[發明專利]多次起動火箭發動機浮動環吹除壓力精確控制方法

有效

• 申請號: 202010512510.2
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111677600B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 黨鋒剛;莊宿國;李程;王飛;黃丹;呂順進;高樂樂;王良;宋勇;楊霞輝;常濤;馬楠
• 申請（專利權）人: 西安航天動力研究所
• 主分類號: F02K9/96
• 分類號: F02K9/96;F02K9/60
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王楊洋

本發明涉及液體火箭發動機渦輪泵浮動環密封方法，具體涉及一種多次起動火箭發動機浮動環吹除壓力精確控制方法。本發明的目的是解決現有多次起動火箭發動機浮動環吹除壓力控制方法中存在控制精確性差、分流孔板更換難度大且耗時長的技術問題，提供一種多次起動火箭發動機浮動環吹除壓力精確控制方法。該方法包括以下步驟：1)對浮動環進行吹除試驗，記錄浮動環吹除氣路壓力P₂和分流孔板孔徑D₂的數值；2)設定吹除總氣路源頭壓力P₁、吹除總氣路孔板孔徑D₁和一系列浮動環介質泄漏當量孔徑D₃，繪制分流孔板選型圖；3)在分流孔板選型圖上找到與點(D₂，P₂)最接近的曲線，確定所需分流孔板孔徑；4)將分流孔板放置于吹除管路中。

技術領域

本發明涉及液體火箭發動機渦輪泵浮動環密封方法，具體涉及一種多次起動火箭發動機浮動環吹除壓力精確控制方法。

背景技術

浮動環的密封性能是制約機械設備工作效率、可靠性、運行成本和能耗的關鍵指標之一，直接影響到整個機組的安全性能和持續運轉能力。在航空航天、冶金機械、石油化工等領域，隨著設備高速化和大型化的發展，對浮動環密封性能的要求越來越高，尤其是液體火箭發動機在高壓、高速以及高、低溫等特殊工況，對浮動環的密封性能要求更為苛刻。浮動環密封屬于間隙密封，在工作過程中主要靠吹除壓力進行密封，如何控制吹除壓力是實現浮動環密封性能的關鍵因素。

液體火箭發動機渦輪泵浮動環在試車后會出現不同程度的磨損，使得介質泄漏量變化，導致吹除壓力發生變化，由于液體火箭發動機需要多次起動，浮動環吹除壓力發生變化，無法實現介質的有效密封，必須進行吹除試驗，一般通過更換管路中的分流孔板來實現對浮動環吹除壓力的調節，以保證吹除壓力。

目前，液體火箭發動機初始分流孔板孔徑為1.8mm，試車后，若浮動環處介質泄漏量增大，則更換小孔徑的分流孔板，若浮動環處介質泄漏量減小，則更換大孔徑的分流孔板，因無法準確估算分流孔板孔徑大小，一般需要更換孔板3次以上，才能將吹除壓力調整為0.5±0.05MPa，精確性較差，并且由于液體火箭發動機系統管路極為復雜，分流孔板更換難度極大，同時浮動環吹除試驗涉及多系統協同運行，通常耗時一天左右，嚴重影響了發動機試車后的處置效率。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術存在控制精確性差、分流孔板更換難度大且耗時長的技術問題，提供一種多次起動火箭發動機浮動環吹除壓力精確控制方法。

為解決上述技術問題，本發明提供的技術解決方案如下：

一種多次起動火箭發動機浮動環吹除壓力精確控制方法，其特殊之處在于，包括以下步驟：

1)對火箭發動機試車后的浮動環進行吹除試驗，吹除總氣路的介質經過浮動環，在浮動環處泄漏部分介質，從而將吹除總氣路分為兩路，一路為浮動環吹除分流氣路，另一路為浮動環介質泄漏氣路，吹除總氣路中設置有總氣路孔板，浮動環吹除分流氣路中設置有分流孔板，待吹除系統中浮動環吹除氣路壓力P₂穩定后，記錄P₂和分流孔板孔徑D₂的數值；

2)設定吹除總氣路源頭壓力P₁、吹除總氣路孔板孔徑D₁和一系列浮動環介質泄漏當量孔徑D₃，根據以下公式：

以分流孔板孔徑D₂為橫坐標、浮動環吹除氣路壓力P₂為縱坐標，繪制分流孔板選型圖，

其中，

P₁為吹除總氣路源頭壓力，MPa；

P₂為浮動環吹除氣路壓力，MPa；