CN114321390B - 一种高温成形设备用真空室动密封结构 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种高温成形设备用真空室动密封结构，所述高温成形设备用真空室动密封结构包括：真空室炉和真空动密封机构，其中，所述真空动密封机构安装于所述真空室炉上，所述真空动密封机构以阵列形式排列分布，所述真空动密封机构通过集成控制系统控制同步运行。本发明实施例可用于高温条件下的动密封，且动密封机构相对运动距离大。
Description
技术领域
本发明涉及高温装备制造技术领域，特别是一种高温成形设备用真空室动密封结构。
背景技术
目前，真空扩散连接技术在航空航天、武器装备等领域应用十分广泛。但该技术对温度、真空度、压力等工艺参数的要求较高，这就给真空扩散连接设备尤其是高温真空动密封提出了更高要求，如何在高温真空条件下长时间实现动密封。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种高温成形设备用真空室动密封结构。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种高温成形设备用真空室动密封结构，所述高温成形设备用真空室动密封结构包括：真空室炉和真空动密封机构，其中，所述真空动密封机构安装于所述真空室炉上，所述真空动密封机构以阵列形式排列分布，所述真空动密封机构通过集成控制系统控制同步运行。
可选地，所述真空动密封机构的数量为N个，N为正整数，所述真空动密封机构的数量是根据扩散连接真空设备的尺寸和功能确定的。
可选地，所述真空动密封机构包括：承压垫块、波纹管、连接法兰、炉壁、承压平台、冷却管和运动杆，其中，
所述波纹管的一端连接在所述承压垫块上，另一端连接在所述连接法兰上；
所述连接法兰设置于所述炉壁上，所述承压平台、所述运动杆和所述承压垫块依次连接；
所述运动杆穿过所述波纹管和所述连接法兰，所述冷却管穿过所述承压平台、所述运动杆和所述承压垫形成冷却回路；
所述冷却管、所述承压平台、所述运动杆和所述承压垫通过同液压缸相连，随着液压缸运动而相对于所述炉壁运动。
可选地，所述波纹管在自由状态下的总高度为H1和在压力下的总高度为H2，所述真空动密封机构的运动形成S，其中，S＝H1-H2。
可选地，所述波纹管为V型波纹管，其波纹数为n，V型波纹管V角处波纹管同指向波纹管轴心矢量的夹角为α，α范围为(0～50)°，波纹管在压力闭合状态时，其外径为D2、内径为D1、波纹管壁厚为t，波纹间距为h，其中最大间距为hmax＝2(D2-D1)×sinα+2t，其中，D1＞D3。
可选地，所述波纹管材质选用耐热高温合金，波纹管制造采用压力扩散链接方式整体一次性制造，或者采用高能束焊接方式叠加制造；
可选地，在所述波纹管制造采用扩散连接工艺方案时，将所有环形板材叠加在一起，在非扩散连接区域涂抹阻焊剂，在扩散连接区域添加中间层，在设定温度、设定压力条件下进行扩散连接，中间层为Ni80-Co20合金、纯Ni或者Ni-Cr-Pd合金。
可选地，在所述波纹管制造采用高能束焊接工艺方案时，将第二层同第一层叠加，对连接区域进行焊接，之后将第三层同第二层叠加且通过工装隔离第二层同第一层，对连接区域进行焊接，之后依次进行第N+1层和第N层焊接且通过工装隔离第N层同第N-1层，直接全部焊接。
本发明与现有技术相比的优点在于：
本发明实施例提供的扩散连接真空室，可以用于高温条件下的动密封，动密封机构相对运动距离大。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种高温成形设备用真空室动密封结构的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种真空动密封机构的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种波纹管的俯视图；
图4为本发明实施例提供的一种V型波纹管的截面图；
图5为本发明实施例提供的一种V型波纹管制造示意图。
具体实施方式
实施例
参照图1，示出了本发明实施例提供的一种高温成形设备用真空室动密封结构的结构示意图。
如图1所示，高温成形设备用真空室动密封结构包括：真空室炉1和真空动密封机构2，其中，真空动密封机构2安装于真空室炉1上，真空动密封机构2以阵列形式排列分布，真空动密封机构2通过集成控制系统控制同步运行。
在本发明的一种具体实现方式中，真空动密封机构2的数量为N个，N为正整数，真空动密封机构2的数量是根据扩散连接真空设备的尺寸和功能确定的。
在本发明的另一种具体实现方式中，如图2所示，真空动密封机构2可以包括：承压垫块21、波纹管22、连接法兰23、炉壁24、承压平台25、冷却管26和运动杆27，其中，(波纹管的俯视图如图3所示，波纹管的截面图如图4所示)
在本发明中，V型波纹管可采用内径一侧和外径一侧间隔链接的方式制造，可采用扩散连接的工艺方案和高能束焊的工艺方案，若是采用扩散连接工艺方案，如图5所示，将所有环形板材叠加在一起，在非扩散连接区域涂抹阻焊剂，在扩散连接区域添加中间层，在温度约(1400～1450)K、压力约(30-40MPa)条件下进行扩散连接，中间层可以是Ni80-Co20合金、纯Ni或者Ni-Cr-Pd合金等。若是采用高能束焊接工艺方案，可以将第二层同第一层叠加，对连接区域进行焊接，之后将第三层同第二层叠加且通过工装隔离第二层同第一层，对连接区域进行焊接，之后依次进行第N+1层和第N层焊接且通过工装隔离第N层同第N-1层，直接全部焊接。
所述波纹管的一端连接在所述承压垫块上，另一端连接在所述连接法兰上；
所述连接法兰设置于所述炉壁上，所述承压平台、所述运动杆和所述承压垫块依次连接；
所述运动杆穿过所述波纹管和所述连接法兰，所述冷却管穿过所述承压平台、所述运动杆和所述承压垫形成冷却回路；
所述冷却管、所述承压平台、所述运动杆和所述承压垫通过同液压缸相连，随着液压缸运动而相对于所述炉壁运动。
在本发明的另一种具体实现方式中，所述波纹管在自由状态下的总高度为H1和在压力下的总高度为H2，所述真空动密封机构的运动行程S，其中，S＝H1-H2。
在本发明的另一种具体实现方式中，所述波纹管为V型波纹管，其波纹数为n，V型波纹管V角处波纹管同指向波纹管轴心矢量的夹角为α，α范围为(0～50)°，波纹管在压力闭合状态时，其外径为D2、内径为D1、波纹管壁厚为t，波纹间距为h，其中最大间距为hmax≈2(D2-D1)×sinα+2t，最小间距为hmin≈2t，H1＝n*hmax，H2＝n*hmin，运动杆直径为D3，其中，D1＞D3。
所述的V型波纹管，波纹管材质可选用耐热高温合金，波纹管制造可采用压力扩散链接方式整体一次性制造，或者采用高能束焊接方式叠加制造。若是采用扩散连接工艺方案，将所有环形板材叠加在一起，在非扩散连接区域涂抹阻焊剂，在扩散连接区域添加中间层，在温度约(1400～1450)K、压力约(30-40MPa)条件下进行扩散连接，中间层可以是Ni80-Co20合金、纯Ni或者Ni-Cr-Pd合金等。若是采用高能束焊接工艺方案，可以将第二层同第一层叠加，对连接区域进行焊接，之后将第三层同第二层叠加且通过工装隔离第二层同第一层，对连接区域进行焊接，之后依次进行第N+1层和第N层焊接且通过工装隔离第N层同第N-1层，直接全部焊接。
本发明实施例提供的扩散连接真空室具有以下有益效果：
本发明实施例提供的扩散连接真空室，适用于高温真空炉运动机构保持真空室真空条件下的运动，扩散连接真空室动密封机构主要由真空室、真空室连接法兰、波纹管、波纹管连接法兰、上压头、内压杆及承压平台等组成。本发明所述的一种扩散连接真空室动密封方法可在真空室实现高温真空的同时，实现真空室内压力平台大幅移动并保压，同时实现平台平面度不大于0.1。
本申请所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本申请，但不以任何方式限制本申请。因此，本领域技术人员应当理解，仍然对本申请进行修改或者等同替换；而一切不脱离本申请的精神和技术实质的技术方案及其改进，均应涵盖在本申请专利的保护范围中。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (3)
1.一种高温成形设备用真空室动密封结构，其特征在于，所述高温成形设备用真空室动密封结构包括：真空室炉和真空动密封机构，其中，所述真空动密封机构安装于所述真空室炉上，所述真空动密封机构以阵列形式排列分布，所述真空动密封机构通过集成控制系统控制同步运行；
所述真空动密封机构包括：承压垫块、波纹管、连接法兰、炉壁、承压平台、冷却管和运动杆，其中，
所述波纹管的一端连接在所述承压垫块上，另一端连接在所述连接法兰上；
所述连接法兰设置于所述炉壁上，所述承压平台、所述运动杆和所述承压垫块依次连接；
所述运动杆穿过所述波纹管和所述连接法兰，所述冷却管穿过所述承压平台、所述运动杆和所述承压垫形成冷却回路；
所述冷却管、所述承压平台、所述运动杆和所述承压垫通过同液压缸相连，随着液压缸运动而相对于所述炉壁运动；
所述波纹管为V型波纹管，其波纹数为n，V型波纹管V角处波纹管同指向波纹管轴心矢量的夹角为α，α范围为(0～50)°，波纹管在压力闭合状态时，其外径为D2、内径为D1、波纹管壁厚为t，波纹间距为h，其中最大间距为hmax＝2(D2-D1)×sinα+2t，其中，D1＞D3；
所述波纹管材质选用耐热高温合金，波纹管制造采用压力扩散链接方式整体一次性制造，或者采用高能束焊接方式叠加制造；
在所述波纹管制造采用扩散连接工艺方案时，将所有环形板材叠加在一起，在非扩散连接区域涂抹阻焊剂，在扩散连接区域添加中间层，在设定温度、设定压力条件下进行扩散连接，中间层为Ni80-Co20合金、纯Ni或者Ni-Cr-Pd合金；
在所述波纹管制造采用高能束焊接工艺方案时，将第二层同第一层叠加，对连接区域进行焊接，之后将第三层同第二层叠加且通过工装隔离第二层同第一层，对连接区域进行焊接，之后依次进行第N+1层和第N层焊接且通过工装隔离第N层同第N-1层，直接全部焊接。
2.根据权利要求1所述的真空室动密封结构，其特征在于，所述真空动密封机构的数量为N个，N为正整数，所述真空动密封机构的数量是根据扩散连接真空设备的尺寸和功能确定的。
3.根据权利要求2所述的真空室动密封结构，其特征在于，所述波纹管在自由状态下的总高度为H1和在压力下的总高度为H2，所述真空动密封机构的运动行程S，其中，S＝H1-H2。
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