低溫密封技術(shù)
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-03-12
低溫密封技術(shù)的實(shí)例教程
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“零窗口”發(fā)射技術(shù)方案
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低溫動(dòng)力系統(tǒng)在射前的工作重點(diǎn)是完成低溫推進(jìn)劑加注和發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)預(yù)冷。除箭上系統(tǒng)需要高可靠工作外，同時(shí)需要地面設(shè)備設(shè)施的配合，主要包括連接器、配氣臺和地面加注設(shè)備等。這些地面設(shè)備設(shè)施通過箭地之間的接口實(shí)現(xiàn)對火箭的發(fā)射支持。針對此特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)大型低溫運(yùn)載火箭“零窗口”發(fā)射技術(shù)需要著重解決低溫動(dòng)力系統(tǒng)的預(yù)冷技術(shù)、高可靠箭地低溫管路涌泉抑制技術(shù)、統(tǒng)一供配氣與零秒脫落連接器技術(shù)、配氣臺冗余技術(shù)和地面加注技術(shù)。
2.1
低溫動(dòng)力系統(tǒng)預(yù)冷技術(shù)
為了保證低溫發(fā)動(dòng)機(jī)的正常啟動(dòng)，在點(diǎn)火前需要對發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行充分預(yù)冷。低溫發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)冷方式直接決定了火箭射前操作程序和箭地接口的復(fù)雜性。目前，國內(nèi)外低溫發(fā)動(dòng)機(jī)常用的預(yù)冷方式有浸泡預(yù)冷、排放預(yù)冷、循環(huán)預(yù)冷。通過綜合比較發(fā)現(xiàn)，循環(huán)預(yù)冷技術(shù)方案較排放預(yù)冷技術(shù)方案箭地連接關(guān)系簡單，無需配置排放連接器和排放管路，大大簡化了箭地接口，也簡化了射前操作流程，消除了射前極易出現(xiàn)問題的連接器泄漏、脫落故障等風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)循環(huán)預(yù)冷是一種主動(dòng)預(yù)冷方式，較浸泡預(yù)冷更容易滿足低溫發(fā)動(dòng)機(jī)苛刻的預(yù)冷條件。因此，在箭上空間和系統(tǒng)復(fù)雜度可接受的條件下，采用循環(huán)預(yù)冷技術(shù)有利于實(shí)現(xiàn)大型低溫液體運(yùn)載火箭“零窗口”發(fā)射。
展開 如圖12所示，推進(jìn)劑熱量管理技術(shù)主要包括蒸發(fā)量控制技術(shù)、過冷加注技術(shù)以及排氣降溫技術(shù)等。
國內(nèi)外學(xué)者及科研機(jī)構(gòu)針對蒸發(fā)量控制技術(shù)、過冷加注、排氣降溫等技術(shù)等開展了一系列理論研究、地面試驗(yàn)及仿真分析，部分技術(shù)進(jìn)行了飛行試驗(yàn)并得到成功應(yīng)用，得到了許多重要研究成果，為未來低溫末級的長期在軌奠定了基礎(chǔ)。
4.1 蒸發(fā)量控制技術(shù)
蒸發(fā)量控制技術(shù)是指利用各種熱管理措施，減少環(huán)境向貯箱的漏熱，有效吸收、轉(zhuǎn)移和利用推進(jìn)劑蒸氣的熱量，以達(dá)到減少蒸發(fā)量和控制箱壓的目的，實(shí)現(xiàn)低溫推進(jìn)劑的長期在軌貯存和利用。此技術(shù)分為被動(dòng)式、半主動(dòng)式和主動(dòng)式。
被動(dòng)式方案采取絕熱的方式降低環(huán)境漏熱來實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)量控制，主要包括發(fā)泡材料、多層隔熱材料、遮擋防護(hù)技術(shù)以及低溫支撐結(jié)構(gòu)等。半主動(dòng)式采用機(jī)械摻混、節(jié)流排放、催化等措施實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)量控制，主動(dòng)式采用制冷設(shè)備移除熱量實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)量控制。
目前，國內(nèi)外普遍采用的蒸發(fā)量控制措施是發(fā)泡材料(Spray-on Foam Insulation,SOFI)絕熱，具有成本低、有一定機(jī)械強(qiáng)度、無需真空罩等優(yōu)點(diǎn)。但發(fā)泡材料絕熱性能有限，在真空輻射傳熱環(huán)境中能力較弱，需要采用更加先進(jìn)的隔熱材料，實(shí)現(xiàn)長期在軌蒸發(fā)量控制。
多層隔熱材料(Multi-Layer Insulation,MLI)是真空環(huán)境下性能優(yōu)異的材料，主要由高反射率的屏蔽層和間隔層組成。半人馬座通過使用25層MLI大幅減少了貯箱漏熱，實(shí)現(xiàn)了液氧日蒸發(fā)率0.8%,液氫日蒸發(fā)率2.5%，為長時(shí)間在軌滑行提供了可能。
展開 3.4 小 結(jié)
對于長時(shí)間滑行的大型低溫末級，如果單一使用沉底式推進(jìn)劑管理方案，推進(jìn)劑的消耗量將隨著滑行時(shí)間的增長而增加，最終成為限制滑行時(shí)間的制約因素；如果單一使用表面張力式管理方案，表面張力裝置尺寸大、質(zhì)量大，降低了運(yùn)載能力，且存在少量漂浮推進(jìn)劑排出貯箱的風(fēng)險(xiǎn)。
因此，今后沉底式管理方法和表面張力式管理方法將會越來越廣泛地結(jié)合使用。比較理想的方案是利用PMD裝置蓄留部分推進(jìn)劑，允許其余推進(jìn)劑自由漂浮，貯箱排氣前通過沉底發(fā)動(dòng)機(jī)完成漂浮推進(jìn)劑的重定位；發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)前通過沉底發(fā)動(dòng)機(jī)將蓄留裝置內(nèi)的氣泡排出，保證主發(fā)動(dòng)機(jī)的再起動(dòng)，由主發(fā)動(dòng)機(jī)推力完成漂浮推進(jìn)劑的重定位；通過綜合設(shè)計(jì)沉底發(fā)動(dòng)機(jī)的工作時(shí)長以及PMD裝置質(zhì)量，提高運(yùn)載能力。
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低溫推進(jìn)劑熱量管理
低溫推進(jìn)劑的熱量管理是實(shí)現(xiàn)長時(shí)間滑行的基礎(chǔ)和前提。為了減少蒸發(fā)損失并提高推進(jìn)劑品質(zhì)，一方面要控制進(jìn)入貯箱的熱量、抑制熱分層，另一方面要移除貯箱中的熱量，降低推進(jìn)劑溫度。如圖12所示，推進(jìn)劑熱量管理技術(shù)主要包括蒸發(fā)量控制技術(shù)、過冷加注技術(shù)以及排氣降溫技術(shù)等。
國內(nèi)外學(xué)者及科研機(jī)構(gòu)針對蒸發(fā)量控制技術(shù)、過冷加注、排氣降溫等技術(shù)等開展了一系列理論研究、地面試驗(yàn)及仿真分析，部分技術(shù)進(jìn)行了飛行試驗(yàn)并得到成功應(yīng)用，得到了許多重要研究成果，為未來低溫末級的長期在軌奠定了基礎(chǔ)。
4.1 蒸發(fā)量控制技術(shù)
蒸發(fā)量控制技術(shù)是指利用各種熱管理措施，減少環(huán)境向貯箱的漏熱，有效吸收、轉(zhuǎn)移和利用推進(jìn)劑蒸氣的熱量，以達(dá)到減少蒸發(fā)量和控制箱壓的目的，實(shí)現(xiàn)低溫推進(jìn)劑的長期在軌貯存和利用。此技術(shù)分為被動(dòng)式、半主動(dòng)式和主動(dòng)式。
展開 隨著高鐵、風(fēng)電行業(yè)的快速發(fā)展,人們對球墨鑄鐵低溫沖擊鑄件性能指標(biāo)要求越來越高，QT400-18AL（-20℃）低溫球墨鑄鐵材料已被各國列入國家標(biāo)準(zhǔn)。QT400-18AL（-40℃）低溫球墨鑄鐵材料在近幾年內(nèi)也越來越多被引用到產(chǎn)品要求內(nèi)，國內(nèi)也有部分鑄造廠家能夠生產(chǎn)此材料要求的鑄件。隨著產(chǎn)品的發(fā)展，QT400-18AL（-50℃）低溫球墨鑄鐵材料的研究和應(yīng)用也逐漸成為鑄造行業(yè)技術(shù)攻關(guān)主要課題之一。
生產(chǎn)QT400-18AL(-50℃)低溫沖擊材料,在保證抗拉強(qiáng)度≥400MPa、屈服強(qiáng)度≥250MPa、伸長率≥18%達(dá)到要求前提下進(jìn)行-50℃(-52℃保溫10min以上）低溫沖擊試驗(yàn),要求三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)夏比試樣沖擊吸收能量平均值KV≥12J，單個(gè)試樣沖擊吸收能量KV≥9J。若想得到較高的沖擊吸收能量材料必須是合適的化學(xué)成分、較好的球化等級、較多的石墨球數(shù)、較高地鐵素體含量及伸長率。
一、化學(xué)成分的選擇與控制
化學(xué)成分的選擇與控制是生產(chǎn)QT400-18AL(-50℃)低溫沖擊材料鑄件關(guān)鍵點(diǎn)之一，化學(xué)成分直接影響鑄件的金相組織及物理性能，因此我們深入研究了各種化學(xué)元素在球墨鑄鐵中的作用，通過試驗(yàn)找出了高性能指標(biāo)相應(yīng)各種化學(xué)元素的合適范圍并加以控制。
1.化學(xué)成分的選擇確定
結(jié)合各元素的作用和國內(nèi)外原材料狀況以及生產(chǎn)QT400-18AL（-40℃）低溫沖擊鑄件的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),確定生產(chǎn)QT400-18AL（-50℃）低溫沖擊鑄件的化學(xué)成分范圍。
展開 02
長沙墨科瑞發(fā)明低溫釬焊（Brazing）燒結(jié)技術(shù)
南極熊獲悉，長沙墨科瑞研制成功的是一種獨(dú)特的粘結(jié)劑噴射金屬3D打印低溫釬焊（Brazing）燒結(jié)技術(shù)。墨科瑞創(chuàng)始人李昕將該技術(shù)稱之為特種粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)（BJB）。
BJB技術(shù)是在常規(guī)BJ技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行的創(chuàng)新，其核心技術(shù)是將全新的金屬“生坯”低溫釬焊燒結(jié)（Brazing）技術(shù)融入到常規(guī)BJ工藝的后處理燒結(jié)過程中。
BJB技術(shù)流程：
1. 金屬粉末通過水性粘結(jié)劑噴射3D打印成生坯；
2. 生坯經(jīng)烘干及低溫燒結(jié)處理后包裹上特殊的釬焊合金漿料（多種處理方法之一）；
3. 經(jīng)400℃-1200℃低溫釬焊滲透燒結(jié)（不同的金屬可以選擇不同的釬焊合金；釬焊溫度比常規(guī)燒結(jié)溫度低200℃-300℃），熔化的釬料合金滲透填滿生坯骨架縫隙，即可獲得致密的幾乎沒有收縮和非對稱變形的金屬部件。
例如，316L不銹鋼“生坯”，傳統(tǒng)的BJ技術(shù)燒結(jié)溫度為1350℃左右；特種BJB技術(shù)通過選擇合適的釬料合金，可以在1100℃左右通過相對低溫的釬焊滲透燒結(jié)即可獲得致密的幾乎沒有收縮和非對稱變形的316L不銹鋼部件（收縮變形量可以控制在5%以內(nèi)）。BJB技術(shù)通過在一個(gè)相對低很多（200多度）的溫度下釬焊燒結(jié)，節(jié)省了大量能源，節(jié)能環(huán)保。
BJB相關(guān)的底層技術(shù)目前已經(jīng)獲得國家發(fā)明專利授權(quán)，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)；該技術(shù)也適用于FDM等其他“間接金屬3D打印技術(shù)”生坯的后處理冶金燒結(jié)，都受到專利的保護(hù)。
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低溫密封技術(shù)的最新內(nèi)容
該文章收錄于
《宇航總體技術(shù)》2023年第4期
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泄漏是機(jī)械設(shè)備常產(chǎn)生的故障之一。
造成泄漏的原因主要有兩個(gè)方面：一是
由于機(jī)械加工的結(jié)果，機(jī)械產(chǎn)品的表面必然存在各種缺陷和形狀及尺寸偏差，在機(jī)械零件聯(lián)接處不可避免地會產(chǎn)生間隙；
二
是密封兩側(cè)存在壓力差，工作介質(zhì)就會通過間隙而泄漏。
減小或消除間隙是阻止泄漏的主要途徑。密封的作用就是將接合面間的間隙封住，隔離或切斷泄漏通道，增加泄漏通道中的阻力，或者在通道中加設(shè)小型做功元件
文章摘要
隨著航天技術(shù)的不斷發(fā)展，有效載荷對低溫末級提出了長時(shí)間滑行的任務(wù)需求。由于低溫推進(jìn)劑沸點(diǎn)低、易蒸發(fā)、難以長期貯存，低溫推進(jìn)劑位置管理、熱量管理以及供電問題成為長時(shí)間滑行必須解決的關(guān)鍵問題。梳理了長時(shí)間滑行的任務(wù)需求和面臨的挑戰(zhàn)，分析了長時(shí)間滑行低溫推進(jìn)劑位置管理、熱量管理以及集成流體管理系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)，分別提出將我國低溫末級滑行時(shí)間拓展至
南極熊導(dǎo)讀：粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)（BJ，Binder Jetting）近年從眾多的金屬3D打印技術(shù)中脫穎而出，已在全球形成一種強(qiáng)勁的趨勢；可能比SLM激光金屬3D打印技術(shù)有著更大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用潛力，今年大眾汽車和福特汽車紛紛宣布使用粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù)批量生產(chǎn)汽車零件。但與粘結(jié)劑噴射技術(shù)相關(guān)墨水、噴頭、燒結(jié)等核心技術(shù)一直被國外巨頭把持，成為國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的“卡脖子”技術(shù)。
南極熊不久前曾報(bào)道過
隨著高鐵、風(fēng)電行業(yè)的快速發(fā)展,人們對球墨鑄鐵低溫沖擊鑄件性能指標(biāo)要求越來越高，QT400-18AL（-20℃）低溫球墨鑄鐵材料已被各國列入國家標(biāo)準(zhǔn)。QT400-18AL（-40℃）低溫球墨鑄鐵材料在近幾年內(nèi)也越來越多被引用到產(chǎn)品要求內(nèi)，國內(nèi)也有部分鑄造廠家能夠生產(chǎn)此材料要求的鑄件。隨著產(chǎn)品的發(fā)展，QT400-18AL（-50℃）低溫球墨鑄鐵材料的研究和應(yīng)用也逐漸成為鑄造行業(yè)技術(shù)攻關(guān)主要課題之一
隨著高鐵、風(fēng)電行業(yè)的快速發(fā)展,人們對球墨鑄鐵低溫沖擊鑄件性能指標(biāo)要求越來越高，QT400-18AL（-20℃）低溫球墨鑄鐵材料已被各國列入國家標(biāo)準(zhǔn)。QT400-18AL（-40℃）低溫球墨鑄鐵材料在近幾年內(nèi)也越來越多被引用到產(chǎn)品要求內(nèi)，國內(nèi)也有部分鑄造廠家能夠生產(chǎn)此材料要求的鑄件。隨著產(chǎn)品的發(fā)展，QT400-18AL（-50℃）低溫球墨鑄鐵材料的研究和應(yīng)用也逐漸成為鑄造行業(yè)技術(shù)攻關(guān)主要課題之一
潮濕、腐蝕、進(jìn)水是造成電子產(chǎn)品壽命降低或損壞的主要原因。在電子產(chǎn)品表面涂敷防護(hù)涂層，是提高電子產(chǎn)品使用壽命的重要方法之一。目前，大多數(shù)電子產(chǎn)品采用三防漆和派瑞林涂層實(shí)現(xiàn)防水與防護(hù)。因相對較厚，涂敷于電子產(chǎn)品表面后，影響產(chǎn)品信號傳輸性等。因此，電子產(chǎn)品如何防水防護(hù)一直是擺在科學(xué)家面前的難題。
日前，記者從中科院寧波材料所獲悉，該所海洋環(huán)境材料研究團(tuán)隊(duì)攻克了電子產(chǎn)品低溫等離子體防水涂層關(guān)鍵技術(shù)
進(jìn)行化工機(jī)械密封的時(shí)候要堅(jiān)持密封可靠、使用壽命長、方便維修以及泄漏量少等原則，確保密封效果滿足使用要求。隨著機(jī)械化生產(chǎn)水平的提高，化工機(jī)械設(shè)備的密封效果已經(jīng)成為衡量其綜合水平的重要因素，特別是化工企業(yè)機(jī)械密封效果的狀況直接關(guān)系著企業(yè)設(shè)備的穩(wěn)定狀況和產(chǎn)品的質(zhì)量，以及企業(yè)的安全生產(chǎn)。因此，加強(qiáng)對化工機(jī)械設(shè)備密封技術(shù)的研究尤為重要。
一、機(jī)械密封工作原理
機(jī)械密封工作原理是在補(bǔ)償彈性構(gòu)件和流體壓力的作用下
