[发明专利]一种涡轮泵端面密封气密性能检测方法

说明书

一种新型涡轮泵端面密封气密性能检测方法，包括如下步骤：步骤一、将外部气瓶与涡轮泵的泵漏管泄出通道通过管路连通；步骤二、打开气瓶的阀门，使气瓶的气体充满泵漏管泄出通道、涡轮泵端面密封的摩擦副和步骤一中的管路，然后测量气瓶内气体的初始压力，记录初始时间；步骤三、测量气瓶内气体的压力随时间的压降变化率△P；步骤四、建立涡轮泵端面密封的标准漏率Y与压降变化率△P的数学模型；步骤五、根据步骤三中的压降变化率△P，和，步骤四中的涡轮泵端面密封的标准漏率Y与压降变化率△P的数学模型，计算涡轮泵端面密封的标准漏率Y。

技术领域

本发明涉及一种气密性能检测方法，特别是涉及一种涡轮泵端面密封气密性能检测方法。

背景技术

涡轮泵作为液体火箭发动机的心脏，具有高温、高压、高转速、腐蚀性介质工作的特征。某型液体火箭发动机涡轮泵为两泵同轴涡轮偏置式结构，为了保证发动机可靠工作，避免两种介质工作时在涡轮泵内相遇产生爆炸，在氧化剂泵与燃料泵之间采用了两套相同密封结构用于隔绝氧化剂和燃料剂。该密封结构主要包括一套弹簧式端面密封是主密封，靠近主泵，其末端设置一套封严圈密封是辅助密封，主、辅密封结构中间为推进剂泄出腔，对称设置两个Φ7mm的管路通道(即泵漏管泄出通道)用于排出因主密封在运转过程中泄漏的推进剂，进一步保障辅助密封可靠工作。发动机端面密封性能目前只能在涡轮泵组件装配时，通过地面固定充气试验台向氧化剂和燃料泵腔密封摩擦副正向充压0.6MPa保压，从主端面密封和辅助端面密封之间的泄出腔的两个Φ7mm的管路通道(即泵漏管)检测主端面密封的气泡漏率，该气泡漏率指标用于判别端面密封的合格与否。然而该方法仅能在涡轮泵组件状态进行密封气密性能检测和判别，当总装成发动机时，由于原用于检测端面密封气密性能的涡轮泵进、出口、泵漏管等结构均完成了总装对接，无法采用传统的气泡法检测密封性能并进行合格与否判读，传统上采用涡轮泵组装状态的气泡漏率和合格判定结果视为整个发动机生产周期乃至火箭生产周期的气密性能。实际上，端面密封的气密性能受温度、环境、周转运输、贮存周期、振动等因素影响会产生一定变化，对于火箭而言其发动机涡轮泵端面密封气密性能性能稳定性将直接影响着可靠性、寿命乃至任务成败。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种涡轮泵端面密封气密性能检测方法，该方法建立了关键表征参数与基于传统正充0.6MPa计数气泡漏率的数学模型，准确将压降特性参数与地面标准气泡漏率表征参数映射，解决了发动机总装后无法测量气泡表征密封漏率的关键难题。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：

一种涡轮泵端面密封气密性能检测方法，包括如下步骤：

步骤一、将外部气瓶与涡轮泵的泵漏管泄出通道通过管路连通；

步骤二、打开气瓶的阀门，使气瓶的气体充满泵漏管泄出通道、涡轮泵端面密封的摩擦副和步骤一中的管路，然后测量气瓶内气体的初始压力，记录初始时间；

步骤三、测量气瓶内气体的压力随时间的压降变化率△P；

步骤四、建立涡轮泵端面密封的标准漏率Y与压降变化率△P的数学模型为：

(1)当0≤△P≤0.0002，Y＝415000·ΔP；

(2)当0.0002＜△P≤0.0008，Y＝700000·ΔP-60；

(3)当0.0008＜△P≤0.008，Y＝1.0642E⁺⁰⁶·ΔP-356.7；

(4)当0.008＜△P≤0.018，Y＝136607·ΔP+7064；

(5)当0.018＜△P≤0.036，Y＝-7.7592E⁺⁰⁷·ΔP²+5.29735E⁺⁰⁶·ΔP-59897.74；