专利产品案例®一种防脱落式组合密封垫圈（密封件）：航空航天传感器应用解决方案！

在航空航天技术飞速发展的当下，飞行器各组件性能要求愈发严苛，尤其是密封组件。传统压力传感器用组合密封垫圈（密封件）在高压、高低温、强振动环境下，密封性能易受影响，甚至泄漏，威胁飞行器安全。广东东晟密封科技有限公司研发的“一种防脱落式组合密封垫圈（密封件）”（专利号：202421036450.1），通过结构优化与材料创新，有效解决了上述问题。

 

一、技术背景与现有技术缺陷

在飞行器泵或缸系统中，压力传感器是监测和传输压力数据的关键组件，其密封性能至关重要。现有组合密封垫圈（密封件）（公称压力400kgf/cm，工作温度-25~80℃）由橡胶内圈和金属外圈组成，金属外圈套于橡胶内圈外，二者硫化压胶时粘住。但因橡胶内圈与金属外圈粘合面光滑无限位，在高压、强振动环境下，金属外圈易与橡胶内圈脱落。而且，其适应温度范围窄，温度低于-25℃时橡胶内圈脆裂，高于80℃时短时老化，导致密封性能下降甚至失效。

 

二、防脱落式组合密封垫圈（密封件）的核心技术方案

该密封垫圈（密封件）包括密封内圈和金属外圈，金属外圈套于密封内圈外。密封内圈外壁设一圈限位台和两圈密封台，限位台位于两圈密封台之间，金属外圈也在两圈密封台之间，其内壁设一圈限位槽，与限位台限位配合。

 

1、结构优化设计

1.1、限位与密封结构：金属外圈内边缘设两圈内倒角，与两圈密封台对应配合。金属内圈内壁、限位槽和内倒角经喷砂处理后与密封内圈粘结，且二者粘结强度大于密封内圈扯断强度。

 

1.2、高度与斜面设计：密封内圈高度大于金属外圈，外壁两边缘设斜面，两圈密封台在斜面之间，斜面显露于金属外圈。密封内圈内壁边缘设圆角，通过斜面与密封台连接。

 

1.3、截面形状设计：密封台截面呈三角形，限位台截面呈V形且高度更高。限位槽呈V形，与限位台形状匹配。

 

2、材料创新应用

2.1、密封内圈：采用氟醚橡胶制成，其耐化学药品性、耐热性、耐溶剂性、耐等离子体性优异，气体和液体渗透性低，耐燃烧性能和电气绝缘性能良好，摩擦磨损性能及热传导率和线膨胀系数低，适合高温密封。

 

2.2、金属外圈：由316不锈钢制成，在304不锈钢基础上加入Ni、Cr、Mo元素，密度更高，抗腐蚀性强，尤其在酸碱性环境下，钼的加入增强耐蚀性，还具有良好耐高温性能，不易生锈，满足飞行器材料要求。

 

三、技术优势与性能提升

1、防脱落与密封性能强化

通过金属外圈内壁与密封内圈外壁的限位设计，实现对密封内圈的限位，增加二者接触面积，提高密封性能。物理限位方式有效防止密封内圈在高压、强振动等极端条件下脱落。当螺纹拧紧，密封内圈上下端V型凸起被压缩，分别与泵体安装槽内壁和压力传感器螺纹端平面贴紧，实现密封，防止流体或气体泄漏。

 

2、宽温适应性突破

氟醚橡胶材料使密封内圈能适应-55~200℃的宽温度范围。在-55℃低温环境下不脆裂，200℃高温环境下不短时老化，拓展了应用场景。

 

3、可靠性与耐久性提升

金属外圈内壁、限位槽和内倒角的喷砂处理，增强了与密封内圈的粘连性。密封内圈与金属外圈粘结强度大于密封内圈扯断强度，提高了整体结构可靠性。316不锈钢材质的金属外圈抗腐蚀性和耐高温性，保障了密封垫圈（密封件）在复杂环境下的耐久性。

 

四、应用场景与实施效果

该防脱落式组合密封垫圈（密封件）主要套在压力传感器外螺纹上，用于密封连通飞行器的泵或缸。安装时，将其套于压力传感器外螺纹，再安装到泵体，泵体通过密封内圈与压力传感器密封连接，金属外圈位于泵体安装槽内。

 

在实际应用中，其独特结构和优异性能确保压力传感器在各种复杂工作环境中保持稳定密封性能，保障飞行器安全稳定运行。与现有技术相比，它解决了传统密封垫圈（密封件）在极端条件下易脱落、温度适应范围窄的问题，提升了航空航天密封组件的可靠性。

 

 

 

 

 

 

 

‌广东东晟密封科技有限公司‌.一种防脱落式组合密封垫圈（密封件）：中国，202421036450.1PP.2024.（

注：实用新型专利公告日需补充具体日期）

 

张明等.航空密封技术进展[J].航空学报,2023,44(5):102-115.

（针对宽温域密封材料研究背景）

 

ASTMD2000.StandardClassificationSystemforRubberProducts[S].2022.

（氟醚橡胶性能评价标准）

 

NASA-HDBK-5010.ThreadedFastenerReliability[Z].2021.

（航空紧固件振动环境设计规范）