CN113107939B - 一种密封紧固连接结构及使用其的筒体 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种密封紧固连接结构，其包括设于第一筒体上的安装槽和通孔以及设于第二筒体上的安装孔，安装槽设于第一筒体连接端的外筒壁上，安装槽的槽壁上设有通孔，通孔延伸至第一筒体连接端的端面，安装孔设于第二筒体连接端的端面上，安装孔与通孔相对布置，安装孔和通孔内设有连接杆，连接杆的一端固定设于安装孔内，连接杆的另一端通过紧固件固定于安装槽内。本发明还公开了一种使用上述密封紧固连接结构的筒体。其目的是为了提供一种密封紧固连接结构及使用其的筒体，解决筒体在使用传统金属端框连接时所存在的结构重量过大、外径难控制和装配工艺复杂等问题，同时实现密封、紧固等功能。

Description

一种密封紧固连接结构及使用其的筒体
技术领域
本发明涉及连接构件领域，特别是涉及一种适用于复合材料筒类结构之间的密封紧固连接结构及使用其的筒体。
背景技术
在航天领域，复合材料筒类结构得到了广泛的应用。为实现不同复合材料筒类结构间的连接，传统连接方式为在筒连接端安装金属端框。金属端框环向设置螺纹孔，通过高强度螺栓实现不同复合材料筒间的连接。然而，此种连接方式存在如下问题：(1)金属端框重量过大，不利于结构整体减重；(2)金属端框存在法兰边，不利于复合材料筒外径的控制；(3)复合材料筒与金属端框套装连接，装配工艺复杂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种密封紧固连接结构及使用其的筒体，解决筒体在使用传统金属端框连接时所存在的结构重量过大、外径难控制和装配工艺复杂等问题，同时实现密封、紧固等功能。
本发明中的密封紧固连接结构，包括设于第一筒体上的安装槽和通孔以及设于第二筒体上的安装孔，所述安装槽设于第一筒体连接端的外筒壁上，所述安装槽的槽壁上设有所述通孔，所述通孔延伸至第一筒体连接端的端面，所述安装孔设于第二筒体连接端的端面上，所述安装孔与通孔相对布置，所述安装孔和通孔内设有连接杆，所述连接杆的一端固定设于安装孔内，所述连接杆的另一端穿过通孔延伸至安装槽内，所述连接杆的另一端通过紧固件固定于安装槽内。
本发明中的密封紧固连接结构，其中所述安装孔为螺纹孔，所述连接杆的一端设有螺纹，所述连接杆的一端螺纹连接于螺纹孔内。
本发明中的密封紧固连接结构，其中所述紧固件为螺母，所述连接杆的另一端设有螺纹，所述连接杆的另一端通过螺母螺纹连接固定于安装槽内。
本发明中的密封紧固连接结构，其中所述安装槽为圆形凹槽，所述螺母与安装槽的槽壁之间设有弧形垫片，所述弧形垫片套装于连接杆上，所述弧形垫片的底面与安装槽的槽壁相抵，所述弧形垫片的底面为与安装槽的槽壁相匹配的弧形面，所述弧形垫片的顶面设有所述螺母。
本发明中的密封紧固连接结构，其中所述弧形垫片的底面上设有密封圈层，所述弧形垫片的底面通过所述密封圈层与安装槽的槽壁相抵。
本发明中的密封紧固连接结构，其中所述密封圈层与连接杆之间为过盈配合。
本发明中的密封紧固连接结构，其中所述弧形垫片的顶面与螺母之间设有弹垫，所述弹垫套装于连接杆上。
本发明中的使用上述密封紧固连接结构的筒体，包括所述第一筒体和所述第二筒体，所述第一筒体连接端的外筒壁上沿周向设有多个安装槽，所述第二筒体连接端的端面上沿周向设有多个安装孔，多个所述安装孔与多个所述安装槽一一对应布置。
本发明中的筒体，其中多个所述安装槽沿第一筒体连接端的外筒壁周向均匀布置，多个所述安装孔沿第二筒体连接端的端面周向均匀布置。
本发明中的筒体，其中所述第一筒体和第二筒体均为圆筒体。
本发明中的密封紧固连接结构在使用的时候，能够将第一筒体和第二筒体进行连接。第一筒体的连接端即为与第二筒体相连接一端，第二筒体的连接端即为与第一筒体相连接一端。在连接第一筒体和第二筒体的时候，首先将连接杆的一端固定设于第二筒体连接端的安装孔内，之后再将第一筒体与第二筒体对接，在此过程中，连接杆的另一端穿过第一筒体上的通孔并延伸至安装槽内，之后通过紧固件固定于安装槽内，完成连接。本发明中的筒体在使用上述的密封紧固连接结构时，在第一筒体连接端的外筒壁上沿周向设有多个安装槽，而在第二筒体连接端的端面上沿周向设有多个安装孔，多个安装孔与多个安装槽一一对应布置，也就是说，第一筒体和第二筒体在连接的时候，使用多个密封紧固连接结构进行连接。由此可见，本发明中的密封紧固连接结构设置于筒体的筒壁内，并且仅用到连接杆、紧固件等重量较轻的部件，因此，能够解决筒体在使用传统金属端框连接时所存在的结构重量过大、外径难控制和装配工艺复杂等问题，同时实现密封、紧固等功能。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明中筒体的结构示意图；
图2为沿图1中A-A线的剖视图；
图3为图1中B处的局部放大图；
图4为图2中C处的局部放大图(也为本发明中密封紧固连接结构的结构示意图)；
图5为本发明中第一筒体的结构示意图；
图6为沿图5中D-D线的剖视图；
图7为图5的仰视图；
图8为本发明中第二筒体的结构示意图；
图9为沿图8中E-E线的剖视图；
图10为图8的俯视图。
具体实施方式
如图1所示，并结合图2-10所示，本发明中的密封紧固连接结构包括设于第一筒体1上的安装槽4和通孔9以及设于第二筒体2上的安装孔10，所述安装槽4设于第一筒体1连接端的外筒壁上，所述安装槽4的槽壁上设有所述通孔9，所述通孔9延伸至第一筒体1连接端的端面，即通孔9沿第一筒体1的轴向布置。所述安装孔10设于第二筒体2连接端的端面上，所述安装孔10与通孔9相对布置，所述安装孔10和通孔9内设有连接杆3，所述连接杆3的一端固定设于安装孔10内，所述连接杆3的另一端穿过通孔9延伸至安装槽4内，所述连接杆3的另一端通过紧固件固定于安装槽4内。
本发明中的密封紧固连接结构用于连接第一筒体1和第二筒体2，第一筒体1连接端指的是与第二筒体2相连接一端，第二筒体2连接端指的是与第一筒体1相连接一端。
如图4所示，所述安装孔10为螺纹孔，螺纹孔沿第二筒体2的轴向布置。所述连接杆3的一端设有螺纹，所述连接杆3的一端螺纹连接于螺纹孔内。所述紧固件为螺母5，所述连接杆3的另一端设有螺纹，所述连接杆3的另一端通过螺母5螺纹连接固定于安装槽4内，即将螺母5螺纹连接在连接杆3的另一端并拧紧，即可实现固定。在本实施例中，连接杆3采用双头螺栓。
如图3、4所示，所述安装槽4为圆形凹槽，所述螺母5与安装槽4的槽壁之间设有弧形垫片6，所述弧形垫片6套装于连接杆3上，所述弧形垫片6的底面与安装槽4的槽壁相抵，所述弧形垫片6的底面为与安装槽4的槽壁相匹配的弧形面，所述弧形垫片6的顶面设有所述螺母5。所述弧形垫片6的底面上设有密封圈层7，所述弧形垫片6的底面通过所述密封圈层7与安装槽4的槽壁相抵。密封圈层7采用弹性密封材料制成。
如图4所示，本发明中的密封紧固连接结构，其中所述密封圈层7与连接杆3之间为过盈配合，即密封圈层7的内径小于连接杆3的外径，实现过盈配合。当安装槽4内有积水时，积水不会向筒内渗水。
如图3、4所示，本发明中的密封紧固连接结构，其中所述弧形垫片6的顶面与螺母5之间设有弹垫8，所述弹垫8套装于连接杆3上。
如图1所示，并结合图2-10所示，本发明中的使用上述密封紧固连接结构的筒体，包括所述第一筒体1和所述第二筒体2，所述第一筒体1连接端的外筒壁上沿周向设有多个安装槽4，所述第二筒体2连接端的端面上沿周向设有多个安装孔10，多个所述安装孔10与多个所述安装槽4一一对应布置。
本发明中的筒体，其中多个所述安装槽4沿第一筒体1连接端的外筒壁周向均匀布置，多个所述安装孔10沿第二筒体2连接端的端面周向均匀布置。所述第一筒体1和第二筒体2均为圆筒体。第一筒体1和第二筒体2均采用复合材料制成。
本发明中的密封紧固连接结构在使用的时候，能够将第一筒体1和第二筒体2进行连接。第一筒体1的连接端即为与第二筒体2相连接一端，第二筒体2的连接端即为与第一筒体1相连接一端。在连接第一筒体1和第二筒体2的时候，首先将连接杆3的一端固定设于第二筒体2连接端的安装孔10内(即将双头螺栓的一端螺纹连接于螺纹孔内)，之后再将第一筒体1与第二筒体2对接，在此过程中，连接杆3的另一端穿过第一筒体1上的通孔9并延伸至安装槽4内，之后通过紧固件固定于安装槽4内(即依次将弧形垫片6、弹垫8和螺母5套装于双头螺栓的另一端，之后旋紧螺母5即可)，完成连接。本发明中的筒体在使用上述的密封紧固连接结构时，在第一筒体1连接端的外筒壁上沿周向设有多个安装槽4，而在第二筒体2连接端的端面上沿周向设有多个安装孔10，多个安装孔10与多个安装槽4一一对应布置，也就是说，第一筒体1和第二筒体2在连接的时候，使用多个密封紧固连接结构进行连接。由此可见，本发明中的密封紧固连接结构设置于筒体的筒壁内，并且仅用到连接杆3(双头螺栓)、紧固件(弧形垫片6、弹垫8和螺母5)等重量较轻的部件，因此，能够解决筒体在使用传统金属端框连接时所存在的结构重量过大、外径难控制和装配工艺复杂等问题，同时实现密封、紧固等功能。
本发明的有益效果如下：
(1)能够满足无金属端框复合材料圆筒间的紧固、密封需求；
(2)取消金属端框，显著降低筒体整体结构重量，降低生产成本；
(3)选用弧形垫片6，并且弧形垫片6的底面设有密封圈层7，能够实现弧形垫片6与安装槽4(其为圆形凹槽)的槽壁紧密贴合，有效解决了环向安装问题；
(4)采用密封圈层7和连接杆3的过盈配合，有效解决了安装槽4内积水导致的往筒内渗水的问题。
本发明的具体实施过程如下：
根据筒体的使用要求，确定螺母5、弹垫8、弧形垫片6、双头螺栓、通孔9、螺纹孔和安装槽4的尺寸和个数，以及通孔9和螺纹孔的分度圆尺寸；
根据分度圆直径，在第二筒体2连接端的端面打螺纹孔，在第一筒体1连接端的端面打通孔9。通孔9直径略大于螺纹孔直径。根据通孔9的深度和尺寸开安装槽4；
假设有N个螺纹孔，首先将N个双头螺栓一端依次安装进N个螺纹孔。然后将第一筒体1与第二筒体2对接，使得N个双头螺栓的另一端同时进入N个通孔9并延伸至安装槽4内。在双头螺栓另一端依次安装弧形垫片6、弹垫8和螺母5。最后采用力矩扳手依次拧紧N个螺母5。实现不同复合材料圆筒间的紧固、密封连接。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种密封紧固连接结构，其特征在于：包括设于第一筒体上的安装槽和通孔以及设于第二筒体上的安装孔，所述安装槽设于第一筒体连接端的外筒壁上，所述安装槽的槽壁上设有所述通孔，所述通孔延伸至第一筒体连接端的端面，所述安装孔设于第二筒体连接端的端面上，所述安装孔与通孔相对布置，所述安装孔和通孔内设有连接杆，所述连接杆的一端固定设于安装孔内，所述连接杆的另一端穿过通孔延伸至安装槽内，所述连接杆的另一端通过紧固件固定于安装槽内，
所述安装孔为螺纹孔，所述连接杆的一端设有螺纹，所述连接杆的一端螺纹连接于螺纹孔内，所述紧固件为螺母，所述连接杆的另一端设有螺纹，所述连接杆的另一端通过螺母螺纹连接固定于安装槽内，
所述安装槽为圆形凹槽，所述螺母与安装槽的槽壁之间设有弧形垫片，所述弧形垫片套装于连接杆上，所述弧形垫片的底面与安装槽的槽壁相抵，所述弧形垫片的底面为与安装槽的槽壁相匹配的弧形面，所述弧形垫片的顶面设有所述螺母，
所述弧形垫片的底面上设有密封圈层，所述弧形垫片的底面通过所述密封圈层与安装槽的槽壁相抵，所述密封圈层与连接杆之间为过盈配合。
2.根据权利要求1所述的密封紧固连接结构，其特征在于：所述弧形垫片的顶面与螺母之间设有弹垫，所述弹垫套装于连接杆上。
3.一种使用权利要求1-2任一项所述密封紧固连接结构的筒体，其特征在于：包括所述第一筒体和所述第二筒体，所述第一筒体连接端的外筒壁上沿周向设有多个安装槽，所述第二筒体连接端的端面上沿周向设有多个安装孔，多个所述安装孔与多个所述安装槽一一对应布置。
4.根据权利要求3所述的筒体，其特征在于：多个所述安装槽沿第一筒体连接端的外筒壁周向均匀布置，多个所述安装孔沿第二筒体连接端的端面周向均匀布置。
5.根据权利要求4所述的筒体，其特征在于：所述第一筒体和第二筒体均为圆筒体。
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