多次起动火箭发动机浮动环吹除压力精确控制方法技术

本发明专利技术涉及液体火箭发动机涡轮泵浮动环密封方法，具体涉及一种多次起动火箭发动机浮动环吹除压力精确控制方法。本发明专利技术的目的是解决现有多次起动火箭发动机浮动环吹除压力控制方法中存在控制精确性差、分流孔板更换难度大且耗时长的技术问题，提供一种多次起动火箭发动机浮动环吹除压力精确控制方法。该方法包括以下步骤：1)对浮动环进行吹除试验，记录浮动环吹除气路压力P

【技术实现步骤摘要】
多次起动火箭发动机浮动环吹除压力精确控制方法
本专利技术涉及液体火箭发动机涡轮泵浮动环密封方法，具体涉及一种多次起动火箭发动机浮动环吹除压力精确控制方法。
技术介绍
浮动环的密封性能是制约机械设备工作效率、可靠性、运行成本和能耗的关键指标之一，直接影响到整个机组的安全性能和持续运转能力。在航空航天、冶金机械、石油化工等领域，随着设备高速化和大型化的发展，对浮动环密封性能的要求越来越高，尤其是液体火箭发动机在高压、高速以及高、低温等特殊工况，对浮动环的密封性能要求更为苛刻。浮动环密封属于间隙密封，在工作过程中主要靠吹除压力进行密封，如何控制吹除压力是实现浮动环密封性能的关键因素。液体火箭发动机涡轮泵浮动环在试车后会出现不同程度的磨损，使得介质泄漏量变化，导致吹除压力发生变化，由于液体火箭发动机需要多次起动，浮动环吹除压力发生变化，无法实现介质的有效密封，必须进行吹除试验，一般通过更换管路中的分流孔板来实现对浮动环吹除压力的调节，以保证吹除压力。目前，液体火箭发动机初始分流孔板孔径为1.8mm，试车后，若浮动环处介质泄漏量增大，则更换小孔径的分流孔板，若浮动环处介质泄漏量减小，则更换大孔径的分流孔板，因无法准确估算分流孔板孔径大小，一般需要更换孔板3次以上，才能将吹除压力调整为0.5±0.05MPa，精确性较差，并且由于液体火箭发动机系统管路极为复杂，分流孔板更换难度极大，同时浮动环吹除试验涉及多系统协同运行，通常耗时一天左右，严重影响了发动机试车后的处置效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有技术存在控制精确性差、分流孔板更换难度大且耗时长的技术问题，提供一种多次起动火箭发动机浮动环吹除压力精确控制方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术解决方案如下：一种多次起动火箭发动机浮动环吹除压力精确控制方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：1)对火箭发动机试车后的浮动环进行吹除试验，吹除总气路的介质经过浮动环，在浮动环处泄漏部分介质，从而将吹除总气路分为两路，一路为浮动环吹除分流气路，另一路为浮动环介质泄漏气路，吹除总气路中设置有总气路孔板，浮动环吹除分流气路中设置有分流孔板，待吹除系统中浮动环吹除气路压力P2稳定后，记录P2和分流孔板孔径D2的数值；2)设定吹除总气路源头压力P1、吹除总气路孔板孔径D1和一系列浮动环介质泄漏当量孔径D3，根据以下公式，以分流孔板孔径D2为横坐标、浮动环吹除气路压力P2为纵坐标，绘制分流孔板选型图其中，P1为吹除总气路源头压力，MPa；P2为浮动环吹除气路压力，MPa；D1为吹除总气路孔板孔径，mm；D2为分流孔板孔径，mm；D3为浮动环介质泄漏当量孔径，mm；3)根据步骤1)所得D2、P2的数值确定点(D2，P2)，在步骤2)所得分流孔板选型图上找到与点(D2，P2)最接近的曲线，根据实验要求设定纵坐标值，利用该曲线找到纵坐标设定值对应的横坐标值，即为所需分流孔板孔径；4)将步骤3)所得分流孔板孔径规格的分流孔板放置于多次起动火箭发动机浮动环吹除管路中。进一步地，步骤1)的具体操作为：1.1)配置过滤器，对过滤器和试车台氮气供应管路进行除油清洗，将清洗后的试车台氮气供应管路连接到发动机进气口，在试车台与发动机对接管路上设置所述过滤器，与试车台对接时防止多余物进入发动机；1.2)向发动机进气口通入氮气，进行氮气吹除，待吹除系统中浮动环吹除气路压力P2稳定后，记录P2和分流孔板孔径D2的数值。进一步地，步骤1.2)中，设置吹除总气路进气口压力P1为4MPa。进一步地，步骤2)中，根据设计要求设置吹除总气路源头压力P1为4MPa、吹除总气路孔板孔径D1为0.82mm，按照规格设定一系列浮动环介质泄漏当量孔径D3，分别为0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.8、3.0mm。进一步地，步骤1.1)中，所述过滤器的过滤精度不低于5μm。本专利技术相比现有技术具有的有益效果如下：1、本专利技术提供的多次起动火箭发动机浮动环吹除压力精确控制方法，基于液体火箭发动机试验后的浮动环吹除气路压力P2、分流孔板孔径D2，直接在分流孔板选型图上获得所需的分流孔板直径，仅需一次更换分流孔板，即可将吹除压力进行精确控制，避免通过多次试验，反复更换分流孔板，消耗人力物力，提高了发动机试车后浮动环吹除试验的精度和效率，有效保证了发动机技术状态的可靠性。2、本专利技术提供的多次起动火箭发动机浮动环吹除压力精确控制方法，设置吹除总气路进气口压力P1为4MPa，吹除总气路孔板孔径D1＝0.82mm和一系列浮动环介质泄漏当量孔径D3，分别为0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.8、3.0mm，采用过滤器的过滤精度不低于5μm，即可将吹除压力控制为0.5±0.05MPa。附图说明图1为本专利技术多次起动火箭发动机浮动环吹除压力精确控制方法中的浮动环吹除系统示意图；图2为本专利技术多次起动火箭发动机浮动环吹除压力精确控制方法实施例中所使用的分流孔板选型图；附图标记说明：1-吹除总气路、2-浮动环吹除分流气路、3-浮动环介质泄漏气路、4-总气路孔板、5-分流孔板；P1-吹除总气路源头压力、P2-浮动环吹除气路压力、D1-吹除总气路孔板孔径、D2-分流孔板孔径、D3-浮动环介质泄漏当量孔径。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步地说明。本专利技术所提供的多次起动火箭发动机浮动环吹除压力精确控制方法，包括以下步骤：1)对火箭发动机试车后的浮动环进行吹除试验，如图1所示，吹除总气路1的介质经过浮动环，在浮动环处泄漏部分介质，从而将吹除总气路1分为两路，一路为浮动环吹除分流气路2，另一路为浮动环介质泄漏气路3，吹除总气路1中设置有总气路孔板4，浮动环吹除分流气路2中设置有分流孔板5，待吹除系统中浮动环吹除气路压力P2稳定后，记录P2和分流孔板孔径D2的数值；步骤1)的具体操作为：1.1)配置过滤器，过滤精度不低于5μm，对过滤器和试车台氮气供应管路进行除油清洗，将清洗后的试车台氮气供应管路连接到发动机进气口，在试车台与发动机对接管路上设置所述过滤器，与试车台对接时防止多余物进入发动机；1.2)向发动机进气口通入氮气，设置进气口压力P1为4MPa，进行氮气吹除，吹除时间为50s，待吹除系统中浮动环吹除气路压力P2稳定后，记录P2和分流孔板孔径D2的数值，P2＝0.39MPa、D2＝1.8mm。2)根据设计要求设置吹除总气路源头压力P1＝4MPa、吹除总气路孔板孔径D1＝0.82mm，按照规格设定一系列浮动环介质泄漏当量孔径D3，分别为0.6、0.8、1.0、1.2、1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多次起动火箭发动机浮动环吹除压力精确控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)对火箭发动机试车后的浮动环进行吹除试验，吹除总气路(1)的介质经过浮动环，在浮动环处泄漏部分介质，从而将吹除总气路(1)分为两路，一路为浮动环吹除分流气路(2)，另一路为浮动环介质泄漏气路(3)，吹除总气路(1)中设置有总气路孔板(4)，浮动环吹除分流气路(2)中设置有分流孔板(5)，待吹除系统中浮动环吹除气路压力P

【技术特征摘要】
1.一种多次起动火箭发动机浮动环吹除压力精确控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)对火箭发动机试车后的浮动环进行吹除试验，吹除总气路(1)的介质经过浮动环，在浮动环处泄漏部分介质，从而将吹除总气路(1)分为两路，一路为浮动环吹除分流气路(2)，另一路为浮动环介质泄漏气路(3)，吹除总气路(1)中设置有总气路孔板(4)，浮动环吹除分流气路(2)中设置有分流孔板(5)，待吹除系统中浮动环吹除气路压力P2稳定后，记录P2和分流孔板孔径D2的数值；
2)设定吹除总气路源头压力P1、吹除总气路孔板孔径D1和一系列浮动环介质泄漏当量孔径D3，根据以下公式，以分流孔板孔径D2为横坐标、浮动环吹除气路压力P2为纵坐标，绘制分流孔板选型图



其中，
P1为吹除总气路源头压力，MPa；
P2为浮动环吹除气路压力，MPa；
D1为吹除总气路孔板孔径，mm；
D2为分流孔板孔径，mm；
D3为浮动环介质泄漏当量孔径，mm；
3)根据步骤1)所得D2、P2的数值确定点(D2，P2)，在步骤2)所得分流孔板选型图上找到与点(D2，P2)最接近的曲线，根据实验要求设定纵坐标值，利用该曲线找到纵坐标设定值对应的横坐标值，即为所需分流孔板孔径；
4)将步骤3)所得分流孔板孔径规格的分流孔板(5)放置于多次起动火箭发动机浮动环吹除管...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄宿国，王良，宋勇，黄丹，杨霞辉，常涛，马楠，
申请(专利权)人：西安航天动力研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61