[發明專利]一種液體火箭發動機渦輪泵用高速氦氣端面密封試驗裝置

有效

• 申請號: 202110484663.5
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113405735B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 董麗雙;何偉鋒;王洪福;張棟;孟博丁;劉國龍;劉妺
• 申請（專利權）人: 北京航天動力研究所
• 主分類號: G01M3/20
• 分類號: G01M3/20;F16J15/34
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 任林沖

本發明涉及一種液體火箭發動機渦輪泵用高速氦氣端面密封試驗裝置，包括殼體、主軸、前軸承、后軸承、前軸承壓蓋、前軸封、前軸封壓蓋；主軸位于殼體內，通過前軸承和后軸承支撐；前軸承通過前軸承壓蓋固緊在殼體上；主軸前端安裝有軸套和動環，軸套位于前軸承、調整軸套和動環之間；前鎖緊螺帽與主軸前端連接，用于將動環墊片、動環、調整軸套和軸套固定在主軸上；靜環組件穿過軸套和主軸，固緊在殼體上，靜環組件與前端蓋之間形成密封腔；前端蓋固緊在殼體上，前端蓋和殼體之間設置有密封墊。本發明既可以用工藝動環驗證靜環組件的密封性能，也可用工藝靜環考核動環的結構合理性。

技術領域

本發明涉及一種液體火箭發動機渦輪泵用高速氦氣端面密封試驗裝置，應用于液氫液氧推進劑火箭發動機氦氣端面密封組件的抽檢、跑合試驗及研究性試驗，屬于液體火箭發動機渦輪泵用端面密封試驗技術應用領域。

背景技術

渦輪泵是液體火箭發動機的核心動力組件，也是整個發動機中最復雜的組件。端面密封是渦輪泵中隔離不同工作介質的關鍵組件，對渦輪泵安全工作和功能實現至關重要；端面密封的可靠性是發動機可靠性的基礎。

氦氣端面密封是用來隔離渦輪泵中液氧與液氫的接觸，防止氫氧接觸后產生爆炸。高轉速條件下，氦氣端面密封的密封性能與壓力、轉速、靜環膜盒剛度以及靜環壓縮量等因素有關。

氦氣端面密封試驗裝置是模擬發動機渦輪泵的工作環境，包括工作介質、工作轉速、密封腔壓力以及泄漏量來判斷端面密封產品的密封性能和結構合理性。試驗裝置需要在高速狀態下具有良好的結構性能和密封性能，設計時也需考慮試驗裝置的可靠性和穩定性問題。目前還沒有適用于高轉速條件下的氦氣端面密封試驗裝置。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提出一種液體火箭發動機渦輪泵用高速氦氣端面密封試驗裝置，實現高轉速條件下的氦氣端面密封。

本發明解決技術的方案是：

一種液體火箭發動機渦輪泵用高速氦氣端面密封試驗裝置，包括殼體、主軸、前軸承、后軸承、前軸承壓蓋、前軸封、前軸封壓蓋、靜環組件、軸套、調整軸套、動環、前鎖緊螺帽、前端蓋、后軸承壓蓋、隔環、調整墊片、調整軸套、后鎖緊螺帽、后軸封、后軸封壓蓋和后端蓋；

主軸位于殼體內，通過前軸承和后軸承支撐；前軸承通過前軸承壓蓋固緊在殼體上；

主軸前端安裝有軸套和動環，軸套位于前軸承、調整軸套和動環之間；前鎖緊螺帽與主軸前端連接，用于將動環墊片、動環、調整軸套和軸套固定在主軸上；

靜環組件穿過軸套和主軸，固緊在殼體上，靜環組件與前端蓋之間形成密封腔；

前端蓋固緊在殼體上，前端蓋和殼體之間設置有密封墊；

前軸封壓蓋和靜環組件之間形成泄出腔；

前軸承壓蓋固緊在殼體上；

后軸承通過后軸承壓蓋固緊在殼體上；后軸承和后軸承壓蓋之間設置有不同厚度的調整墊片，用于施加前軸承和后軸承的軸向裝配預緊力，消除軸承的軸向游隙；

主軸后端安裝有后鎖緊螺帽，后鎖緊螺帽位于后軸承和后端蓋之間，用于將后軸承內圈固緊在主軸上；

后端蓋固緊在殼體上，后端蓋和殼體之間設置有密封墊；前油封壓蓋和后端蓋之間形成軸承腔，殼體前端靠近前軸承的位置加工有一個與軸承腔相通的冷卻液進口，殼體后端靠近后軸承的最上方加工有與軸承腔連通的冷卻液出口；主軸穿出后端蓋，與外部動力驅動裝置的輸出軸聯接。

進一步的，前端蓋固緊在殼體上，前端蓋和殼體之間設置有密封墊。

進一步的，試驗裝置包括密封腔、泄出腔和軸承腔，靜環組件和動環構成密封組件，密封組件與前端蓋形成密封腔；靜環組件、殼體與前軸承壓蓋形成泄出腔；前軸承壓蓋和后端蓋形成軸承腔。