一種氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪泵用瑞利槽式浮動(dòng)環(huán)密封裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪泵用瑞利槽式浮動(dòng)環(huán)密封裝置，其包括浮動(dòng)環(huán)，浮動(dòng)環(huán)設(shè)置在密封殼體與蓋板形成的空腔內(nèi)，在浮動(dòng)環(huán)與蓋板之間設(shè)置波形彈簧；密封軸套依次穿過蓋板、浮動(dòng)環(huán)和密封殼體的中心孔；所述的浮動(dòng)環(huán)由整體石墨環(huán)與浮動(dòng)環(huán)座熱壓裝配組成，其中石墨環(huán)鑲嵌在浮動(dòng)環(huán)座內(nèi)，浮動(dòng)環(huán)座外表面對稱設(shè)置兩個(gè)防轉(zhuǎn)凸臺(tái)；在浮動(dòng)環(huán)內(nèi)孔表面設(shè)置若干個(gè)瑞利槽，在浮動(dòng)環(huán)內(nèi)孔出口段和瑞利槽之間增加若干個(gè)周向槽；在浮動(dòng)環(huán)內(nèi)孔圓周方向均勻設(shè)置軸向槽，使其與瑞利槽和周向槽貫通。本發(fā)明專利技術(shù)在浮動(dòng)環(huán)密封中引入瑞利動(dòng)壓槽結(jié)構(gòu)，充分利用密封間隙流體的動(dòng)壓效應(yīng)，進(jìn)一步提高密封工作性能。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及密封裝置，具體涉及一種氫氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)氫氧渦輪栗動(dòng)密封裝置。
技術(shù)介紹
進(jìn)入21世紀(jì)以來，世界各航天大國紛紛提出載人火星和深空探測計(jì)劃，大推力火箭是必不可少的運(yùn)輸工具，進(jìn)一步降低成本和污染、提高可靠性和運(yùn)載能力是運(yùn)載火箭未來的發(fā)展方向。氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)具有理論比沖高、無污染、冷卻性能好等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)外新一代運(yùn)載火箭中得到普遍應(yīng)用。氫氧渦輪栗是氫氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的核心組件之一，而動(dòng)密封是渦輪栗的關(guān)鍵零組件。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)推力的提高，渦輪栗轉(zhuǎn)速、軸徑增大，導(dǎo)致接觸式密封的唇部很容易被磨平。大推力發(fā)動(dòng)機(jī)氫氧渦輪栗動(dòng)密封主要采用非接觸式動(dòng)密封，如迷宮密封、浮動(dòng)環(huán)密封等，而浮動(dòng)環(huán)動(dòng)密封主要為光環(huán)孔式浮動(dòng)環(huán)密封。光滑孔式浮動(dòng)環(huán)浮起力較小，尤其在密封介質(zhì)粘度較小的液氫環(huán)境中，工作時(shí)偏心率較大，導(dǎo)致浮動(dòng)環(huán)磨損量較大。為降低浮動(dòng)環(huán)的磨損量，提高動(dòng)密封的重復(fù)使用次數(shù)，光滑孔式浮動(dòng)環(huán)與轉(zhuǎn)軸的配合間隙較大，直接導(dǎo)致浮動(dòng)環(huán)泄漏量明顯偏大；同時(shí)，光滑孔式浮動(dòng)環(huán)與轉(zhuǎn)軸表面的間隙中阻力系數(shù)較小，進(jìn)一步增加了浮動(dòng)環(huán)的泄漏量。因此，為防止或盡可能減小推進(jìn)劑的泄漏量，提高渦輪栗效率并防止液氧與富氫燃?xì)饣旌?，以確保渦輪栗工作安全可靠。鑒于此，專利技術(shù)了一種氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪栗用瑞利槽式浮動(dòng)環(huán)動(dòng)密封裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)為克服現(xiàn)有氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪栗光滑孔式浮動(dòng)環(huán)密封泄漏量大的缺點(diǎn)，提出一種氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪栗用瑞利槽式浮動(dòng)環(huán)密封裝置，可以滿足大推力氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪栗的性能及工作安全可靠性要求。實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)目的的技術(shù)方案:一種氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪栗用瑞利槽式浮動(dòng)環(huán)密封裝置，其包括浮動(dòng)環(huán)，浮動(dòng)環(huán)設(shè)置在密封殼體與蓋板形成的空腔內(nèi)，在浮動(dòng)環(huán)與蓋板之間設(shè)置波形彈簧；密封軸套依次穿過蓋板、浮動(dòng)環(huán)和密封殼體的中心孔；所述的浮動(dòng)環(huán)由整體石墨環(huán)與浮動(dòng)環(huán)座熱壓裝配組成，其中石墨環(huán)鑲嵌在浮動(dòng)環(huán)座內(nèi)，浮動(dòng)環(huán)座外表面對稱設(shè)置兩個(gè)防轉(zhuǎn)凸臺(tái)；在浮動(dòng)環(huán)內(nèi)孔表面設(shè)置若干個(gè)瑞利槽，在浮動(dòng)環(huán)內(nèi)孔出口段和瑞利槽之間增加若干個(gè)周向槽；在浮動(dòng)環(huán)內(nèi)孔圓周方向均勻設(shè)置軸向槽，使其與瑞利槽和周向槽貫通；所述的密封殼體對稱設(shè)置防轉(zhuǎn)槽，使其與浮動(dòng)環(huán)的防轉(zhuǎn)凸臺(tái)配合。如上所述的一種氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪栗用瑞利槽式浮動(dòng)環(huán)密封裝置，其所述的波形彈簧對浮動(dòng)環(huán)的背面施加軸向預(yù)載，使其與密封殼體形成軸向密封，波形彈簧的單位周長方向的預(yù)緊力為0.06?0.15N/mm。如上所述的一種氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪栗用瑞利槽式浮動(dòng)環(huán)密封裝置，其所述的密封殼體與蓋板通過螺釘固定連接。如上所述的一種氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪栗用瑞利槽式浮動(dòng)環(huán)密封裝置，其所述的石墨環(huán)為M203K石墨；所述的浮動(dòng)環(huán)座為GH4169金屬。如上所述的一種氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪栗用瑞利槽式浮動(dòng)環(huán)密封裝置，其所述的浮動(dòng)環(huán)出口段采用光滑直孔結(jié)構(gòu)，并選取0.12_?0.14_徑向密封間隙。如上所述的一種氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪栗用瑞利槽式浮動(dòng)環(huán)密封裝置，其在石墨環(huán)與密封殼體配合面加工環(huán)形凸臺(tái)以減小接觸摩擦面積，嚴(yán)格保證密封殼體的環(huán)形凸臺(tái)密封面和浮動(dòng)環(huán)的環(huán)形凸臺(tái)工作面的端面垂直度和平面度，并采用研磨工藝保證配合面粗糙度要求。所述的浮動(dòng)環(huán)的環(huán)形凸臺(tái)工作面的端面垂直度0.0lmm和平面度0.006mm,并采用研磨工藝保證工作面粗糙度Ra0.1要求；所述的密封殼體的環(huán)形凸臺(tái)密封面的端面垂直度0.0lmm和平面度0.006mm,并采用研磨工藝保證工作面粗糙度Ra0.1要求。如上所述的一種氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪栗用瑞利槽式浮動(dòng)環(huán)密封裝置，其在浮動(dòng)環(huán)內(nèi)孔表面設(shè)置8?12個(gè)瑞利槽，在浮動(dòng)環(huán)內(nèi)孔出口段和瑞利槽之間增加I個(gè)周向槽；在浮動(dòng)環(huán)內(nèi)孔圓周方向均勻設(shè)置與瑞利槽數(shù)量相等的軸向槽。本專利技術(shù)的效果在于:本專利技術(shù)所述的氫氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)氫氧渦輪栗動(dòng)密封裝置，其在浮動(dòng)環(huán)密封中引入瑞利動(dòng)壓槽結(jié)構(gòu)，充分利用密封間隙流體的動(dòng)壓效應(yīng)，進(jìn)一步提高密封工作性能。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比優(yōu)點(diǎn)在于:(I)瑞利槽式浮動(dòng)環(huán)浮起力大，反應(yīng)迅速，具有優(yōu)越的起動(dòng)工作性能，浮動(dòng)環(huán)工作時(shí)偏心率小，使其磨損量小于光滑孔式浮動(dòng)環(huán)，適用于大推力氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪栗動(dòng)密封；(2)瑞利槽式浮動(dòng)環(huán)可以具有較小的出口段徑向密封間隙，密封介質(zhì)泄漏量小，解決了光滑孔式浮動(dòng)環(huán)密封泄漏量大的問題，提高了渦輪栗效率?！靖綀D說明】圖1為本專利技術(shù)所述的一種氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪栗用瑞利槽式浮動(dòng)環(huán)密封裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為瑞利槽式浮動(dòng)環(huán)；圖3為視圖1 (浮動(dòng)環(huán)的環(huán)形凸臺(tái))局部放大圖；圖4為密封殼體；圖5為視圖1I (密封殼體的環(huán)形凸臺(tái))局部放大圖；圖中:1.浮動(dòng)環(huán)；2.密封殼體；3.蓋板；4.波形彈簧；5.密封軸套；6.螺釘；7.浮動(dòng)環(huán)座；8.石墨環(huán)；9.軸向槽；10.瑞利槽；11.周向槽；12.防轉(zhuǎn)凸臺(tái)；14.防轉(zhuǎn)槽；16.密封殼體的環(huán)形凸臺(tái)密封面；17.浮動(dòng)環(huán)的背面；18.浮動(dòng)環(huán)的環(huán)形凸臺(tái)工作面?！揪唧w實(shí)施方式】下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本專利技術(shù)所述的一種氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪栗用瑞利槽式浮動(dòng)環(huán)密封裝置作進(jìn)一步描述。如圖1所示，本專利技術(shù)所述的一種氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪栗用瑞利槽式浮動(dòng)環(huán)密封裝置，它包括浮動(dòng)環(huán)1，浮動(dòng)環(huán)I設(shè)置在密封殼體2與蓋板3形成的空腔內(nèi)，在浮動(dòng)環(huán)I與蓋板3之間設(shè)置波形彈簧4 ;密封軸套5依次穿過蓋板3、浮動(dòng)環(huán)I和密封殼體2的中心孔。如圖2所示，所述的浮動(dòng)環(huán)I由整體石墨環(huán)8與浮動(dòng)環(huán)座7熱壓裝配組成，其中石墨環(huán)8鑲嵌在浮動(dòng)環(huán)座7內(nèi)，浮動(dòng)環(huán)座7外表面對稱設(shè)置兩個(gè)防轉(zhuǎn)凸臺(tái)12。在浮動(dòng)環(huán)I內(nèi)孔表面設(shè)置8?12個(gè)瑞利槽10 (例如:8個(gè)、10個(gè)或12個(gè))，在浮動(dòng)環(huán)I內(nèi)孔出口段和瑞利槽10之間增加I個(gè)周向槽11 ;在浮動(dòng)環(huán)I內(nèi)孔圓周方向均勻設(shè)置與瑞利槽數(shù)量相等的軸向槽9，使其與瑞利槽10和周向槽11貫通。如圖4所示，所述的密封殼體2對稱設(shè)置防轉(zhuǎn)槽14，使其與浮動(dòng)環(huán)的防轉(zhuǎn)凸臺(tái)12配合。所述的波形彈簧4對浮動(dòng)環(huán)的背面17施加軸向預(yù)載，使其與密封殼體2形成軸向密封，波形彈簧4的單位周長方向的預(yù)緊力為0.06?0.15N/mm(例如:0.06N/mm、0.10N/mm或 0.15N/mm)。所述的密封殼體2與蓋板3通過螺釘6固定連接。所述的石墨環(huán)8為M203K石墨；所當(dāng)前第1頁1 2 本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪泵用瑞利槽式浮動(dòng)環(huán)密封裝置，其特征在于：它包括浮動(dòng)環(huán)(1)，浮動(dòng)環(huán)(1)設(shè)置在密封殼體(2)與蓋板(3)形成的空腔內(nèi)，在浮動(dòng)環(huán)(1)與蓋板(3)之間設(shè)置波形彈簧(4)；密封軸套(5)依次穿過蓋板(3)、浮動(dòng)環(huán)(1)和密封殼體(2)的中心孔；所述的浮動(dòng)環(huán)(1)由整體石墨環(huán)(8)與浮動(dòng)環(huán)座(7)熱壓裝配組成，其中石墨環(huán)(8)鑲嵌在浮動(dòng)環(huán)座(7)內(nèi)，浮動(dòng)環(huán)座(7)外表面對稱設(shè)置兩個(gè)防轉(zhuǎn)凸臺(tái)(12)；在浮動(dòng)環(huán)(1)內(nèi)孔表面設(shè)置若干個(gè)瑞利槽(10)，在浮動(dòng)環(huán)(1)內(nèi)孔出口段和瑞利槽(10)之間增加若干個(gè)周向槽(11)；在浮動(dòng)環(huán)(1)內(nèi)孔圓周方向均勻設(shè)置軸向槽(9)，使其與瑞利槽(10)和周向槽(11)貫通；所述的密封殼體(2)對稱設(shè)置防轉(zhuǎn)槽(14)，使其與浮動(dòng)環(huán)的防轉(zhuǎn)凸臺(tái)(12)配合。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：沈文金，葉小強(qiáng)，孫曉偉，金志磊，張璽，林奇燕，張召磊，夏德新，鄭繼坤，賀雷，
申請(專利權(quán))人：北京航天動(dòng)力研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11