低温工况无弹簧螺旋槽密封断开接头

　　该结构针对20K级深冷介质输送场景开发，主要应用于航天推进剂加注、低温科研实验装置、液化气体储运系统的管路连接环节，解决常规弹性密封接头在超低温环境下弹性元件失效、密封可靠性不足的行业痛点。常规低温接头普遍采用弹簧提供密封预紧力，但在液氢、液氦级别的深冷温区，金属弹簧会因低温脆化、弹性模量剧变失去预紧作用，橡胶类弹性元件更是完全丧失弹性，极易出现介质泄漏、连接脱开失效等风险，该结构完全摒弃弹性元件依赖，从机械结构层面实现低温下的可靠密封与连接。

　　结构核心采用合并式螺旋凹槽配合PTFE密封副实现密封，螺旋槽结构在接头插合过程中可通过螺旋面的机械咬合实现轴向与径向的双重定位，同时在介质压力作用下，螺旋槽配合面可产生自紧效应，介质压力越高密封面贴合越紧密，无需额外弹性元件提供预紧力。PTFE密封材料在深冷温区仍能保持稳定的物理性能，不会出现硬化脆裂问题，与螺旋槽结构配合可实现液体密封的零泄漏要求，适配低温流体的输送工况。

　　整体结构分为公头与母头两部分，公头端部为锥面结构，可在插合过程中实现自动对中，降低安装对位难度，锥面根部设置多道环形密封槽，内嵌PTFE密封环，插合后密封环与母头内锥面紧密贴合，阻断介质泄漏路径。母头内部设置与公头螺旋槽匹配的凸台结构，插合时仅需旋转对应角度即可完成锁止，无需额外紧固件，操作便捷性满足现场快速拆装的需求。接头整体外径控制在100mm量级，轴向插合行程预留足够的密封压缩量，安装时仅需保证管路端部的同轴度偏差在允许范围内即可，无需复杂的安装工装，适配现有低温管路的安装空间边界，可直接替换同通径的常规低温接头，无需对现有管路进行大规模改造。

　　结构设计过程中重点考量了深冷工况下的机械载荷承受能力，接头本体采用高强度低温合金材料加工，可承受管路振动、介质压力冲击、温度交变产生的热应力载荷，螺旋锁止结构的接触面经过强化处理，可承受多次反复插拔而不出现磨损变形，满足长期重复使用的需求。密封结构采用多道冗余设计，即使单道密封出现轻微损伤，其余密封副仍可保证密封性能，避免单点失效导致的介质泄漏风险。接头内部流道采用平滑过渡设计，无明显的流道突变，可降低低温介质输送过程中的流阻损失，减少介质汽化的概率，保证低温流体输送的稳定性。

　　针对深冷工况下的材料收缩问题，结构设计时提前核算了不同材料在工作温区下的收缩率，密封副的配合尺寸预留了对应的收缩补偿量，保证在低温下密封面的贴合压力始终处于合理区间，不会因材料收缩导致密封面间隙增大，也不会因收缩量过大导致密封件被压溃。锁止结构的螺旋升角经过反复校核，既保证插合旋转过程的操作力处于合理范围，也可保证在介质压力冲击、管路振动工况下不会出现自行松脱的问题，连接可靠性满足严苛工况的使用要求。外部结构采用圆滑过渡设计，无尖锐棱角，避免安装操作过程中出现磕碰损伤，同时外表面设置对应的操作标识，可直观指示锁止与解锁的旋转方向，降低现场操作的失误概率。