[发明专利]一种适用于低温高速重复使用的动密封装置

说明书

本发明涉及一种适用于低温高速重复使用的动密封装置，应用于液体火箭发动机涡轮泵上，所述液体火箭发动机涡轮泵包括轴(18)和套设于轴(18)上的轴承(9)，所述动密封装置包括主密封结构，所述主密封结构包括动环(1)、静环组件(2)、波纹管(3)、后环(4)、密封壳体(5)和轴套(14)。本发明的动密封装置包括主密封结构，使得低温介质容易进入动环与静环组件贴合面处，从而避免密封面出现干摩擦，减少了密封磨损，增加了密封寿命，从而满足涡轮泵的高转速、高压力、径向跳动量大等恶劣工况下长寿命和重复使用的要求。

技术领域

本发明涉及密封技术领域，具体涉及一种适用于低温高速重复使用的动密封装置。

背景技术

目前，世界范围内进入了商业航天大发展的潮流。高可靠性、低成本、重复使用、无污染的火箭发动机成为液体火箭发动机的发展方向。液氧甲烷发动冷却性能好、燃烧效率高、不易结焦、比冲高于液氧煤油发动机，其中单位质量甲烷燃料成本只有煤油的1/3，不到液氢的1/30。

液氧泵作为液氧甲烷发动机的重要组成部分，其作用是输送发动机工作时所需的低温液氧，液氧泵与甲烷泵紧邻。通常在液体火箭发动机涡轮泵中的液氧泵和甲烷泵之间设置一套密封装置，避免两种介质相遇。目前，国内外用于低温环境的密封主要有两种：

1)非接触式密封，其原理是采用迷宫局部间隙实现逐级减压和密封，如浮动环、迷宫密封等；

2)普通接触式机械密封，其原理是利用弹性元件使摩擦副紧密贴合实现密封，该种密封结构较为成熟，可实现静态密封，动态工作时介质泄漏量小。

但是，上述两种密封方式均不能满足涡轮泵的高转速、高压力、径向跳动量大等恶劣工况下长寿命和重复使用的要求。

发明内容

为解决现有技术存在的技术缺陷和不足，本发明提供了一种适用于低温高速重复使用的动密封装置。

具体地，本发明一个实施例提出的一种适用于低温高速重复使用的动密封装置，应用于液体火箭发动机涡轮泵上，所述液体火箭发动机涡轮泵包括轴和套设于轴上的轴承，所述动密封装置包括主密封结构，所述主密封结构包括动环、静环组件、波纹管、后环、密封壳体和轴套，其中，

所述动环套设于所述轴上，所述动环的第一端面与轴承的端面贴合，所述动环的第二端面与所述静环组件的第一端面贴合，所述静环组件的第二端面与所述波纹管的第一端连接，所述波纹管的第二端与所述后环连接，且所述静环组件套设于所述轴套上，且所述轴套套设于所述轴上，所述密封壳体沿轴向套设于所述静环组件、所述波纹管和所述后环上，且所述密封壳体与所述静环组件、所述波纹管和所述后环固定连接。

在本发明的一个实施例中，所述主密封结构还包括第一密封圈，所述第一密封圈设置于所述动环的第一端面和所述轴套之间，且所述第一密封圈与所述动环的第一端面相接触的端面设置有锥角凸台。

在本发明的一个实施例中，所述主密封结构还包括第二密封圈，所述第二密封圈设置于所述密封壳体和所述液体火箭发动机涡轮泵的壳体之间。

在本发明的一个实施例中，所述主密封结构还包括第一螺钉，所述密封壳体通过所述第一螺钉与所述液体火箭发动机涡轮泵的壳体连接。

在本发明的一个实施例中，所述动环的第二端面设置有斜角。

在本发明的一个实施例中，还包括辅助密封结构，所述辅助密封结构包括分体浮动环、压缩弹簧、若干拉簧，所述分体浮动环包括第一浮动环和第二浮动环，其中，

所述分体浮动环套设于所述轴套上，所述压缩弹簧设置于所述第一浮动环和所述第二浮动环之间，若干所述拉簧套设于所述第一浮动环和所述第二浮动环上。