[發明專利]一種低溫發動機氧化劑泵用組合式密封裝置

有效

• 申請號: 201410850368.7
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN104565363A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 陳杰;郝飛;趙偉剛;張樹強;王良;姜文權
• 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: F16J15/02
• 分類號: F16J15/02
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 陳廣民

技術領域

本發明涉及一種機械密封裝置，其主要涉及一種用于低溫發動機氧化劑泵用組合式密封裝置。

背景技術

目前，國內外用于低溫環境的機械密封主要有兩種，第一種類型是非接觸式密封，其特征是采用迷宮或浮動環來改變介質流動特性實現逐級減壓和密封；第二種類型是接觸式機械密封，其特征是利用彈簧和波紋管等彈性元件使靜環和旋轉環緊密貼合實現密封。第一種非接觸型組合式密封具有結構簡單、工作時無接觸摩擦、可靠性高的優點，但該結構會占用較大的尺寸空間，同時存在泄漏量大的問題。第二種接觸式機械密封，密封結構較為成熟，密封補償性和跟隨性較好，但由于低溫介質在密封端面極易膨脹氣化，在較高的工作壓力和較大的振動環境下，該結構對低溫介質存在泄漏量較大和端面磨損量較大的問題，重復使用性能不佳。

發明內容

為了解決背景技術中的問題，本發明提出了一種在高線速度、低溫、高壓條件下的密封性能好、可靠性高、適用范圍廣的用于低溫工況下發動機氧化劑泵用組合式密封裝置。

本發明的具體技術方案是：

一種低溫發動機氧化劑泵用組合式密封裝置，其特征在于：氧化劑泵殼體和氧化劑泵轉軸之間形成一個空腔；所述空腔中依次設置有非接觸式密封組件和接觸式機械密封。

上述非接觸式密封組件為密封輪結構；所述密封輪套裝在氧化劑泵轉軸上并位于氧化劑泵殼體的入口端；所述密封輪為液封輪或者螺旋輪。

上述接觸式機械密封組件包括石墨環、支撐環、彈簧、波紋管以及固定法蘭；

所述支撐環、波紋管、固定法蘭均依次套裝在氧化劑泵的轉軸上；所述支撐環、波紋管、固定法蘭形成一個彈簧腔；所述彈簧安裝在彈簧腔內；所述彈簧的一端與支撐環接觸，另一端與固定法蘭接觸；所述支撐環能夠沿著氧化劑泵轉軸作軸向移動；所述固定法蘭通過螺釘固定安裝在氧化泵殼體上；

所述石墨環設置在支撐環和密封輪之間，石墨環的一端安裝在支撐環上，另一端與密封輪端面接觸。

上述接觸式機械密封組件還包括脫開裝置以及引壓通道；所述脫開裝置包括固定環、銷釘；所述固定環的外環壁與氧化劑泵殼體的內壁固定連接；所述固定環體上開設有銷孔；所述銷釘安裝在銷孔內且銷孔和銷釘為間隙配合；所述氧化劑泵殼體、固定環形成一個小空腔；所述引壓通道在氧化劑泵殼體上開設；所述小空腔與引壓通道連通。

上述固定環與氧化劑泵殼體通過螺紋進行連接。

上述銷孔的數量為多個且均勻分布在固定環上；所述銷釘的數量與銷孔數量相同。

上述固定法蘭上設置有凸臺；所述凸臺與氧化劑泵殼體內壁緊密貼合；所述凸臺上設置有凹槽；凹槽內安裝有密封環；所述密封環的截面呈倒“V”字形。

上述非接觸式密封組件和接觸式機械密封組件在空腔內依次設置有多組。

本發明的優點在于：

1、本發明采用非接觸式密封組件和接觸式機械密封組件結合的方式，利用非接觸式密封組件對氧化劑泵入口的高壓液氧進行密封和減壓，從而降低接觸式機械密封的工作壓力，將難以密封的高壓液氧轉化為易于密封的低壓氣氧；

2、本發明的接觸式密封組件中采用脫開裝置，保證發動機在預冷充填階段無液氧泄漏，工作時密封面脫開，實現低磨損，停車時自動閉合，可適應發動機的多次起動。

3、本發明的接觸式機械密封組件對經密封輪減壓后形成的低壓氣氧進行密封，采用高性能石墨作為摩擦副材料，具有較好的摩擦特性，可保證密封在氣氧環境中穩定工作。

4、本發明采用倒“V”字形環做為輔助密封，既節省空間又能防止低溫介質向隔離腔泄漏；

5、本發明采用的組合式密封裝置在空腔內多組設置，可以實現逐級減壓功能，大大提高了密封裝置的可靠性和穩定性。

附圖說明

圖1為本發明密封裝置的結構簡圖；

其中，1-氧化劑泵殼體、2-氧化劑泵轉軸、3-空腔、4-密封輪、5-接觸式機械密封組件、6-石墨環、7-支撐環、8-彈簧、9-波紋管、10-固定法蘭、11-凹槽、12-密封環、13-凸臺、14-螺栓、15-彈簧腔。

圖2為本發明密封裝置的優化實施方案的結構示意圖。

其中，16-脫開裝置、17-固定環、18-引壓通道、19-銷釘、20-銷孔、21-小空腔

具體實施方式

本發明提出了一種低溫發動機氧化劑泵用組合式密封裝置，結合圖1對本裝置的結構進行描述：