密封材料在压力作用下蠕动变形，蠕动变形后的聚四氟乙烯材料变得松弛，不再具有回弹性，不能与金属壳体良好的挤压贴合，失去密封效果。

发明内容

为了克服现有技术的不足和缺陷，本发明提供一种通过提高结构回弹能力弥补材料弹性不足的径向密封装置，本发明的四氟乙烯密封圈可以保持与端盖和穿电缆线管的持久贴紧力，保持持续的挤压贴合并密封，保证了密封效果的长久性，保证了战斗部的密封可靠性。

本发明提供的一种通过提高结构回弹能力弥补材料弹性不足的径向密封装置。包括端盖1、穿电缆线管2，其特征在于，还包括异性耐腐蚀密封圈3、异性弹簧圈4、预紧力生成装置5；

端盖1的形状为第一圆板，端盖1的第一圆板上带有第一圆孔，端盖1的第一圆孔的内侧面为第一内圆柱面，端盖1的第一内圆柱面上端带有第一环形凹槽，端盖1的第一环形凹槽的上端面与端盖1的第一圆板上端面共面，端盖1的第一环形凹槽的下端面为第一下端圆环面，端盖1的第一环形凹槽的底面为第一上端内圆柱面；

端盖1的第一圆孔中轴线垂直于地面，端盖1为液相装药战斗部的端盖，端盖1的内侧有液相材料；

穿电缆线管2的形状为第二圆管，穿电缆线管2的第二圆管为回转体，穿电缆线管2的第二圆管的外侧面为第二外圆柱面；

穿电缆线管2的第二圆管内侧用于装填液相装药战斗部的电缆，穿电缆线管2的外侧有液相材料，穿电缆线管2的回转体轴线与端盖1的第一圆孔中轴线重合，穿电缆线管2的上端位于端盖1的第一圆孔内侧，穿电缆线管2的第二外圆柱面与端盖1的第一内圆柱面接触，穿电缆线管2与端盖1的接触面为径向圆柱面，本发明用于密封穿电缆线管2与端盖1的圆柱接触面，以保证液相装药战斗部内部的液相燃料不能从穿电缆线管2与端盖1的圆柱接触面泄漏，相装药战斗部内部的液相燃料带有腐蚀性，各种橡胶类材料均被液相燃料腐蚀，聚四氟乙烯材料不被液相燃料腐蚀，穿电缆线管2的第二圆管的内径为35.4～35.8mm，穿电缆线管2的第二圆管的壁厚为2.1～2.3mm，液相燃料的体膨胀压力最大值不超过0.2MPa；

异性耐腐蚀密封圈3的形状为回转体，异性耐腐蚀密封圈3的材料为聚四氟乙烯，异性耐腐蚀密封圈3的回转体轴截面为第三侧V形，异性耐腐蚀密封圈3的第三侧V形的V形开口背向异性耐腐蚀密封圈3的回转体轴线，异性耐腐蚀密封圈3的第三侧V形的V形两个边一个位于上端一个位于下端，异性耐腐蚀密封圈3的第三侧V形的位于下端的边的最外侧下端带有第三下端外圆角，异性耐腐蚀密封圈3的第三侧V形的V形两个边交点处面向异性耐腐蚀密封圈3的回转体轴线一侧带有第三中间外圆角，异性耐腐蚀密封圈3的第三侧V形的V形两个边交点处背向异性耐腐蚀密封圈3的回转体轴线一侧带有第三中间内圆角，异性耐腐蚀密封圈3的第三侧V形的位于上端的边比位于下端的边短，异性耐腐蚀密封圈3的第三侧V形的位于上端的边的最上端带有第三水平直线段；

异性耐腐蚀密封圈3的回转体轴线与穿电缆线管2的回转体轴线重合，异性耐腐蚀密封圈3位于端盖1的第一环形凹槽内部最下端，异性耐腐蚀密封圈3的第三下端外圆角的回转面与端盖1的第一上端内圆柱面接触，异性耐腐蚀密封圈3的第三中间外圆角的回转面与穿电缆线管2的第二外圆柱面接触；

异性弹簧圈4的形状为回转体，异性弹簧圈4的材料为弹簧钢，异性弹簧圈4的回转体轴截面为第四圆环形；

异性弹簧圈4的回转体轴线与穿电缆线管2的回转体轴线重合，异性弹簧圈4位于端盖1的第一环形凹槽内部最上端，异性弹簧圈4位于异性耐腐蚀密封圈3的上端，异性弹簧圈4的下端与异性耐腐蚀密封圈3的第三水平直线段的回转面接触；

预紧力生成装置5的形状为第五同心圆板，预紧力生成装置5的第五同心圆板为回转体；

预紧力生成装置5的回转体轴线与穿电缆线管2的回转体轴线重合，预紧力生成装置5位于端盖1的上端，预紧力生成装置5通过螺钉与端盖1的第一圆板连接，预紧力生成装置5的第五同心圆板的下端面外侧与端盖1的第一圆板的上端面接触，预紧力生成装置5的第五同心圆板的下端面内侧与异性弹簧圈4的上端面接触，预紧力生成装置5的第五同心圆板的内侧圆柱面与穿电缆线管2的第二外圆柱面上端接触；

异性耐腐蚀密封圈3的第三侧V形的V形两个边夹角为32～37°；

异性耐腐蚀密封圈3的第三下端外圆角的直径为5.2～7.6mm；

异性耐腐蚀密封圈3的第三中间外圆角的直径为5.7～7.1mm；

异性耐腐蚀密封圈3的第三中间内圆角的直径为11.1～13.6mm；

异性弹簧圈4的第四圆环形的轴向压缩量为3.1～3.6mm；

异性弹簧圈4的第四圆环形的轴向压缩力为1240～1750N；

所述一种通过提高结构回弹能力弥补材料弹性不足的径向密封装置，包括以下步骤：

步骤1：将端盖1与穿电缆线管2装配；

步骤2：将异性耐腐蚀密封圈3与端盖1装配；

步骤3：将异性弹簧圈4与端盖1装配；

步骤4：将预紧力生成装置5与端盖1装配，预紧力生成装置5的下端面挤压异性弹簧圈4的上端面，异性弹簧圈4发生轴向压缩变形，异性弹簧圈4挤压异性耐腐蚀密封圈3的第三水平直线段的回转面，异性耐腐蚀密封圈3在轴向力作用下第三侧V形的V形两个边夹角变小，异性耐腐蚀密封圈3的径向尺寸变大，异性耐腐蚀密封圈3的第三下端外圆角的回转面与端盖1的第一上端内圆柱面挤压实现密封，异性耐腐蚀密封圈3的第三中间外圆角的回转面与穿电缆线管2的第二外圆柱面挤压实现密封，异性耐腐蚀密封圈3的第三中间内圆角的回转面为异性耐腐蚀密封圈3的壁厚局部薄弱处，在异性耐腐蚀密封圈3的第三中间内圆角的回转面处异性耐腐蚀密封圈3的结构刚度降低，异性耐腐蚀密封圈3的可回弹变形能力提高，通过异性耐腐蚀密封圈3的结构回弹能力提高来弥补异性耐腐蚀密封圈3的材料弹性不足缺陷，异性弹簧圈4发生轴向压缩变形后可以持续的输出回弹力，异性弹簧圈4持续挤压异性耐腐蚀密封圈3，使异性耐腐蚀密封圈3与端盖1和穿电缆线管2保持持续的挤压力。

关于异性耐腐蚀密封圈3的第三侧V形的V形两个边夹角、异性耐腐蚀密封圈3的第三下端外圆角的直径、异性耐腐蚀密封圈3的第三中间外圆角的直径、异性耐腐蚀密封圈3的第三中间内圆角的直径、异性弹簧圈4的第四圆环形的轴向压缩量、异性弹簧圈4的第四圆环形的轴向压缩力，可以采取以下2种方式的任意一种：

实现方式1：异性耐腐蚀密封圈3的第三侧V形的V形两个边夹角为32°；

异性耐腐蚀密封圈3的第三下端外圆角的直径为5.2mm；

异性耐腐蚀密封圈3的第三中间外圆角的直径为5.7mm；

异性耐腐蚀密封圈3的第三中间内圆角的直径为11.1mm；

异性弹簧圈4的第四圆环形的轴向压缩量为3.1mm；

异性弹簧圈4的第四圆环形的轴向压缩力为1240N。

实现方式2：异性耐腐蚀密封圈3的第三侧V形的V形两个边夹角为37°；

异性耐腐蚀密封圈3的第三下端外圆角的直径为7.6mm；

异性耐腐蚀密封圈3的第三中间外圆角的直径为7.1mm；

异性耐腐蚀密封圈3的第三中间内圆角的直径为13.6mm；

异性弹簧圈4的第四圆环形的轴向压缩量为3.6mm；

异性弹簧圈4的第四圆环形的轴向压缩力为1750N。

本发明的一种通过提高结构回弹能力弥补材料弹性不足的径向密封装置，带来的技术效果体现为：

(1)本发明可以解决液相装药战斗部穿电缆线管和壳体端盖径向圆柱面配合接触面的密封问题，适用的穿电缆线管的直径为35.4～35.8mm，穿电缆线管的壁厚2.1～2.3mm，内部液相燃料的内应力不超过0.2MPa。本发明的聚四氟乙烯密封圈轴截面设计为侧V形，在轴向压力的作用下，径向尺寸增加，聚四氟乙烯密封圈径向尺寸增加后分别与端盖和穿电缆线管紧密接触并实现密封。环形密封凹槽开到顶端，聚四氟乙烯密封圈不需要改变直径便可以安装进环形密封槽，可以顺利安装。

(2)聚四氟乙烯密封圈的侧V形根部带有圆角，增加了聚四氟乙烯的弹性变形能力，在相同的压力下，提高了可变形量，通过提高结构回弹能力弥补材料弹性不足，提高了聚四氟乙烯密封圈与端盖和穿电缆线管的贴合程度，密封可靠性提高。

(3)聚四氟乙烯密封圈上端带有了弹簧圈，弹簧圈受到轴向压力后，发生轴向的压缩变形，而压缩后的弹簧圈可以持续的输出轴向力，给予聚四氟乙烯密封圈向下的压力，尽管聚四氟乙烯密封圈随着时间发生蠕动，但弹簧圈的持续的压力作用下，四氟乙烯密封圈可以保持与端盖和穿电缆线管的持久贴紧力，保持持续的挤压贴合并密封，保证了密封效果的长久性，保证了战斗部的密封可靠性。

附图说明

图1是一种通过提高结构回弹能力弥补材料弹性不足的径向密封装置的结构示意图。1、端盖，2、穿电缆线管，3、异性耐腐蚀密封圈，4、异性弹簧圈，5、预紧力生成装置。

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，本实施例给出一种通过提高结构回弹能力弥补材料弹性不足的径向密封装置。包括端盖1、穿电缆线管2，其特征在于，还包括异性耐腐蚀密封圈3、异性弹簧圈4、预紧力生成装置5；

端盖1的形状为第一圆板，端盖1的第一圆板上带有第一圆孔，端盖1的第一圆孔的内侧面为第一内圆柱面，端盖1的第一内圆柱面上端带有第一环形凹槽，端盖1的第一环形凹槽的上端面与端盖1的第一圆板上端面共面，端盖1的第一环形凹槽的下端面为第一下端圆环面，端盖1的第一环形凹槽的底面为第一上端内圆柱面；

端盖1的第一圆孔中轴线垂直于地面，端盖1为液相装药战斗部的端盖，端盖1的内侧有液相材料；

穿电缆线管2的形状为第二圆管，穿电缆线管2的第二圆管为回转体，穿电缆线管2的第二圆管的外侧面为第二外圆柱面；

穿电缆线管2的第二圆管内侧用于装填液相装药战斗部的电缆，穿电缆线管2的外侧有液相材料，穿电缆线管2的回转体轴线与端盖1的第一圆孔中轴线重合，穿电缆线管2的上端位于端盖1的第一圆孔内侧，穿电缆线管2的第二外圆柱面与端盖1的第一内圆柱面接触，穿电缆线管2与端盖1的接触面为径向圆柱面，本发明用于密封穿电缆线管2与端盖1的圆柱接触面，以保证液相装药战斗部内部的液相燃料不能从穿电缆线管2与端盖1的圆柱接触面泄漏，相装药战斗部内部的液相燃料带有腐蚀性，各种橡胶类材料均被液相燃料腐蚀，聚四氟乙烯材料不被液相燃料腐蚀，穿电缆线管2的第二圆管的内径为35.4～35.8mm，穿电缆线管2的第二圆管的壁厚为2.1～2.3mm，液相燃料的体膨胀压力最大值不超过0.2MPa；

异性耐腐蚀密封圈3的形状为回转体，异性耐腐蚀密封圈3的材料为聚四氟乙烯，异性耐腐蚀密封圈3的回转体轴截面为第三侧V形，异性耐腐蚀密封圈3的第三侧V形的V形开口背向异性耐腐蚀密封圈3的回转体轴线，异性耐腐蚀密封圈3的第三侧V形的V形两个边一个位于上端一个位于下端，异性耐腐蚀密封圈3的第三侧V形的位于下端的边的最外侧下端带有第三下端外圆角，异性耐腐蚀密封圈3的第三侧V形的V形两个边交点处面向异性耐腐蚀密封圈3的回转体轴线一侧带有第三中间外圆角，异性耐腐蚀密封圈3的第三侧V形的V形两个边交点处背向异性耐腐蚀密封圈3的回转体轴线一侧带有第三中间内圆角，异性耐腐蚀密封圈3的第三侧V形的位于上端的边比位于下端的边短，异性耐腐蚀密封圈3的第三侧V形的位于上端的边的最上端带有第三水平直线段；

异性耐腐蚀密封圈3的回转体轴线与穿电缆线管2的回转体轴线重合，异性耐腐蚀密封圈3位于端盖1的第一环形凹槽内部最下端，异性耐腐蚀密封圈3的第三下端外圆角的回转面与端盖1的第一上端内圆柱面接触，异性耐腐蚀密封圈3的第三中间外圆角的回转面与穿电缆线管2的第二外圆柱面接触；

异性弹簧圈4的形状为回转体，异性弹簧圈4的材料为弹簧钢，异性弹簧圈4的回转体轴截面为第四圆环形；

异性弹簧圈4的回转体轴线与穿电缆线管2的回转体轴线重合，异性弹簧圈4位于端盖1的第一环形凹槽内部最上端，异性弹簧圈4位于异性耐腐蚀密封圈3的上端，异性弹簧圈4的下端与异性耐腐蚀密封圈3的第三水平直线段的回转面接触；

预紧力生成装置5的形状为第五同心圆板，预紧力生成装置5的第五同心圆板为回转体；

预紧力生成装置5的回转体轴线与穿电缆线管2的回转体轴线重合，预紧力生成装置5位于端盖1的上端，预紧力生成装置5通过螺钉与端盖1的第一圆板连接，预紧力生成装置5的第五同心圆板的下端面外侧与端盖1的第一圆板的上端面接触，预紧力生成装置5的第五同心圆板的下端面内侧与异性弹簧圈4的上端面接触，预紧力生成装置5的第五同心圆板的内侧圆柱面与穿电缆线管2的第二外圆柱面上端接触；

本发明的使用方法及工作原理为：

所述一种通过提高结构回弹能力弥补材料弹性不足的径向密封装置，包括以下步骤：

步骤1：将端盖1与穿电缆线管2装配；

步骤2：将异性耐腐蚀密封圈3与端盖1装配；

步骤3：将异性弹簧圈4与端盖1装配；

步骤4：将预紧力生成装置5与端盖1装配，预紧力生成装置5的下端面挤压异性弹簧圈4的上端面，异性弹簧圈4发生轴向压缩变形，异性弹簧圈4挤压异性耐腐蚀密封圈3的第三水平直线段的回转面，异性耐腐蚀密封圈3在轴向力作用下第三侧V形的V形两个边夹角变小，异性耐腐蚀密封圈3的径向尺寸变大，异性耐腐蚀密封圈3的第三下端外圆角的回转面与端盖1的第一上端内圆柱面挤压实现密封，异性耐腐蚀密封圈3的第三中间外圆角的回转面与穿电缆线管2的第二外圆柱面挤压实现密封，异性耐腐蚀密封圈3的第三中间内圆角的回转面为异性耐腐蚀密封圈3的壁厚局部薄弱处，在异性耐腐蚀密封圈3的第三中间内圆角的回转面处异性耐腐蚀密封圈3的结构刚度降低，异性耐腐蚀密封圈3的可回弹变形能力提高，通过异性耐腐蚀密封圈3的结构回弹能力提高来弥补异性耐腐蚀密封圈3的材料弹性不足缺陷，异性弹簧圈4发生轴向压缩变形后可以持续的输出回弹力，异性弹簧圈4持续挤压异性耐腐蚀密封圈3，使异性耐腐蚀密封圈3与端盖1和穿电缆线管2保持持续的挤压力。

本发明的工作原理如下：

聚四氟乙烯密封圈硬度太高，弹性太差，因此，材料本身不能有太大的变形，对于径向密封圈，主要依靠径向上与相邻的金属零件紧密接触，密切贴合而实现密封。聚四氟乙烯本身回弹能力差，因此，本发明通过将聚四氟乙烯密封圈的轴截面设计为V形，在轴向力的作用下V形两个边的夹角变小，而且在V形的根部设计为薄弱处，以增加其变形能力，V形两个边的夹角变小后，V形的边的倾斜程度减小，更加水平，一个斜边的水平方向的尺寸为斜边的尺寸乘以倾斜角的余弦值，因此，倾斜角变小后，水平方向的尺寸增加，从而可以水平方向与相邻的两个机械零件紧密接触而密封。然后在聚四氟乙烯密封圈上端安装弹簧圈，通过弹簧圈压缩变形，可以永久的产生轴向力，由此永久性的轴向力持续压缩聚四氟乙烯密封圈，弥补聚四氟乙烯密封圈发生蠕动变形后的松弛，可以长久的的与金属零件保持紧密贴合状态，保持长久的密封效果。

异性耐腐蚀密封圈3的第三侧V形的V形两个边夹角太小时，异性耐腐蚀密封圈3受到轴向力后，产生的径向力随着V形两个边夹角的变小而变大，若径向力太大，穿电缆线管的壁厚为2.1～2.3mm，穿电缆线管的壁太薄，穿电缆线管会发生变形，导致内部电缆无法安装；异性耐腐蚀密封圈3的第三侧V形的V形两个边夹角太大时，，异性耐腐蚀密封圈3受到轴向力后，产生的径向力太小，不足以使异性耐腐蚀密封圈3与相邻的金属零件紧密贴合而密封。通过大量实验发现，异性耐腐蚀密封圈3的第三侧V形的V形两个边夹角为32～37°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，异性耐腐蚀密封圈3的第三侧V形的V形两个边夹角为32°；

异性耐腐蚀密封圈3的第三下端外圆角的直径太小时，与相邻金属零件的接触面积太小，应力过大，容易造成异性耐腐蚀密封圈3局部永久变形，密封可靠性降低；异性耐腐蚀密封圈3的第三下端外圆角的直径太大时，与相邻金属零件的接触面积太大，挤压应力过小，无法实现密封。通过大量实验发现，异性耐腐蚀密封圈3的第三下端外圆角的直径为5.2～7.6mm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，异性耐腐蚀密封圈3的第三下端外圆角的直径为5.2mm；

异性耐腐蚀密封圈3的第三中间外圆角的直径太小时，与相邻金属零件的接触面积太小，应力过大，容易造成异性耐腐蚀密封圈3局部永久变形，密封可靠性降低；异性耐腐蚀密封圈3的第三中间外圆角的直径太大时，与相邻金属零件的接触面积太大，挤压应力过小，无法实现密封。通过大量实验发现，异性耐腐蚀密封圈3的第三中间外圆角的直径为5.7～7.1mm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，异性耐腐蚀密封圈3的第三中间外圆角的直径为5.7mm；

异性耐腐蚀密封圈3的第三中间内圆角的直径太小时，异性耐腐蚀密封圈3的刚度太大，变形能力太差，异性耐腐蚀密封圈3无法通过结构的优化产生大的变形能力，不能与金属零件更好的贴合，密封可靠性降低；异性耐腐蚀密封圈3的第三中间内圆角的直径太大时，对异性耐腐蚀密封圈3中间部位的强度消弱太严重，容易造成强度不足破坏。通过大量实验发现，异性耐腐蚀密封圈3的第三中间内圆角的直径为11.1～13.6mm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，异性耐腐蚀密封圈3的第三中间内圆角的直径为11.1mm；

异性弹簧圈4的第四圆环形的轴向压缩量太小时，异性弹簧圈4的回弹变形尺寸太小，当异性耐腐蚀密封圈3发生蠕动变形松弛后，异性弹簧圈4无法通过弹性变形弥补松弛的尺寸；异性弹簧圈4的第四圆环形的轴向压缩量太大时，异性弹簧圈4将发生永久变形，不能完全恢复本来尺寸，起不到持续压缩异性耐腐蚀密封圈3的作用。通过大量实验发现，异性弹簧圈4的第四圆环形的轴向压缩量为3.1～3.6mm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，异性弹簧圈4的第四圆环形的轴向压缩量为3.1mm；

异性弹簧圈4的第四圆环形的轴向压缩力太小时，异性耐腐蚀密封圈3的压缩力太小，异性耐腐蚀密封圈3与相邻金属零件的挤压贴合力太小，密封可靠性降低；异性弹簧圈4的第四圆环形的轴向压缩力太大时，异性耐腐蚀密封圈3在轴向压缩力作用下，部分位置应力过大造成破坏。通过大量实验发现，异性弹簧圈4的第四圆环形的轴向压缩力为1240～1750N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，异性弹簧圈4的第四圆环形的轴向压缩力为1240N；

加工30个本发明，全部用于液相装药战斗部上，液相装药战斗部内部装填液相材料，加热液相装药战斗部，达到70℃，使液相装药战斗部内部液相材料的内应力达到后续使用的最大值，保持一个月，30个战斗部均为发生泄漏。证明本发明可以可靠的密封液相装药战斗部。

本发明的一种通过提高结构回弹能力弥补材料弹性不足的径向密封装置，带来的技术效果体现为：

(1)本发明可以解决液相装药战斗部穿电缆线管和壳体端盖径向圆柱面配合接触面的密封问题，适用的穿电缆线管的直径为35.4～35.8mm，穿电缆线管的壁厚2.1～2.3mm，内部液相燃料的内应力不超过0.2MPa。本发明的聚四氟乙烯密封圈轴截面设计为侧V形，在轴向压力的作用下，径向尺寸增加，聚四氟乙烯密封圈径向尺寸增加后分别与端盖和穿电缆线管紧密接触并实现密封。环形密封凹槽开到顶端，聚四氟乙烯密封圈不需要改变直径便可以安装进环形密封槽，可以顺利安装。

(2)聚四氟乙烯密封圈的侧V形根部带有圆角，增加了聚四氟乙烯的弹性变形能力，在相同的压力下，提高了可变形量，通过提高结构回弹能力弥补材料弹性不足，提高了聚四氟乙烯密封圈与端盖和穿电缆线管的贴合程度，密封可靠性提高。

(3)聚四氟乙烯密封圈上端带有了弹簧圈，弹簧圈受到轴向压力后，发生轴向的压缩变形，而压缩后的弹簧圈可以持续的输出轴向力，给予聚四氟乙烯密封圈向下的压力，尽管聚四氟乙烯密封圈随着时间发生蠕动，但弹簧圈的持续的压力作用下，四氟乙烯密封圈可以保持与端盖和穿电缆线管的持久贴紧力，保持持续的挤压贴合并密封，保证了密封效果的长久性，保证了战斗部的密封可靠性。

实施例2：

实施例2与实施例1的区别在于:

本实施例中，异性耐腐蚀密封圈3的第三侧V形的V形两个边夹角为37°；

本实施例中，异性耐腐蚀密封圈3的第三下端外圆角的直径为7.6mm；

本实施例中，异性耐腐蚀密封圈3的第三中间外圆角的直径为7.1mm；

本实施例中，异性耐腐蚀密封圈3的第三中间内圆角的直径为13.6mm；

本实施例中，异性弹簧圈4的第四圆环形的轴向压缩量为3.6mm；

本实施例中，异性弹簧圈4的第四圆环形的轴向压缩力为1750N；

加工30个本发明，全部用于液相装药战斗部上，液相装药战斗部内部装填液相材料，加热液相装药战斗部，达到70℃，使液相装药战斗部内部液相材料的内应力达到后续使用的最大值，保持一个月，30个战斗部均为发生泄漏。证明本发明可以可靠的密封液相装药战斗部。

本发明的一种通过提高结构回弹能力弥补材料弹性不足的径向密封装置，带来的技术效果体现为：

(1)本发明可以解决液相装药战斗部穿电缆线管和壳体端盖径向圆柱面配合接触面的密封问题，适用的穿电缆线管的直径为35.4～35.8mm，穿电缆线管的壁厚2.1～2.3mm，内部液相燃料的内应力不超过0.2MPa。本发明的聚四氟乙烯密封圈轴截面设计为侧V形，在轴向压力的作用下，径向尺寸增加，聚四氟乙烯密封圈径向尺寸增加后分别与端盖和穿电缆线管紧密接触并实现密封。环形密封凹槽开到顶端，聚四氟乙烯密封圈不需要改变直径便可以安装进环形密封槽，可以顺利安装。

(2)聚四氟乙烯密封圈的侧V形根部带有圆角，增加了聚四氟乙烯的弹性变形能力，在相同的压力下，提高了可变形量，通过提高结构回弹能力弥补材料弹性不足，提高了聚四氟乙烯密封圈与端盖和穿电缆线管的贴合程度，密封可靠性提高。

(3)聚四氟乙烯密封圈上端带有了弹簧圈，弹簧圈受到轴向压力后，发生轴向的压缩变形，而压缩后的弹簧圈可以持续的输出轴向力，给予聚四氟乙烯密封圈向下的压力，尽管聚四氟乙烯密封圈随着时间发生蠕动，但弹簧圈的持续的压力作用下，四氟乙烯密封圈可以保持与端盖和穿电缆线管的持久贴紧力，保持持续的挤压贴合并密封，保证了密封效果的长久性，保证了战斗部的密封可靠性。

Claims (3)

1.一种通过提高结构回弹能力弥补材料弹性不足的径向密封装置，包括端盖(1)、穿电缆线管(2)，其特征在于，还包括异性耐腐蚀密封圈(3)、异性弹簧圈(4)、预紧力生成装置(5)；

所述端盖(1)的形状为第一圆板，端盖(1)的第一圆板上带有第一圆孔，第一圆孔的内侧面为第一内圆柱面，第一内圆柱面上端带有第一环形凹槽，第一环形凹槽的上端面与第一圆板上端面共面，第一环形凹槽的下端面为第一下端圆环面，第一环形凹槽的底面为第一上端内圆柱面；

端盖(1)的第一圆孔中轴线垂直于地面，端盖(1)为液相装药战斗部的端盖，端盖(1)的内侧有液相材料；

所述穿电缆线管(2)的形状为第二圆管，且为回转体，第二圆管的外侧面为第二外圆柱面；

穿电缆线管(2)的第二圆管内侧用于装填液相装药战斗部的电缆，穿电缆线管(2)的外侧有液相材料，穿电缆线管(2)的回转体轴线与端盖(1)的第一圆孔中轴线重合，穿电缆线管(2)的上端位于端盖(1)的第一圆孔内侧，穿电缆线管(2)的第二外圆柱面与端盖(1)的第一内圆柱面接触，穿电缆线管(2)与端盖(1)的接触面为径向圆柱面，所述通过提高结构回弹能力弥补材料弹性不足的径向密封装置用于密封穿电缆线管(2)与端盖(1)的圆柱接触面，以保证液相装药战斗部内部的液相燃料不能从穿电缆线管(2)与端盖(1)的圆柱接触面泄漏；液相装药战斗部内部的液相燃料带有腐蚀性，各种橡胶类材料均被液相燃料腐蚀，聚四氟乙烯材料不被液相燃料腐蚀，穿电缆线管(2)的第二圆管的内径为35.4～35.8mm，穿电缆线管(2)的第二圆管的壁厚为2.1～2.3mm，液相燃料的体膨胀压力最大值不超过0.2MPa；

所述异性耐腐蚀密封圈(3)的形状为回转体，材料为聚四氟乙烯，回转体轴截面为第三侧V形，第三侧V形的V形开口背向异性耐腐蚀密封圈(3)的回转体轴线，第三侧V形的V形两个边一个位于上端一个位于下端，第三侧V形的位于下端的边的最外侧下端带有第三下端外圆角，第三侧V形的V形两个边交点处面向异性耐腐蚀密封圈(3)的回转体轴线一侧带有第三中间外圆角，第三侧V形的V形两个边交点处背向异性耐腐蚀密封圈(3)的回转体轴线一侧带有第三中间内圆角，第三侧V形的位于上端的边比位于下端的边短，第三侧V形的位于上端的边的最上端带有第三水平直线段；

异性耐腐蚀密封圈(3)的回转体轴线与穿电缆线管(2)的回转体轴线重合，异性耐腐蚀密封圈(3)位于端盖(1)的第一环形凹槽内部最下端，异性耐腐蚀密封圈(3)的第三下端外圆角的回转面与端盖(1)的第一上端内圆柱面接触，异性耐腐蚀密封圈(3)的第三中间外圆角的回转面与穿电缆线管(2)的第二外圆柱面接触；

所述异性弹簧圈(4)的形状为回转体，材料为弹簧钢，回转体轴截面为第四圆环形；

异性弹簧圈(4)的回转体轴线与穿电缆线管(2)的回转体轴线重合，异性弹簧圈(4)位于端盖(1)的第一环形凹槽内部最上端，异性弹簧圈(4)位于异性耐腐蚀密封圈(3)的上端，异性弹簧圈(4)的下端与异性耐腐蚀密封圈(3)的第三水平直线段的回转面接触；

所述预紧力生成装置(5)的形状为第五同心圆板，且为回转体；

预紧力生成装置(5)的回转体轴线与穿电缆线管(2)的回转体轴线重合，预紧力生成装置(5)位于端盖(1)的上端，预紧力生成装置(5)通过螺钉与端盖(1)的第一圆板连接，预紧力生成装置(5)的第五同心圆板的下端面外侧与端盖(1)的第一圆板的上端面接触，预紧力生成装置(5)的第五同心圆板的下端面内侧与异性弹簧圈(4)的上端面接触，预紧力生成装置(5)的第五同心圆板的内侧圆柱面与穿电缆线管(2)的第二外圆柱面上端接触；

异性耐腐蚀密封圈(3)的第三侧V形的V形两个边夹角为32～37°；

异性耐腐蚀密封圈(3)的第三下端外圆角的直径为5.2～7.6mm；

异性耐腐蚀密封圈(3)的第三中间外圆角的直径为5.7～7.1mm；

异性耐腐蚀密封圈(3)的第三中间内圆角的直径为11.1～13.6mm；

异性弹簧圈(4)的第四圆环形的轴向压缩量为3.1～3.6mm；

异性弹簧圈(4)的第四圆环形的轴向压缩力为1240～1750N；

所述的通过提高结构回弹能力弥补材料弹性不足的径向密封装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤1：将端盖(1)与穿电缆线管(2)装配；

步骤2：将异性耐腐蚀密封圈(3)与端盖(1)装配；

步骤3：将异性弹簧圈(4)与端盖(1)装配；

步骤4：将预紧力生成装置(5)与端盖(1)装配，预紧力生成装置(5)的下端面挤压异性弹簧圈(4)的上端面，异性弹簧圈(4)发生轴向压缩变形，异性弹簧圈(4)挤压异性耐腐蚀密封圈(3)的第三水平直线段的回转面，异性耐腐蚀密封圈(3)在轴向力作用下第三侧V形的V形两个边夹角变小，V形两个边的夹角变小后，V形的边的倾斜程度减小，更加水平，一个斜边的水平方向的尺寸为斜边的尺寸乘以倾斜角的余弦值，因此，倾斜角变小后，水平方向的尺寸增加，异性耐腐蚀密封圈(3)的径向尺寸变大，从而可以水平方向与相邻的两个机械零件紧密接触而密封，异性耐腐蚀密封圈(3)的第三下端外圆角的回转面与端盖(1)的第一上端内圆柱面挤压实现密封，异性耐腐蚀密封圈(3)的第三中间外圆角的回转面与穿电缆线管(2)的第二外圆柱面挤压实现密封，异性耐腐蚀密封圈(3)的第三中间内圆角的回转面为异性耐腐蚀密封圈(3)的壁厚局部薄弱处，在异性耐腐蚀密封圈(3)的第三中间内圆角的回转面处异性耐腐蚀密封圈(3)的结构刚度降低，异性耐腐蚀密封圈(3)的可回弹变形能力提高，通过异性耐腐蚀密封圈(3)的结构回弹能力提高来弥补异性耐腐蚀密封圈(3)的材料弹性不足缺陷，异性弹簧圈(4)发生轴向压缩变形后可以持续的输出回弹力，异性弹簧圈(4)持续挤压异性耐腐蚀密封圈(3)，使异性耐腐蚀密封圈(3)与端盖(1)和穿电缆线管(2)保持持续的挤压力。

2.如权利要求1所述的通过提高结构回弹能力弥补材料弹性不足的径向密封装置，其特征在于，异性耐腐蚀密封圈(3)的第三侧V形的V形两个边夹角为32°；

异性耐腐蚀密封圈(3)的第三下端外圆角的直径为5.2mm；

异性耐腐蚀密封圈(3)的第三中间外圆角的直径为5.7mm；

异性耐腐蚀密封圈(3)的第三中间内圆角的直径为11.1mm；

异性弹簧圈(4)的第四圆环形的轴向压缩量为3.1mm；

异性弹簧圈(4)的第四圆环形的轴向压缩力为1240N。

3.如权利要求1所述的通过提高结构回弹能力弥补材料弹性不足的径向密封装置，其特征在于，异性耐腐蚀密封圈(3)的第三侧V形的V形两个边夹角为37°；

异性耐腐蚀密封圈(3)的第三下端外圆角的直径为7.6mm；

异性耐腐蚀密封圈(3)的第三中间外圆角的直径为7.1mm；

异性耐腐蚀密封圈(3)的第三中间内圆角的直径为13.6mm；

异性弹簧圈(4)的第四圆环形的轴向压缩量为3.6mm；

异性弹簧圈(4)的第四圆环形的轴向压缩力为1750N。

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