本发明专利技术涉及火箭发动机试验装置技术领域，尤其涉及一种用于推力室头部的组合自紧式密封结构，用于试验时对推力室的头部密封；包括第一密封组件、第二密封组件和第三密封组件；第一密封组件和第二密封组件均在推力室的头部形成环形的密封面，第一密封组件、第二密封组件和第三密封组件的密封面自外而内依次设置，共同将推力室的头部密封；第一密封组件将试验负载力传递至推力室头部法兰，第二密封组件将试验负载力传递至推力室头部法兰的背面，第三密封组件将试验负载力传递至试验装置底座；试验过程中的高压载荷分别作用在第一密封组件、第二密封组件和第三密封组件上，提高了各密封组件的安全系数，降低了高压试验工况下密封件的应力水平。密封件的应力水平。密封件的应力水平。
【技术实现步骤摘要】
一种用于推力室头部的组合自紧式密封结构
[0001]本专利技术涉及火箭发动机试验装置
，尤其涉及一种用于推力室头部的组合自紧式密封结构。
技术介绍
[0002]发动机推力室是液体火箭发动机中完成推进剂能量转化和产生推力的组件，是液体火箭发动机的核心组件。推力室的研制，不仅需要解决设计、材料、制造工艺等问题，针对各零部件的强度和气密性试验验证也是必须解决的重要问题。
[0003]因此，需要设计研发一种应用于推力室头部的密封结构，与推力室喉部密封组件、试验装置底座和安装平台等配合使用，用于考核推力室焊缝的焊接质量及结构静强度。
技术实现思路
[0004]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种用于推力室头部的组合自紧式密封结构，与推力室喉部密封组件、试验装置底座和安装平台等配合使用，用于对推力室的试验。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：
[0006]一种用于推力室头部的组合自紧式密封结构，用于试验时对推力室的头部密封；包括第一密封组件、第二密封组件和第三密封组件；
[0007]第一密封组件和第二密封组件均在推力室的头部形成环形的密封面，第一密封组件、第二密封组件和第三密封组件的密封面自外而内依次设置，共同将推力室的头部密封；
[0008]第一密封组件将试验负载力传递至推力室头部法兰，第二密封组件将试验负载力传递至推力室头部法兰的背面，第三密封组件将试验负载力传递至试验装置底座。
[0009]在上述的一种用于推力室头部的组合自紧式密封结构，所述第一密封组件包括端面密封法兰、第一连接件、第一橡胶圈和第一挡圈；
[0010]所述端面密封法兰为环状结构，与推力室头部法兰通过第一连接件可拆装地连接为一体；
[0011]端面密封法兰与推力室头部法兰贴合的端面上设有第一密封槽，第一密封槽为环形，在端面密封法兰的整个周向上延伸；第一密封槽内设有第一橡胶圈和第一挡圈。
[0012]在上述的一种用于推力室头部的组合自紧式密封结构，所述第一连接件为螺栓，穿过端面密封法兰的通孔后与推力室头部法兰的螺纹孔连接。
[0013]在上述的一种用于推力室头部的组合自紧式密封结构，所述第二密封组件包括密封法兰和第一滑块；
[0014]所述第一滑块为环状结构，位于端面密封法兰的内侧；第一滑块与端面密封法兰的内侧面之间形成环状的外密封腔，第一滑块外侧面上设有伸入外密封腔的第一密封环，所述第一密封环位于外密封腔临近推力室的一端，其外侧面与端面密封法兰的内侧面贴合；所述外密封腔内设置有第一密封圈组件；
[0015]所述密封法兰位于端面密封法兰背离推力室头部法兰的一侧，密封法兰为环状结
构，下端伸入外密封腔内且抵在第一密封圈组件上；密封法兰下端的外侧面设有第一定位台阶，第一定位台阶抵在端面密封法兰的端面上且与端面密封法兰的内侧面贴合、定位；
[0016]第一滑块与密封法兰可拆装地固定连接为一体；密封法兰通过第一连接组件与推力室头部法兰可拆装地连接为一体。
[0017]在上述的一种用于推力室头部的组合自紧式密封结构，所述第一连接组件包括固定法兰、转接座和第二连接件；
[0018]所述固定法兰是环状结构，其最小内径大于推力室头部法兰的外径；
[0019]所述转接座为弧形板，其对应的圆心角小于或等于180
°
；转接座的内型面与推力室头部法兰的外侧面及下侧面形状相适应；
[0020]转接座处于推力室头部法兰和固定法兰之间，固定法兰与密封法兰通过第二连接件可拆装地固定连接为一体。
[0021]在上述的一种用于推力室头部的组合自紧式密封结构，所述第一密封圈组件包括两个第二橡胶圈，两个第二橡胶圈之间设有第二挡圈，所述第二挡圈为环状。
[0022]在上述的一种用于推力室头部的组合自紧式密封结构，所述第三密封组件包括第二滑块和压盖；
[0023]所述第二滑块位于第一滑块的内侧，第二滑块的外侧面与第一滑块的内侧面之间形成环状的内密封腔，第二滑块的外侧面设有伸入内密封腔的第二密封环，第二密封环位于内密封腔临近推力室的一端，其外侧面与第一滑块的内侧面贴合；内密封腔内设有第二密封圈组件；
[0024]所述压盖位于密封法兰的内侧，压盖的外侧面具有第三定位台阶，压盖通过第三定位台阶抵在密封法兰的端面上且与密封法兰的内侧面配合、定位；压盖朝向第二滑块的一端设有环形的第二定位台阶，所述第二定位台阶伸入内密封腔内，抵在第二密封圈组件上；
[0025]第二滑块与压盖的可拆装地固定连接为一体；压盖通过第二连接组件与试验装置底座可拆装地固定连接。
[0026]在上述的一种用于推力室头部的组合自紧式密封结构，所述第二密封圈组件包括两个第三橡胶圈，两个第三橡胶圈之间设有第三挡圈，所述第三挡圈为环状。
[0027]在上述的一种用于推力室头部的组合自紧式密封结构，所述第二密封环的外径与推力室喉部的直径相适应。
[0028]在上述的一种用于推力室头部的组合自紧式密封结构，所述第二连接组件包括固定座和拉杆；
[0029]压盖上设有多个第三连接螺柱，固定座与第三连接螺柱位置对应处设有连接孔，第三连接螺柱穿过连接孔后与第一螺母连接；
[0030]固定座设有多个支撑角座，多个支撑角座在固定座的周向上均匀、间隔分布；所述拉杆的一端通过垫片和第三螺母与支撑角座连接，另一端安装在试验装置底座上。
[0031]用于推力室头部的组合自紧式密封结构具有以下有点：
[0032]试验过程中的高压载荷按各密封组件受力面积的比例一分为三，分别作用在第一密封组件、第二密封组件和第三密封组件上，提高了各密封组件螺纹的安全系数，降低了高压试验工况下密封件的应力水平，提高了密封可靠性；
[0033]第二密封组件、三密封组件在装配过程中，第二橡胶圈、第三橡胶圈在与配合面装配时，无过盈量，即无压缩量；待装配完成后，拧紧第一备紧螺母和第二备紧螺母，第二橡胶圈和第三橡胶圈胀开，沿径向被压缩，压缩量一般设定为25％左右,即降低了装配难度，又增大了橡胶圈的压缩量，提高了密封结构的可靠性。
[0034]依据流体力学平板缝隙流动原理，流体泄露量与密封长度的平方成反比关系，因此通过结构设计，第二密封组件和三密封组件中均采用两个橡胶圈，可以有效提高密封可靠性。金属挡圈增加密封槽的密封长度，通过设置备紧螺母，实现了橡胶圈的压缩量的量化控制，进一步提高了密封结构的可靠性。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]图1是组合自紧式密封结构与推力室头部组装状态的结构示意图；
[0037]图2是图1中A区域的局部放大视图；
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于推力室头部的组合自紧式密封结构，用于试验时对推力室(24)的头部密封；其特征在于：包括第一密封组件、第二密封组件和第三密封组件；第一密封组件和第二密封组件均在推力室(24)的头部形成环形的密封面，第一密封组件、第二密封组件和第三密封组件的密封面自外而内依次设置，共同将推力室(24)的头部密封；第一密封组件将试验负载力传递至推力室头部法兰(26)，第二密封组件将试验负载力传递至推力室头部法兰(26)的背面，第三密封组件将试验负载力传递至试验装置底座。2.根据权利要求1所述的一种用于推力室头部的组合自紧式密封结构，其特征在于：所述第一密封组件包括端面密封法兰(3)、第一连接件(13)、第一橡胶圈(17)和第一挡圈(18)；所述端面密封法兰(3)为环状结构，与推力室头部法兰(26)通过第一连接件(13)可拆装地连接为一体；端面密封法兰(3)与推力室头部法兰(26)贴合的端面上设有第一密封槽，第一密封槽为环形，在端面密封法兰(3)的整个周向上延伸；第一密封槽内设有第一橡胶圈(17)和第一挡圈(18)。3.根据权利要求1所述的一种用于推力室头部的组合自紧式密封结构，其特征在于：所述第一连接件(13)为螺栓，穿过端面密封法兰(3)的通孔后与推力室头部法兰(26)的螺纹孔连接。4.根据权利要求2所述的一种用于推力室头部的组合自紧式密封结构，其特征在于：所述第二密封组件包括密封法兰(4)和第一滑块(5)；所述第一滑块(5)为环状结构，位于端面密封法兰(3)的内侧；第一滑块(5)与端面密封法兰(3)的内侧面之间形成环状的外密封腔，第一滑块(5)外侧面上设有伸入外密封腔的第一密封环，所述第一密封环位于外密封腔临近推力室(24)的一端，其外侧面与端面密封法兰(3)的内侧面贴合；所述外密封腔内设置有第一密封圈组件；所述密封法兰(4)位于端面密封法兰(3)背离推力室头部法兰(26)的一侧，密封法兰(4)为环状结构，下端伸入外密封腔内且抵在第一密封圈组件上；密封法兰(4)下端的外侧面设有第一定位台阶(27)，第一定位台阶(27)抵在端面密封法兰(3)的端面上且与端面密封法兰(3)的内侧面贴合、定位；第一滑块(5)与密封法兰(4)可拆装地固定连接为一体；密封法兰(4)通过第一连接组件与推力室头部法兰(26)可拆装地连接为一体。5.根据权利要求4所述的一种用于推力室头部的组合自紧式密封结构，其特征在于：所述第一连接组件包括固定法兰(1)、转接座(2)和第二连接件(14)；所述固定法兰(1)是环状结构，其最小内径大于推力室头部法兰(26)的外径；所述转接座(2)为弧形...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜疆，许桐晔，段立立，胡敏，范文强，吴振中，赵晶军，
申请(专利权)人：西安航天发动机有限公司，
类型：发明
国别省市：
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