【技术实现步骤摘要】
本技术涉及密封装置,具体涉及一种氢氧发动机氧涡轮泵用圆周分段式氦密封装置。
技术介绍
新世纪以来,世界范围内迎来了一波航天科技发展的大潮。世界各航天大国纷纷提出了振兴航天的一系列大工程,如登陆火星、探月等,而大推力火箭是完成这些计划必不可少的运输工具。氢氧火箭发动机具有高比冲、高可靠性、良好的适应性,以及无污染等优点,在国内外新一代运载火箭中得到普遍应用。氧涡轮泵是氢氧火箭发动机的核心组件之一,采用富氢燃气涡轮驱动高压氧泵,为保证氧涡轮泵安全、可靠工作,需完全隔离液氧与富氢燃气,氦密封是实现这两种不兼容介质完全隔离的关键组件,其隔离氦气用量影响到火箭的有效载荷,是一个需要严格控制的指标。目前氢氧火箭发动机氧涡轮泵的氦密封主要采用端面密封、迷宫密封和流体动压浮动环等结构形式。端面密封存在结构复杂、尺寸大、制造散差大、摩擦生热量大、可靠性偏低等缺点。迷宫密封泄漏量大,无法满足发动机性能要求。流体动压浮动环适合于低粘度气体介质场合,其泄漏量介于端面密封与迷宫密封之间,可靠性高,但随着结构尺寸增大,泄漏量会大幅提高。随着火箭发动机推力进一步加大,氧涡轮泵结构尺寸增大,而系统要求氧涡轮泵氦密封具有氦泄漏量低、结构简单、寿命长、可靠性高等特性。上述端面密封、迷宫密封和流体动压浮动环密封均不再满足要求。
技术实现思路
为了克服氢氧发动机氧涡轮泵传统的端面密封、迷宫密封和流体动压浮动环密封一系列不适应于大推力发动机要求的缺点,本技术提出一种氢氧发动机氧涡轮泵用圆周分段式氦密封装置,其工作密封间隙极小、泄漏率低于流体动压浮动环0.2倍(相同的密封直径)、结构简单、可靠性高。实 ...
【技术保护点】
一种用于氢氧发动机氧涡轮泵圆周分段式氦密封装置,其特征在于:在盖板(4)和密封壳体(3)形成的腔内放置圆周分段密封环一(1)和圆周分段密封环二(2);在圆周分段密封环一(1)和圆周分段密封环二(2)的圆环内放置密封轴套(5);所述的圆周分段密封环一(1)和圆周分段密封环二(2)背靠背放置并且的两者之间采用预紧弹簧(7)预紧;所述的圆周分段密封环一(1)和圆周分段密封环二(2)分别由若干个结构相同的扇形状弧段(15)首尾相连组成,并且在外圆面通过箍簧(6)约束;装配状态下,受箍簧(6)约束的圆周分段密封环一(1)和圆周分段密封环二(2)抱紧于密封轴套(5)外表面以形成径向密封面(12),并且受预紧弹簧(7)的作用,圆周分段密封环一(1)和圆周分段密封环二(2)的端面分别贴紧于盖板(4)和密封壳体(3)对应的端面上以形成轴向密封面(13),在圆周分段密封环一(1)和圆周分段密封环二(2)、盖板(4)、密封壳体(3)和密封轴套(5)之间形成一个氦密封腔(14)。
【技术特征摘要】
1.一种用于氢氧发动机氧涡轮泵圆周分段式氦密封装置,其特征在于:在盖板(4)和密封壳体(3)形成的腔内放置圆周分段密封环一(1)和圆周分段密封环二(2);在圆周分段密封环一(1)和圆周分段密封环二(2)的圆环内放置密封轴套(5);所述的圆周分段密封环一(1)和圆周分段密封环二(2)背靠背放置并且的两者之间采用预紧弹簧(7)预紧;所述的圆周分段密封环一(1)和圆周分段密封环二(2)分别由若干个结构相同的扇形状弧段(15)首尾相连组成,并且在外圆面通过箍簧(6)约束;装配状态下,受箍簧(6)约束的圆周分段密封环一(1)和圆周分段密封环二(2)抱紧于密封轴套(5)外表面以形成径向密封面(12),并且受预紧弹簧(7)的作用,圆周分段密封环一(1)和圆周分段密封环二(2)的端面分别贴紧于盖板(4)和密封壳体(3)对应的端面上以形成轴向密封面(13),在圆周分段密封环一(1)和圆周分段密封环二(2)、盖板(4)、密封壳体(3)和密封轴套(5)之间形成一个氦密封腔(14)。2.根据权利要求1所述的一种用于氢氧发动机氧涡轮泵圆周分段式氦密封装置,其特征在于:所述的圆周分段密封环一(1)和圆周分段密封环二(2)的每个扇形状弧段(15)一侧内表面带有一个密封坝(17),其与低压区密封轴套(5)之间接触或保持小间隙,起到有效节流、密封作用;在密封坝(17)上游设置一个周向槽(16),在周向槽(16)与氦密封腔(14)之间的密封面上设置若干个横向槽(19),其方向从氦密封腔指向低压区,每个横向槽(19)均连着周向槽(16),氦密封腔中的介质通过横向槽(19)进入周向槽(16),被密封坝(17)节流;横向槽(19)将密封面分割成若干个独立的密封瓦(21),在每个密封瓦(21)上均设置一个动压槽(20),动压槽(20)一端开口处连着横向槽(19),另一端沿着周向在密封瓦(21)的某处截止,即动压槽终点;动压槽(20)具有动压效应,进入横向槽(19)的介质沿周向进入动压槽(20),受动压槽终点的节流,在动压槽(20)和密封瓦(21)上产生动压力。3.根据权利要求1所述的一种用于氢氧发动机氧涡轮...
【专利技术属性】
技术研发人员:叶小强,夏德新,金志磊,陶瑞峰,沈文金,孙晓伟,张玺,张召磊,黄克松,
申请(专利权)人:北京航天动力研究所,
类型:新型
国别省市:北京;11
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