[其他]雙曲肋式波紋管及其制造方法

在審

• 申請號: 101985000002493
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85102493B
• 公開（公告）日: 1985-09-10
• 發明（設計）人: 余三民
• 申請（專利權）人: 北京市豐源機械研究所
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

雙曲肋式波紋管為彈性密封元件。現有波紋管的波形只沿半徑Ｒ方向彎曲（單曲），承壓能力難于進一步提高。本發明是在波紋管的環板上增加ｎ條徑向肋和ｎ個雙曲彈性薄殼，使之成為承壓能力更高的雙曲肋式波紋管。單層雙曲肋式波紋管在較高壓力和超低溫條件下具有很好的穩定性和敏感性，特別適用于宇航超低溫調節器。多層高壓雙曲肋式波紋管的承壓能力為３００ｋｇ／ｃｍ^２，特別適用于高壓控制閥門。雙曲肋式波紋管以普通波紋管作毛坯，在帶有徑向活動銷的靜止不動的液壓成形模內自由拉深成形，具有良好的工藝性。

本發明涉及波紋管、波紋管的制造方法和成形模。

由金屬薄壁管制成的單層和多層波紋管是一種彈性密封元件，適用于航天及其他工業的流體密封與控制。蘇聯專利SU438824和SU458679分別將U形波紋管壓成淺Ω形和同心圓式波紋管，美國專利U·S·P·3952575用扇形銷的徑向運動機械擠壓薄壁管，使其材料沿徑向和環向擴展，因此這種機械式脹形法只能制造出直徑較大的U形波紋管，而且一次只能擠壓一個波紋。美國航天飛機使用了承壓能力更高的小波距深Ω形波紋管，但現有波紋管的波形只沿回旋半徑R方向彎曲（單曲），型面高度只是回旋半徑R的函數，與回旋角θ無關：Z＝f（R），承壓能力難于進一步提高。

本發明的目的是：改進波紋管波形設計，改進制造方法和成形模，從而制造出承壓能力更高的和穩定性更好的雙曲肋式波紋管。

本發明是在單層和多層波紋管的每個波紋的單面環板上增加n條徑向肋（1），該n條徑向肋將每個單面環板分成n個向波谷凸起的小扇形雙曲彈性薄殼（2）。每個小扇形彈性薄殼沿徑向R（4）和環向θ（5）雙曲。型面高度Z（6）是R和θ的周期函數：Z＝f（R，θ），周期為2π/n。每個彈性薄殼的最大高度Z_max在相鄰兩肋的各弧線等分點的連線（7）上，等分點兩側的高度對稱相等。徑向肋具有寬度（8）。波數為N的雙曲肋式波紋管由N×2n個雙曲彈性薄殼和N×2n條徑向肋組成，其內外周邊近似呈n面多邊形（3），這種多邊形內外周邊的雙曲肋式彈性薄殼比普通波紋管具有更好的穩定性及更高的承壓能力。肋數越多承壓能力越大。

雙曲肋式波紋管在帶有徑向活動銷（12）的專用成形模內，用通內壓的方式二次液壓自由拉深成形。

與現有波紋管比較，本發明具有以下優點：

由于雙曲肋式波紋管是用普通U形波紋管作毛坯，波紋管材質得到再次強化，由大的受力環板小型化為小扇形雙曲彈性薄殼，內外周邊由圓形改為多邊形，并增加徑向肋，因此其承壓能力明顯高于現有波紋管。

例如：

1Cr18Ni9Ti不銹鋼單層U形波紋管37×26×.018×5（外徑×內徑×壁厚×波數），尺寸按毫米計算（下同），壓肋前波長壓縮1.5毫米時最大允許耐壓力為12.6kg/cm²，壓肋后的試驗值：波長也壓縮1.5毫米時最大允許耐壓力為：12肋，30kg/cm²;15肋，50kg/cm²。

1Cr18Ni9Ti三層不銹鋼U形波紋管25.5×16.6×0.14×3×10，壓肋前，波長壓縮2毫米，最大允許耐壓力為56.5kg/cm²。壓肋后，波長也壓縮2毫米時，其最大允許承壓力為100kg/cm²。該波紋管的肋數為6，如肋數增加耐壓力將進一步提高。

1Cr18Ni9Ti三層不銹鋼U形波紋管20×13×0.15×3×12壓縮1.5毫米時其最大允許耐壓力低于150kg/cm²，壓肋后：肋數為9，肋寬1.4毫米，也壓縮1.5毫米時，其最大允許耐壓力為300kg/cm²。抽查試驗的壓力為425kg/cm²，這時波紋管仍完好無損。相同尺寸的小波距深Ω波紋管也沒有這樣高的承壓能力。

本發明的單層雙曲肋式波紋管在較高壓力下，比現有波紋管的靈敏性高、穩定性好，特別適用于精密的超低溫穩壓器的敏感元件，用37×26×0.18×5的15肋單層雙曲肋式波紋管制造的無摩擦超低溫穩壓器的試驗特性如下：由于外界干擾穩壓器入口壓力變化時，出口壓力保持不變（不計允差）：