[實用新型]一種適用于過氧化氫介質的動密封裝置

有效

• 申請號: 201020251956.6
• 申請日: 2010-07-08
• 公開（公告）號: CN201943995U
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發明（設計）人: 趙偉剛;楊紹康;王少鵬
• 申請（專利權）人: 中國航天科技集團公司第六研究院第十一研究所
• 主分類號: F04D29/08
• 分類號: F04D29/08
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

技術領域

本實用新型屬于發動機渦輪泵密封技術領域，更具體地講，屬于發動機渦輪泵強氧化介質下的動密封系統。本實用新型也可用于石油、化工試驗裝置，以及泵旋轉軸密封的地方。

背景技術

未來的大推力助推級發動機已轉向采用液氧/煤油、液氫/液氧等無毒推進劑。對于需要在空間長期運行、有可能載人的軌道機動發動機、軌道轉移發動機、運載火箭上面級發動機，除無毒無污染的要求以外，還要求推進劑可以在空間長期貯存。國外飛行實踐表明，如果采用液氧、液氫等低溫推進劑，則空間飛行器在軌時間不能超過一個月，而且需要飛行器設置復雜的熱控系統，增加了地面和空間維護操作的復雜性和再生成本。

在此背景下，過氧化氫作為液體推進劑的一些優良特性又重新獲得了關注。與液氧、液氫等低溫推進劑相比，過氧化氫有其特殊的使用領域，特別適用于需長期(大于3個月)在空間運行、載人、反復穿越大氣層、重復使用的近地軌道飛行器，可以減小飛行器體積和阻力、避免對環境、飛行器和乘員的污染，提高安全性、維護性和可操作性，降低飛行器的開發和運行成本。過氧化氫系列發動機可用于衛星、飛船、空間作戰平臺的姿軌控發動機，也可用作空間飛行器的軌道機動/轉移發動機，運載火箭的上面級發動機。

由于過氧化氫具有140℃溫度下形成鏈式分解，容易引起爆炸，而在過氧化氫泵中密封是處于高溫燃氣和過氧化氫介質的雙重環境下的，這就給密封提出了極大的挑戰。

實用新型內容

本實用新型目的是提供一種適用于過氧化氫介質的動密封裝置，該密封裝置實現了對發動機渦輪泵過氧化氫介質密封裝置結構緊湊、占據軸向空間小、密封性能好的技術要求。

本實用新型的技術解決方案是：

一種適用于過氧化氫介質的動密封裝置，其特殊之處在于：其包括設置在渦輪泵軸14上用來密封高溫燃氣的膜盒式密封1、設置在渦輪泵軸14上用來密封過氧化氫的彈簧式端面密封2、設置在渦輪泵殼體15上的油氣源組件4；

所述膜盒式密封1包括焊接金屬波紋管11、后環10、第一動環8、第一靜環座91、第一靜環9，所述第一靜環9固定在第一靜環座91上，所述后環10固定在渦輪泵殼體15上，所述金屬波紋管11的一端焊接在后環10上，另一端焊接在第一靜環座91上；所述第一靜環9和第一動環8摩擦連接，所述第一動環8固定在渦輪泵軸14上；

所述彈簧式端面密封2包括第二動環組件、第二靜環座61、第二靜環6、彈簧殼體7、多個小彈簧13，所述第二靜環6固定在第二靜環座61上，所述彈簧殼體7固定在渦輪泵殼體15上，所述小彈簧13的一端設置在彈簧殼體7的彈簧孔17內，另一端頂住第二靜環座61的端面，所述第二靜環6與第二動環組件摩擦連接，所述第二動環座組件固定在渦輪泵軸14上；

所述渦輪泵殼體15、膜盒式密封1、彈簧式端面密封2、渦輪泵軸14圍成隔離油腔3，其內充滿隔離油，所述油氣源組件4與隔離油腔3相通，用于向隔離油提供設定的壓力。

上述第二動環組件包括第二動環座51、第二動環5以及設置在第二動環5和第二動環座51之間用于密封的彈性圈52；所述第二動環5上設置有兩個中心相對設置的卡齒56，所述第二動環座51設置有兩個中心相對且與卡齒相配合的卡槽55；所述第二靜環6與第二動環5摩擦連接，所述第二動環5固定在第二動環座51上，所述第二動環座51固定在渦輪泵軸14上。

上述第二動環5與第二靜環6相接觸的摩擦面53上設置有環形溝槽54，所述環形溝槽54設置在第二動環5的摩擦面53的內側。

上述彈簧殼體7和第二靜環座61周向分別開多個用于加強過氧化氫介質的流動性的回流孔16。

上述彈簧殼體7和第二靜環座61上回流孔16的數量為六個且圓周均布。

上述膜盒式密封1還包括阻尼帶12，所述阻尼帶12設置在金屬波紋管的外側面圓周且與輪泵殼體15固連。

上述第一靜環9和第二靜環6為石墨靜環，所述隔離油為抗化學潤滑油。

本實用新型與現有技術相比的優點在于：

1、本實用新型用于發動機渦輪泵中，密封過氧化氫介質和高溫燃氣，以免兩種介質相互接觸引起爆炸。

2、本實用新型設計的過氧化氫介質動密封裝置，采用兩級串聯式密封，中間隔離油腔加隔離油的密封組合結構，拋開了傳統密封的一味的“堵”或“疏”的方案，結合了“堵”和“疏”各自之長，將密封處于良好的運行環境中，降低了過氧化氫介質接觸環境的溫度。