1.本发明属于太空舱连接柔性连接领域，尤其是涉及一种柔性薄膜与金属构件的气密连接结构。
背景技术：2.太空舱充气式密封结构以柔性薄膜为主要材料构建，发射时处于折叠状态，入轨后充气展开，在空间形成密封结构，与传统的刚性密封结构相比，充气式密封结构具有轻质、更高的容积质量比等优势。
3.密封是柔性充气密封结构中最关键的特性，一般在充气密封结构中设有柔性薄膜层保证整个结构的气密特性。此外，太空环境下使用的充气结构，不可避免要连接一些金属刚性件，如充气式密封舱上需要用到金属舱门、充气式杆系需要用到的金属端盖等，这些金属件与柔性薄膜的材料刚度不匹配，无法直接实现密封连接，密封设计是一个难题。
4.现有技术的刚柔结构间通过加双道o形密封圈实现气密连接的方法，通过o形密封圈压紧后局部产生较大的密封接触应力来实现密封。不足在于在使用时由于局部产生较大的应力，长期工作时有可能会导致柔性薄膜结构产生强度问题，同时柔性薄膜局部会形成褶皱，加大了结构破坏的风险。
5.同时现有技术的用胶粘剂将柔性薄膜和金属件之间粘接的方式实现刚柔气密连接。不足在于一旦粘上后结构将不可拆卸，结构无法维修和更换。且密封性受粘接工艺影响较大，过程难以准确控制。
技术实现要素：6.有鉴于此，本发明旨在提出一种柔性薄膜与金属构件的气密连接结构，以解决刚柔连接界面气密性能难以保证、柔性薄膜在连接界面易受损的问题。
7.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
8.一种柔性薄膜与金属构件的气密连接结构，包括金属构件、柔性薄膜、金属压环、主密封构件和副密封构件，柔性薄膜位于金属构件和金属压环之间，且金属构件、柔性薄膜和金属压环通过紧固栓钉依次相连接，柔性薄膜的一侧通过主密封构件与金属构件的第一端密封连接，柔性薄膜的另一侧通过副密封构件与金属压环的第一端密封连接。
9.进一步的，所述主密封构件包括第一胶圈，副密封构件包括第二胶圈，第一胶圈和第二胶圈的横截面是均为矩形结构，第一胶圈和第二胶圈的位置相对应，柔性薄膜位于第一胶圈和第二胶圈之间。
10.进一步的，所述金属构件的第一端设有第一密封槽，金属压环的第一端设有第二密封槽，第一胶圈的外围位于第一密封槽内，第二胶圈的外围位于第二密封槽内。
11.进一步的，所述主密封构件还包括第一胶圈外围设置的第三胶圈，副密封胶圈还包括第二胶圈外围设置的第四胶圈，第三胶圈和第四胶圈的横截面是均为矩形结构，第三胶圈和第四胶圈的位置相对应，柔性薄膜位于第三胶圈和第四胶圈之间。
12.进一步的，所述金属构件的第一端设有第三密封槽，金属压环的第一端设有第四密封槽，第三胶圈外围位于第三密封槽内，第四胶圈外围位于第四密封槽内。
13.进一步的，所述金属构件的第一端还设有第一安装位和第二安装位，且第一安装位、第一密封槽、第二安装位和第二密封槽沿金属构件的轴心依次由内致外设置，且第一安装位和第二安装位分别包含沿金属构件径向均布的若干第一通孔，金属压环上均布若干第二通孔，且第一通孔与第二通孔一一对应，紧固栓钉的上端固定连接至第二通孔内，紧固栓钉的下端穿过柔性薄膜后固定连接至第一通孔内。
14.进一步的，所述紧固栓钉的上端通过密封螺塞密封连接至第二通孔内。
15.进一步的，所述第一胶圈、第二胶圈、第三胶圈和第四胶圈的材质均为邵氏硬度不大于70a的橡胶。
16.进一步的，所述柔性薄膜中部设有第三通孔。
17.相对于现有技术，本发明所述的一种柔性薄膜与金属构件的气密连接结构具有以下有益效果：
18.(1)本发明所述的一种柔性薄膜与金属构件的气密连接结构，避免柔性薄膜与金属构件直接接触，降低柔性薄膜在使用过程中产生损坏的风险。
19.(2)本发明所述的一种柔性薄膜与金属构件的气密连接结构，“刚柔”之间的橡胶密封垫片将螺钉预紧力转化产生均匀的密封压力，减低柔性薄膜应力集中，产品使用寿命更长。
20.(3)本发明所述的一种柔性薄膜与金属构件的气密连接结构，“刚柔”之间的橡胶密封垫片协调金属构件和柔性薄膜之间的热变形不匹配等问题。
21.(4)本发明所述的一种柔性薄膜与金属构件的气密连接结构，密封泄漏路径长，采用多道冗余设计，密封可靠性更高。
22.(5)本发明所述的一种柔性薄膜与金属构件的气密连接结构连接形式简单，可拆卸，便于维修。
附图说明
23.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
24.图1为本发明实施例所述的一种柔性薄膜与金属构件的气密连接结构的结构示意图；
25.图2为本发明实施例所述的一种柔性薄膜与金属构件的气密连接结构的爆炸结构示意图；
26.图3为本发明实施例所述的一种柔性薄膜与金属构件的气密连接结构的剖面示意图。
27.附图标记说明：
28.1-金属构件；2-柔性薄膜；3-第一胶圈；4-第二胶圈；5-金属压环；6-紧固栓钉；7-密封螺塞。
具体实施方式
29.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
30.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
31.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
32.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
33.一种柔性薄膜与金属构件的气密连接结构，在金属构件1上设置双道密封槽，主面外层橡胶圈和主面内层橡胶圈与之形成密封配合关系，为了降低局部应力，设置的密封槽和橡胶圈呈长条形，可实现密封压缩力均匀、不至于产生集中应力。金属构件1在外层密封槽和内层密封槽附近设置螺纹孔，供紧固栓钉6用；
34.金属压环5上设置双道密封槽，从面外层橡胶圈和从面内层橡胶圈与之形成配合关系，同样地，为了降低局部应力，设置的密封槽和橡胶圈呈长条形。金属压环5设置台阶通孔，供紧固栓钉6用，同时在密封螺塞7将金属压环5外侧的台阶通孔封堵，防止气体从台阶通孔泄漏，形成密封冗余。
35.如图1-3所示，一种柔性薄膜2与金属构件1的气密连接结构，包括金属构件1、柔性薄膜2、金属压环5、主密封构件和副密封构件，柔性薄膜2位于金属构件1和金属压环5之间，且金属构件1、柔性薄膜2和金属压环5通过紧固栓钉6依次相连接，柔性薄膜2的一侧通过主密封构件与金属构件1的第一端密封连接，柔性薄膜2的另一侧通过副密封构件与金属压环5的第一端密封连接，如图1和2所示，柔性薄膜2中部设有第三通孔，第三通孔直径大小比相应螺纹孔大1mm。
36.主密封构件包括第一胶圈3，副密封构件包括第二胶圈4，第一胶圈3和第二胶圈4的横截面是均为矩形结构，第一胶圈3和第二胶圈4的位置相对应，柔性薄膜2位于第一胶圈3和第二胶圈4之间。
37.金属构件1的第一端设有第一密封槽，金属压环5的第一端设有第二密封槽，第一胶圈3的外围位于第一密封槽内，第二胶圈4的外围位于第二密封槽内，第一密封槽和第二密封槽的光洁度由于1.6，且金属构件1的厚度大于5mm，金属压环5的厚度小于5mm，第一胶圈3和第二胶圈4的厚度范围是0.5mm～1mm。
38.主密封构件还包括第一胶圈3外围设置的第三胶圈，副密封胶圈还包括第二胶圈4
外围设置的第四胶圈，第三胶圈和第四胶圈的横截面是均为矩形结构，第三胶圈和第四胶圈的位置相对应，柔性薄膜2位于第三胶圈和第四胶圈之间。
39.金属构件1的第一端设有第三密封槽，金属压环5的第一端设有第四密封槽，第三胶圈外围位于第三密封槽内，第四胶圈外围位于第四密封槽内，第三密封槽和第四密封槽的光洁度由于1.6，且金属构件1的厚度大于5mm，第三胶圈和第四胶圈的厚度范围是0.5mm～1mm。
40.金属构件1的第一端还设有第一安装位和第二安装位，且第一安装位、第一密封槽、第二安装位和第二密封槽沿金属构件1的轴心依次由内致外设置，且第一安装位和第二安装位分别包含沿金属构件1径向均布的若干第一通孔，金属压环5上均布若干第二通孔，且第一通孔与第二通孔一一对应，紧固栓钉6的上端固定连接至第二通孔内，紧固栓钉6的下端穿过柔性薄膜2后固定连接至第一通孔内。
41.紧固栓钉6的上端通过密封螺塞7密封连接至第二通孔内，在实施时密封螺塞7为圆柱形，与金属压环5外层的螺纹通孔形成过盈配合关系，过盈量0.1mm～0.2mm，塞入装配后与通孔形成密封配合面，实现密封，同时第一胶圈3、第二胶圈4、第三胶圈和第四胶圈的材质均为邵氏硬度不大于70a的橡胶。
42.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种柔性薄膜与金属构件的气密连接结构，其特征在于：包括金属构件(1)、柔性薄膜(2)、金属压环(5)、主密封构件和副密封构件，柔性薄膜(2)位于金属构件(1)和金属压环(5)之间，且金属构件(1)、柔性薄膜(2)和金属压环(5)通过紧固栓钉(6)依次相连接，柔性薄膜(2)的一侧通过主密封构件与金属构件(1)的第一端密封连接，柔性薄膜(2)的另一侧通过副密封构件与金属压环(5)的第一端密封连接。2.根据权利要求1所述的一种柔性薄膜与金属构件的气密连接结构，其特征在于：主密封构件包括第一胶圈(3)，副密封构件包括第二胶圈(4)，第一胶圈(3)和第二胶圈(4)的横截面是均为矩形结构，第一胶圈(3)和第二胶圈(4)的位置相对应，柔性薄膜(2)位于第一胶圈(3)和第二胶圈(4)之间。3.根据权利要求2所述的一种柔性薄膜与金属构件的气密连接结构，其特征在于：金属构件(1)的第一端设有第一密封槽，金属压环(5)的第一端设有第二密封槽，第一胶圈(3)的外围位于第一密封槽内，第二胶圈(4)的外围位于第二密封槽内。4.根据权利要求3所述的一种柔性薄膜与金属构件的气密连接结构，其特征在于：主密封构件还包括第一胶圈(3)外围设置的第三胶圈，副密封胶圈还包括第二胶圈(4)外围设置的第四胶圈，第三胶圈和第四胶圈的横截面是均为矩形结构，第三胶圈和第四胶圈的位置相对应，柔性薄膜(2)位于第三胶圈和第四胶圈之间。5.根据权利要求4所述的一种柔性薄膜与金属构件的气密连接结构，其特征在于：金属构件(1)的第一端设有第三密封槽，金属压环(5)的第一端设有第四密封槽，第三胶圈外围位于第三密封槽内，第四胶圈外围位于第四密封槽内。6.根据权利要求5所述的一种柔性薄膜与金属构件的气密连接结构，其特征在于：金属构件(1)的第一端还设有第一安装位和第二安装位，且第一安装位、第一密封槽、第二安装位和第二密封槽沿金属构件(1)的轴心依次由内致外设置，且第一安装位和第二安装位分别包含沿金属构件(1)径向均布的若干第一通孔，金属压环(5)上均布若干第二通孔，且第一通孔与第二通孔一一对应，紧固栓钉(6)的上端固定连接至第二通孔内，紧固栓钉(6)的下端穿过柔性薄膜(2)后固定连接至第一通孔内。7.根据权利要求6所述的一种柔性薄膜与金属构件的气密连接结构，其特征在于：紧固栓钉(6)的上端通过密封螺塞(7)密封连接至第二通孔内。8.根据权利要求7所述的一种柔性薄膜与金属构件的气密连接结构，其特征在于：第一胶圈(3)、第二胶圈(4)、第三胶圈和第四胶圈的材质均为邵氏硬度不大于70a的橡胶。
技术总结本发明提供了一种柔性薄膜与金属构件的气密连接结构，包括金属构件、柔性薄膜、金属压环、主密封构件和副密封构件，柔性薄膜位于金属构件和金属压环之间，且金属构件、柔性薄膜和金属压环通过紧固栓钉依次相连接，柔性薄膜的一侧通过主密封构件与金属构件的第一端密封连接，柔性薄膜的另一侧通过副密封构件与金属压环的第一端密封连接。本发明所述的一种柔性薄膜与金属构件的气密连接结构，避免柔性薄膜与金属构件直接接触，降低柔性薄膜在使用过程中产生损坏的风险。程中产生损坏的风险。程中产生损坏的风险。
技术研发人员：戴广永 常洁 马建斌
受保护的技术使用者：天津航天机电设备研究所
技术研发日：2022.07.01
技术公布日：2022/11/1
