CN113818972A - 一种固体火箭燃烧室隔热层的粘接结构及方法 - Google Patents

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Abstract

一种固体火箭燃烧室隔热层的粘接结构及方法，包括金属壳体、橡胶件、气囊、密封端盖、进气气管和抽气气管；金属壳体为单侧开口的筒状结构，橡胶件贴合设置在金属壳体的内侧壁；密封端盖设置在金属壳体的开口处，密封端盖内侧密封连接有气囊，进气气管和抽气气管均设置在密封端盖上，进气气管连通气囊，抽气气管连通气囊与橡胶件之间的空间。本发明采用气囊对隔热橡胶件进行压紧压实，使得橡胶件质地细密均匀，和金属壳体的贴合完整且紧密，比贴生胶工艺的性能更好。无论金属壳体的形状如何，气囊的柔性特点，配合充气和抽气，实现气囊和内侧壁的紧密贴合压紧。

Description

一种固体火箭燃烧室隔热层的粘接结构及方法
技术领域
本发明涉及固体火箭燃烧室的制造技术领域，特别涉及一种固体火箭燃烧室隔热层的粘接结构及方法。
背景技术
金属壳体固体火箭燃烧室的隔热层的作用是在火箭发动机燃烧过程中隔断药柱与外壳之间的热传递。过去是采用先将三元乙丙橡胶生料粘贴到壳体的内壁，然后加热硫化形成一层具有一定厚度的致密橡胶层。对于直径较小的金属壳体，特别是细长型的壳体，传统方法制作隔热层非常困难，质量也不易保证。
发明内容
本发明的目的在于提供一种固体火箭燃烧室隔热层的粘接结构及方法，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种固体火箭燃烧室隔热层的粘接结构，包括金属壳体、橡胶件、气囊、密封端盖、进气气管和抽气气管；金属壳体为单侧开口的筒状结构，橡胶件贴合设置在金属壳体的内侧壁；密封端盖设置在金属壳体的开口处，密封端盖内侧密封连接有气囊，进气气管和抽气气管均设置在密封端盖上，进气气管连通气囊的内侧，抽气气管连通气囊的外侧与橡胶件之间的空间。
进一步的，密封端盖包括法兰环、端盖和弹簧挡圈；法兰环和端盖通过螺钉固定连接，气囊密封贴合设置在法兰环内侧，弹簧挡圈设置在气囊开口的内侧壁。
进一步的，法兰环和端盖之间设置有密封圈。
进一步的，气囊开口外侧壁与法兰环内侧壁涂有粘接剂。
进一步的，进气气管设置在端盖上，进气气管与外部高压气源连接；抽气气管设置在法兰环上，抽气气管与外部抽气泵连接。
进一步的，法兰环和金属壳体通过螺钉连接。
进一步的，橡胶件外侧壁和金属壳体内侧壁通过密封胶连接；橡胶件为纤维增强的三元乙丙橡胶或丁晴橡胶模压件。
进一步的，一种固体火箭燃烧室隔热层的粘接结构的粘结方法，包括以下步骤：
步骤1，制作橡胶件：将三元乙丙橡胶生料投入成形模，加热、加压、硫化预成型；然后通过机械加工成为外轮廓尺寸与金属壳体内腔高度一致的橡胶件；
步骤2，涂胶及表面预处理：对金属壳体的内腔进行喷砂处理；给金属壳体的内腔和橡胶件的外表面涂胶；
步骤3，粘接：将橡胶件塞进金属壳体内；将气囊塞入橡胶件的内腔，气囊的开口一端的法兰环和一个端盖被螺钉紧固成一体并有密封圈座二者间的气密，气囊与法兰环接触段涂有密封胶并由弹性挡圈压紧；将与气囊相连的法兰环用螺钉紧固到金属壳体的开口端部；通过抽气气管对气囊外的金属壳体内部抽真空；给气囊内通入高压空气，使气囊膨胀并将橡胶件的外表面与金属壳体的内腔表面充分压紧；加热使粘接剂固化。
与现有技术相比，本发明有以下技术效果：
本发明采用气囊对隔热橡胶件进行压紧压实，使得橡胶件质地细密均匀，和金属壳体的贴合完整且紧密，比贴生胶工艺的性能更好。无论金属壳体的形状如何，气囊的柔性特点，配合充气和抽气，实现气囊和内侧壁的紧密贴合压紧。
本发明生产效率高，人为因素影响小，产品质量稳定。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
1——金属壳体、2——橡胶件、3——气囊、3’——胀大后的气囊、4——螺钉、5——法兰环、6——密封圈、7——端盖、8——进气气管、9——弹簧挡圈、10——螺钉、11——抽气气管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进一步说明：
请参阅图1，本发明隔热层粘结结构及粘接方法，包括金属壳体1、橡胶件2、气囊3、密封端盖、进气气管8和抽气气管11；金属壳体1为单侧开口的筒状结构，橡胶件2贴合设置在金属壳体1的内侧壁；密封端盖设置在金属壳体1的开口处，密封端盖内侧密封连接有气囊3，进气气管8和抽气气管11均设置在密封端盖上，进气气管8连通气囊3的内侧，抽气气管11连通气囊3的外侧与橡胶件2之间的空间。
通过给气囊内侧注入高压空气将隔热橡胶件进行压紧压实，使得橡胶件质地细密均匀，和金属壳体的贴合完整且紧密，比贴生胶工艺的性能更好。无论金属壳体的形状如何，气囊的柔性特点，配合充气和抽气，都能实现气囊和金属壳体内侧壁的紧密贴合压紧。
密封端盖包括法兰环5、端盖7和弹簧挡圈9；法兰环5和端盖7通过螺钉固定连接，气囊3密封贴合设置在法兰环5内侧，弹簧挡圈9设置在气囊3开口的内侧壁。
首先将三元乙丙橡胶生料投入专用的成形模，加热、加压、硫化预成型，然后通过机械加工使外轮廓尺寸与金属壳体内腔高度一致的橡胶件，然后给金属壳体内腔和橡胶件的结合面涂胶并将橡胶件塞进金属壳体内，加热使粘接剂固化。
为保证橡胶件与金属壳体内腔充分结合，橡胶件塞进金属壳体内以后，还要将一个特制的气囊塞入橡胶件的内腔，给气囊通入高压空气，使气囊膨胀将橡胶件外表面与金属壳体内腔表面被充分压紧。
由于壳体较长，为防止粘接面积存气泡，在给气囊膨胀接通高压空气前，还应对橡胶件与金属壳体内腔之间的空间进行抽真空。
在给金属壳体内腔涂胶前应进行表面粗化。
实施例：
本实施例结合图1进行说明。
第一步，制作三元乙丙橡胶隔热件：将三元乙丙橡胶生料投入专用的成形模，加热、加压、硫化预成型；然后通过机械加工成为外轮廓尺寸与金属壳体内腔高度一致的橡胶件2。
第二步，涂胶及表面预处理：对金属壳体1的内腔进行喷砂处理；给金属壳体1的内腔和橡胶件2的外表面涂胶。
第三步，粘接：将橡胶件2塞进金属壳体1内；将一个特制的气囊3塞入橡胶件1的内腔，气囊3的开口一端有一个法兰环5和一个端盖7，法兰环5和一个端盖7被螺钉10紧固成一体并有密封圈6座二者间的气密，气囊3与法兰环5接触段涂有密封胶并由弹性挡圈10压紧；
将与气囊3相连的法兰环用螺钉10紧固到壳体1的开口端部；
通过气管11对气囊外的壳体1内部抽真空；给气囊3内通入高压空气，使气囊3膨胀并将橡胶件2的外表面与金属壳体1的内腔表面充分压紧；加热一定时间使粘接剂固化。
零星制作时，可以用塑料薄膜作气密层材料，把塞入了气囊3的壳体1整个包裹起来插一个管子进行抽气。

Claims (8)

1.一种固体火箭燃烧室隔热层的粘接结构，其特征在于，包括金属壳体(1)、橡胶件(2)、气囊(3)、密封端盖、进气气管(8)和抽气气管(11)；金属壳体(1)为单侧开口的筒状结构，橡胶件(2)贴合设置在金属壳体(1)的内侧壁；密封端盖设置在金属壳体(1)的开口处，密封端盖内侧密封连接有气囊(3)，进气气管(8)和抽气气管(11)均设置在密封端盖上，进气气管(8)连通气囊(3)的内侧，抽气气管(11)连通气囊(3)的外侧与橡胶件(2)之间的空间。
2.根据权利要求1所述的一种固体火箭燃烧室隔热层的粘接结构，其特征在于，密封端盖包括法兰环(5)、端盖(7)和弹簧挡圈(9)；法兰环(5)和端盖(7)通过螺钉固定连接，气囊(3)密封贴合设置在法兰环(5)内侧，弹簧挡圈(9)设置在气囊(3)开口的内侧壁。
3.根据权利要求2所述的一种固体火箭燃烧室隔热层的粘接结构，其特征在于，法兰环(5)和端盖(7)之间设置有密封圈(6)。
4.根据权利要求2所述的一种固体火箭燃烧室隔热层的粘接结构，其特征在于，气囊(3)开口外侧壁与法兰环(5)内侧壁通过密封胶连接。
5.根据权利要求2所述的一种固体火箭燃烧室隔热层的粘接结构，其特征在于，进气气管(8)设置在端盖(7)上，进气气管(8)与外部高压气源连接；抽气气管(11)设置在法兰环(5)上，抽气气管(11)与外部抽气泵连接。
6.根据权利要求1所述的一种固体火箭燃烧室隔热层的粘接结构，其特征在于，法兰环(5)和金属壳体(1)通过螺钉连接。
7.根据权利要求1所述的一种固体火箭燃烧室隔热层的粘接结构，其特征在于，橡胶件(2)外侧壁和金属壳体(1)内侧壁涂有粘接剂；橡胶件(2)为纤维增强的三元乙丙橡胶或丁晴橡胶模压件。
8.基于权利要求1至7任意一项所述的一种固体火箭燃烧室隔热层的粘接结构的粘结方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，制作橡胶件(2)：将三元乙丙橡胶生料投入成形模，加热、加压、硫化预成型；然后通过机械加工成为外轮廓尺寸与金属壳体内腔高度一致的橡胶件(2)；
步骤2，涂胶及表面预处理：对金属壳体(1)的内腔进行喷砂处理；给金属壳体(1)的内腔和橡胶件(2)的外表面涂胶；
步骤3，粘接：将橡胶件(2)塞进金属壳体(1)内；将气囊(3)塞入橡胶件的内腔，气囊(3)的开口一端的法兰环(5)和一个端盖(7)被螺钉(10)紧固成一体并有密封圈(6)座二者间的气密，气囊(3)与法兰环(5)接触段涂有密封胶并由弹性挡圈(10)压紧；将与气囊(3)相连的法兰环用螺钉(10)紧固到金属壳体(1)的开口端部；通过抽气气管(11)对气囊外的金属壳体(1)内部抽真空；给气囊(3)内通入高压空气，使气囊(3)膨胀并将橡胶件(2)的外表面与金属壳体(1)的内腔表面充分压紧；加热使粘接剂固化。
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