用于涡轮泵的动密封装置和涡轮泵组制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于涡轮泵的动密封装置和涡轮泵组。动密封装置包括壳体、静环组件和动环；其中所述静环组件设于所述壳体内，且所述静环组件沿第一方向的一端连接所述壳体，另一端用于抵触所述动环；所述壳体内侧与所述静环组件限定泄出腔，所述壳体设有一端连通所述泄出腔，且另一端连通外界环境的泄出通道；所述静环组件的所述另一端设有凹槽，且所述动环通过抵触所述另一端的密封端面将所述凹槽封闭；所述静环组件包括沿所述第一方向的引流孔，所述引流孔的一端连通所述凹槽，且另一端连通所述泄出腔。本发明专利技术的动密封装置，可以简化涡轮泵组结构，缩短涡轮泵组轴向方向的尺寸，从而改善涡轮泵组的性能。

Dynamic Sealing Device and Turbine Pump Set for Turbine Pump

The invention provides a dynamic seal device and a turbopump set for a turbopump. The dynamic sealing device comprises a shell, a static ring assembly and a dynamic ring; the static ring assembly is arranged in the shell, and the static ring assembly is connected to the shell along one end of the first direction, and the other end is used to resist the dynamic ring; the inner side of the shell and the static ring assembly define the leakage cavity, and the shell is provided with one end connecting the leakage cavity and the other end connecting the leakage of the external environment. A channel; the other end of the static ring assembly is provided with a groove, and the movable ring closes the groove by contradicting the sealing end face of the other end; the static ring assembly includes a drain hole along the first direction, one end of the drain hole is connected with the groove, and the other end is connected with the drain cavity. The dynamic sealing device of the invention can simplify the structure of the turbopump group, shorten the axial dimension of the turbopump group and improve the performance of the turbopump group.

【技术实现步骤摘要】
用于涡轮泵的动密封装置和涡轮泵组
本专利技术涉及涡轮泵的密封
，尤其涉及一种用于涡轮泵的动密封装置和涡轮泵组。
技术介绍
涡轮泵作为泵压式液体火箭发动机的重要组成部分，其作用是给发动机工作提供所需的氧化剂和燃料。为阻止推进剂泄漏,氧化剂泵和燃料泵通常需要设置有效的动密封装置。动密封装置的性能将直接决定涡轮泵的寿命和可靠性，是液体火箭发动机的关键技术之一。特别对于液氧、液氢或者甲烷等低温易汽化介质，通常需要设置两级以上密封以形成组合式密封。例如，在采用多级组合式密封方式的现有涡轮泵中，多级组合式密封方式的前几级例如可以用于直接密封低温介质，最后一级可以引入惰性气体隔离。目前现有的液体发动机涡轮泵动密封技术至少具有以下缺点：1)通常需要设置两级以上密封。多级密封结构会造成密封结构的轴向空间尺寸大、结构复杂，从而使涡轮泵轴临界转速低，涡轮泵刚性和稳定性差。2)惰性气体隔离通常由浮动环引入，从而造成液体发动机工作时吹除气体的消耗量大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于涡轮泵的动密封装置和涡轮泵，以简化现有动密封装置的结构，改善密封效果。本专利技术一个方面提供了一种用于涡轮泵的动密封装置，包括壳体、静环组件和动环；其中所述静环组件设于所述壳体内，且所述静环组件沿第一方向的一端连接所述壳体，另一端用于抵触所述动环；所述壳体的内侧与所述静环组件的外侧之间限定泄出腔，所述壳体设有一端连通所述泄出腔，且另一端连通外界环境的泄出通道；所述静环组件的所述另一端的密封端面包括凹槽，且所述动环通过抵触所述密封端面将所述凹槽封闭；所述静环组件包括沿所述第一方向的引流孔，所述引流孔的一端连通所述凹槽，且另一端连通所述泄出腔；在所述动环随涡轮泵旋转时，处于动密封装置之外的液体通过所述密封端面进入所述凹槽，并通过沿动密封装置中所述静环组件的内侧引入所述凹槽的隔离气体将泄漏到所述凹槽中的液体经由所述引流孔、所述泄出腔和所述泄出通道携带至动密封装置之外。在一个实施例中，所述静环组件包括静环座、静环、波纹管和后座；所述静环座包括环形槽，所述静环安装在所述环形槽内；其中所述静环沿所述第一方向的一端抵触所述静环座的内端面，且另一端抵接所述动环；所述波纹管的两端分别连接所述静环座和所述后座，所述后座的远离所述静环座侧固定连接所述壳体；其中所述波纹管处于压缩状态，从而对所述静环座和所述静环施加朝向所述动环的力，以使所述静环与所述动环紧密配合。在一个实施例中，所述壳体与所述静环座之间设有密封圈，从而所述静环组件、所述壳体和所述密封圈之间限定所述泄出腔。在一个实施例中，所述密封圈为泛塞密封圈或波纹管。在一个实施例中，所述静环组件中所述静环的靠近所述动环的所述密封端面设有所述凹槽，从而所述静环的所述密封端面被所述凹槽分隔为沿所述密封端面径向排列的内密封端面和外密封端面。在一个实施例中，所述动环与所述静环的所述内密封端面配合的表面加工有内动压槽，且所述内动压槽与所述动环的内径贯通；所述动环与所述静环的所述外密封端面配合的表面加工有外动压槽，所述外动压槽与所述动环外径贯通。在一个实施例中，所述凹槽为沿所述密封端面的周向方向设置的环形凹槽。在一个实施例中，所述引流孔贯穿所述静环和静环座，且所述引流孔的两端分别连通所述环形凹槽和所述泄出腔。在一个实施例中，所述引流孔包括多个，且多个所述引流孔在对应所述环形凹槽的周向方向上均布。本专利技术的另一个方面提供了一种涡轮泵装置，包括氧化剂泵、燃料泵以及如上所述的动密封装置；其中所述氧化剂泵、燃料泵和所述动密封装置同轴设置，且所述动密封装置设置于所述氧化剂泵和所述燃料泵之间。在一个实施例中，所述动密封装置中的所述动环固设于所述氧化剂泵和所述燃料泵的旋转轴上；在所述旋转轴旋转时，所述动环相对于所述静环组件旋转，从而所述动密封装置之外的液体通过所述动环和所述静环组件接触面进入所述凹槽，且通过从所述动密封装置与所述旋转轴之间的间隙引入所述凹槽的隔离气体将泄漏至所述凹槽内的液体经所述引流孔、所述泄出腔和所述泄出通道携带至所述动密封装置之外。本专利技术的动密封装置，通过将涡轮泵的多级密封结构简化为一级密封结构，可以有效缩短现有液体发动机的涡轮泵动密封结构的轴向尺寸，从而使涡轮泵的整体布局更加紧凑，改善涡轮泵的性能；且通过使密封装置中用于泵腔泄漏的液流通道与动密封装置之外的外界环境相通，使得吹除气体的压力稍大于液流通道的压力时，即可将泄漏的液流携带至动密封装置之外，从而在同样的设计参数下，极大减少了隔离气体的消耗量。应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本专利技术所欲主张的范围。附图说明下面的附图是本专利技术的说明书的一部分，其绘示了本专利技术的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本专利技术的原理。图1-3为本专利技术实施例的动密封装置结构示意图。图4为本专利技术实施例的动环结构示意图。图5-7为本专利技术实施例的动密封结构示意图。图8为本专利技术实施例的动环结构示意图。图9为本专利技术另一实施例的动密封结构示意图。图10为本专利技术实施例的涡轮泵组结构示意图。具体实施方式现详细说明本专利技术的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本专利技术的限制，而应理解为是对本专利技术的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。在不背离本专利技术的范围或精神的情况下，可对本专利技术说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本专利技术的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。例如，液体发动机的涡轮泵组中的氧化剂泵和燃料泵可以同轴设置，且动密封装置可以设置在氧化剂泵和燃料泵之间，从而避免泄漏的氧化剂和燃料剂彼此混合。例如，在液体发动机的涡轮泵组的密封结构中，涡轮泵组的密封结构可以设置在氧化剂泵或者燃料泵的入口。例如，密封结构可以包括两级密封，其中第一级密封可以为接触式端面密封，用于直接密封推进剂；第二级可以采用浮动环密封，用以引入气体隔离。例如，密封结构还可以为三级密封。例如，在三级密封结构中，第一级可以为离心密封，第二级可以为干气密封，第一级和第二级可以共同用于密封液氧；第三级可以为浮动环密封，用于引入气体隔离。当涡轮泵采取两级及两级以上的密封结构时，涡轮泵沿其轴向的空间尺寸大、结构复杂，从而使涡轮泵轴临界转速低，涡轮泵刚性和稳定性差。另外，在惰性气体隔离由浮动环引入的情况下，发动机工作时所需要的吹除气体消耗量大，从而运载器需要携带额外的载荷，降低了运载能力。本专利技术一个方面提供了一种用于涡轮泵的动密封装置。参见图1，动密封装置包括壳体1、静环组件2和动环3。其中静环组件2设于壳体1内，且静环组件2沿第一方向S1的一端连接壳体1，另一端用于抵触动环3。壳体1的内侧与静环组件2的外侧之间限定泄出腔B，壳体1设有一端连通泄出腔B，且另一端连通外界环境的泄出通道A。静环组件2的另一端的端面(在与动环抵触后，该端面即为密封端面)包括凹槽D(例如，该凹槽D可以环绕端面的中心设置，例如，端面的中心为端面外轮廓的几何中心)，且动环3通过抵触所述端面将凹槽D封闭。静环组件2包括沿第一方向S1的引流孔C，引流孔C的一端连通所述凹槽D，且另一端连通所述泄出腔B。在动环3随涡本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于涡轮泵的动密封装置，其特征在于，包括壳体、静环组件和动环；其中所述静环组件设于所述壳体内，且所述静环组件沿第一方向的一端连接所述壳体，另一端用于抵触所述动环；所述壳体内侧与所述静环组件限定泄出腔，所述壳体设有一端连通所述泄出腔，且另一端连通外界环境的泄出通道；所述静环组件的所述另一端设有凹槽，且所述动环通过抵触所述另一端的密封端面将所述凹槽封闭；所述静环组件包括沿所述第一方向的引流孔，所述引流孔的一端连通所述凹槽，且另一端连通所述泄出腔；在所述动环随涡轮泵旋转时，处于动密封装置之外的液体通过所述密封端面进入所述凹槽，并通过沿所述静环组件的内侧引入所述凹槽的隔离气体将泄漏到所述凹槽中的液体经由所述引流孔、所述泄出腔和所述泄出通道携带至动密封装置之外。

【技术特征摘要】
1.一种用于涡轮泵的动密封装置，其特征在于，包括壳体、静环组件和动环；其中所述静环组件设于所述壳体内，且所述静环组件沿第一方向的一端连接所述壳体，另一端用于抵触所述动环；所述壳体内侧与所述静环组件限定泄出腔，所述壳体设有一端连通所述泄出腔，且另一端连通外界环境的泄出通道；所述静环组件的所述另一端设有凹槽，且所述动环通过抵触所述另一端的密封端面将所述凹槽封闭；所述静环组件包括沿所述第一方向的引流孔，所述引流孔的一端连通所述凹槽，且另一端连通所述泄出腔；在所述动环随涡轮泵旋转时，处于动密封装置之外的液体通过所述密封端面进入所述凹槽，并通过沿所述静环组件的内侧引入所述凹槽的隔离气体将泄漏到所述凹槽中的液体经由所述引流孔、所述泄出腔和所述泄出通道携带至动密封装置之外。2.根据权利要求1所述的动密封装置，其特征在于，所述静环组件包括静环座、静环、波纹管和后座；所述静环座包括环形槽，所述静环安装在所述环形槽内；其中所述静环沿所述第一方向的一端抵触所述静环座的内端面，且另一端抵接所述动环；所述波纹管的两端分别连接所述静环座和所述后座，所述后座的远离所述静环座侧固定连接所述壳体；其中所述波纹管处于压缩状态，从而对所述静环座和所述静环施加朝向所述动环的力，以使所述静环与所述动环紧密配合。3.根据权利要求2所述的动密封装置，其特征在于，所述壳体与所述静环座之间设有密封圈，从而所述静环组件、所述壳体和所述密封圈之间限定所述泄出腔。4.根据权利要求3所述的动密封装置，其特征在于，所述密封圈为泛塞密封圈或波纹管。5.根据权利要求2所述的动密封装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张树强，刘磊，王磊，赵玉龙，杨军，崔生磊，张力豪，陈展，韦华，裴曦，
申请(专利权)人：陕西蓝箭航天技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61