用于涡轮泵的可调控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可调控动密封装置和涡轮泵组。动密封装置包括动环、静环组件、轴向力加载器和壳体。静环组件包括依次连接的静环、静环座、静环波纹管和后座，其中静环用于抵接动环，后座用于固定连接壳体。静环座在其径向内侧与静环波纹管连接，且在其径向外侧与轴向力加载器的一端连接，轴向力加载器的另一端连接壳体。壳体与轴向力加载器连接的位置还设有与轴向力加载器对应的引压孔，气源通过引压孔向轴向力加载器施压，通过静环座将力传递至静环与动环，以调整静环与动环的端面配合力。本发明专利技术的动密封装置，可以通过使用不同压力值的气源作用于轴向力加载器而实现调控密封端面比压，从而提高涡轮泵端面密封的适应性和可靠性。

Adjustable dynamic sealing device and turbine pump set for turbine pump

【技术实现步骤摘要】
用于涡轮泵的可调控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可调控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，其作用主要是通过对储箱介质加压为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。特别是对于氧化剂泵和燃料泵为同轴的涡轮泵，必须设置有效动密封来阻止两种推进剂因泄漏相遇而发生爆炸，可以说动密封性能直接决定涡轮泵的寿命和可靠性。若动密封端面比压偏低，发动机预冷或充填和工作时容易发生大量泄漏，反之发动机运转时容易发生密封端面磨损，进而密封失效，带来事故。目前现有的液体火箭发动机涡轮泵采用端面密封，按照设计参数，密封端面比压设计通常为一固定值，不能随着涡轮泵介质压力的波动或者不同运转工况对密封比压的需求而进行调控，从而降低了密封对介质压力等参数的适应性和密封工作的可靠性。
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可调控动密封装置和涡轮泵组，以实现密封端面比压的可调控，提高密封的适应性和可靠性。本专利技术一个方面提供了一种用于涡轮泵的可调控动密封装置，包括动环、静环组件、轴向力加载器和壳体，所述静环组件和所述轴向力加载器均设置于所述壳体内，且分别与所述壳体连接。所述静环组件包括静环、静环座、静环波纹管和后座，其中所述静环沿其轴线方向的一端抵触所述静环座的端面，且另一端抵接所述动环，所述静环波纹管的两端分别连接所述静环座和所述后座，所述后座远离所述静环座侧固定连接所述壳体。所述静环座与抵触所述静环的端面的相反端面上，所述静环座在其径向内侧与所述静环波纹管连接，且在其径向外侧与所述轴向力加载器的一端连接，所述轴向力加载器的另一端连接所述壳体。所述壳体与所述轴向力加载器连接的位置设有与所述轴向力加载器对应的引压孔，气源通过所述引压孔向所述轴向力加载器施压，以调整所述静环与所述动环的端面配合力。其中，所述静环与所述动环接触的端面为密封端面。在一个实施例中，所述轴向力加载器包括与所述引压孔对应设置的加载波纹管，所述加载波纹管的一端与所述壳体连接，且与所述引压孔连通，另一端与所述静环座连接。在一个实施例中，所述轴向力加载器包括与所述引压孔对应设置且彼此连通的加载波纹管和用于抵触所述静环座的加载块，所述加载波纹管一端与所述壳体连接，另一端与所述加载块的一端连接，所述加载块的另一端抵触所述静环座。在一个实施例中，所述引压孔与所述加载波纹管形成的夹角角度设置在80度至130度之间。在一个实施例中，所述静环座与所述静环相背的端面上至少设置一个所述轴向力加载器。例如，在一个实施例中，所述静环座与所述静环相背的端面周向方向等角度设置两个以上所述轴向力加载器；所述引压孔对应所述轴向力加载器的数量和位置均匀地设置于所述壳体。在一个实施例中，所述轴向力加载器为与所述静环座周向匹配的环形结构；所述轴向力加载器包括沿所述静环座周向方向设置的同轴不同径的第一加载波纹管和第二加载波纹管，第一加载波纹管与第二加载波纹管之间形成的空隙构成与所述引压孔配合的腔体。在一个实施例中，所述壳体在沿所述静环座的周向方向上均匀设置至少两个所述引压孔，以使气源通过所述引压孔和所述腔体，均匀地向所述静环座施加作用力。在一个实施例中，所述静环座包括配合所述静环外形的环形凹槽，所述静环同轴地安装在所述环形槽内。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、涡轮以及如上所述实施例中所述的任一种动密封装置；其中所述氧化剂泵、燃料泵、涡轮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，或者设置于所述燃料泵和所述涡轮之间，或者设置于所述氧化剂泵和所述涡轮之间。本专利技术的动密封装置，通过改变流经所述引压孔的气源压力值，进而调整轴向力加载器作用于密封端面的闭合力，实现密封端面比压的调控。在阅读具体实施方式并且在查看附图之后，本领域的技术人员将认识到另外的特征和优点。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为本专利技术实施例的可调控动密封装置结构示意图；图2为本专利技术一个实施例示意图；图3为本专利技术另一个实施例示意图。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。诸如“下面”、“下方”、“在…下”、“低”、“上方”、“在…上”、“高”等的空间关系术语用于使描述方便，以解释一个元件相对于第二元件的定位，表示除了与图中示出的那些取向不同的取向以外，这些术语旨在涵盖器件的不同取向。另外，例如“一个元件在另一个元件上/下”可以表示两个元件直接接触，也可以表示两个元件之间还具有其他元件。此外，诸如“第一”、“第二”等的术语也用于描述各个元件、区、部分等，并且不应被当作限制。类似的术语在描述通篇中表示类似的元件。本专利技术一个方面提供了一种用于涡轮泵的可调控动密封装置。参见图1，该密封装置包括动环1、静环组件2、轴向力加载器3和壳体4。静环组件2和轴向力加载器3均设置于壳体4内，且分别与壳体4连接。静环组件2包括静环21、静环座22、静环波纹管23和后座24，其中静环21沿其轴线方向的一端抵触静环座22的端面，且另一端抵接动环1，静环波纹管23的两端分别连接静环座22和后座24，后座24远离静环座22侧固定连接壳体4。其中静环波纹管23处于压缩状态，从而对静环座22和静环21施加朝向动环1的力，使静环21与动环1紧密配合，进而静环21靠近动环1的端面形成一个压力为固定值的密封端面。静环座22与抵触静环21的端面的相反端面上，静环座22在其径向内侧与静环波纹管23连接，且在其径向外侧与轴向力加载器3的一端连接，轴向力加载器3的另一端连接壳体4。壳体4与轴向力加载器3连接的位置设有与轴向力加载器3对应的引压孔5，气源通过引压孔5向轴向力加载器3施压，以调整静环21与动环1密封端面间的端面配合力。本专利技术的实施例，通过在壳体与静环座之间设置轴向力加载器，并通过设于壳体的引压孔向轴向力加载器引入压力值为p的气源，使轴向力加载器产生轴向力f，并通过静环座传递至密封端面。本专利技术的实施例还可以通过改变气源的压力值p，进而调整轴向力加载器作用于密封端面的闭合力f，实现密封端面比压的可调控。具体地，上述的动密封装置应用于涡轮泵或涡轮泵组之间，通过静环与动环接触的密封端面实现泵腔介质的密封。当发动机预冷或填充时，通过设置在密封壳体上的引压孔引入压力值为p的气源(可以是氮气或其他气体)，气源作用于轴向力加载器产生轴向力f，并通过静环座传递至密封端面，提高密封端面比压，保证泵腔介质的可靠密封；当发动机运转时，为防止密封端面之间发生严重磨损，可以降低气源的压力值p或者停本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于涡轮泵的可调控动密封装置，其特征在于，包括动环、静环组件、轴向力加载器和壳体，所述静环组件和所述轴向力加载器均设置于所述壳体内，且分别与所述壳体连接；/n所述静环组件包括静环、静环座、静环波纹管和后座；其中所述静环沿其轴线方向的一端抵触所述静环座的端面，且另一端抵接所述动环；所述静环波纹管的两端分别连接所述静环座和所述后座，所述后座远离所述静环座侧固定连接所述壳体；/n所述静环座与抵触所述静环的端面的相反端面上，所述静环座在其径向内侧与所述静环波纹管连接，且在其径向外侧与所述轴向力加载器的一端连接，所述轴向力加载器的另一端连接所述壳体。/n所述壳体与所述轴向力加载器连接的位置设有与所述轴向力加载器对应的引压孔，气源通过所述引压孔向所述轴向力加载器施压，以调整所述静环与所述动环的端面配合力。/n

【技术特征摘要】
1.用于涡轮泵的可调控动密封装置，其特征在于，包括动环、静环组件、轴向力加载器和壳体，所述静环组件和所述轴向力加载器均设置于所述壳体内，且分别与所述壳体连接；
所述静环组件包括静环、静环座、静环波纹管和后座；其中所述静环沿其轴线方向的一端抵触所述静环座的端面，且另一端抵接所述动环；所述静环波纹管的两端分别连接所述静环座和所述后座，所述后座远离所述静环座侧固定连接所述壳体；
所述静环座与抵触所述静环的端面的相反端面上，所述静环座在其径向内侧与所述静环波纹管连接，且在其径向外侧与所述轴向力加载器的一端连接，所述轴向力加载器的另一端连接所述壳体。
所述壳体与所述轴向力加载器连接的位置设有与所述轴向力加载器对应的引压孔，气源通过所述引压孔向所述轴向力加载器施压，以调整所述静环与所述动环的端面配合力。


2.根据权利要求1所述的动密封装置，其特征在于，所述轴向力加载器包括与所述引压孔对应设置的加载波纹管，所述加载波纹管的一端与所述壳体连接，且与所述引压孔连通，另一端与所述静环座连接。


3.根据权利要求1所述的动密封装置，其特征在于，所述轴向力加载器包括与所述引压孔对应设置且彼此连通的加载波纹管和用于抵触所述静环座的加载块，所述加载波纹管一端与所述壳体连接，另一端与所述加载块的一端连接，所述加载块的另一端抵触所述静环座。


4.根据权利要求3所述的动密封装置，其特征在于，所述引压孔与所述加载波纹管形成的夹角角度设置在80度至...

【专利技术属性】
技术研发人员：张树强，张力豪，刘磊，李永鹏，王磊，
申请(专利权)人：蓝箭航天空间科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11