[实用新型]一种液体火箭发动机的泵壳体导流结构

说明书

本实用新型涉及一种液体火箭发动机的泵壳体导流结构，包括第一连接段、入口环腔、分流板、连接通孔以及第二连接段；介质一路由一级泵出口段经第一连接段进入所述入口环腔，另一路由连接通孔进入所述入口环腔，经分流板整流后由二级泵入口进入二级泵。本实用新型的新型过渡导流管结构，该导流管不需要扩大泵体空间，也不需要复杂或特殊的铸造工艺而增大成本，而是仅改变导流管的引出位置，通过将导流管与二级泵壳体集成为一体，通过精密熔模铸造的方式进行生产，使得结构更紧凑、所需配套零件更少。提高了目前液体火箭发动机燃料泵结构紧凑性、缩短生产周期、降低生产成本。

技术领域

本实用新型涉及液体火箭发动机的燃料泵技术领域，尤其涉及一种液体火箭发动机的泵壳体导流结构。

背景技术

由于高压补燃循环发动机的发生器产生的压力极高，这就要求为其提供燃料和氧化剂的泵出口压力也达到相应的水平，同时发生器所需的燃料流量极少、压力更高，为了节约能量消耗、降低涡轮的功率，一般都是将燃料泵设计成同轴的两级泵结构。燃料一级泵增压后的绝大部分流量用于冷却推力室，然后供应其燃烧；另外一部分流量(往往不到一级泵出口流量的1/20)供应到燃料二级泵进行再次增压后，经过流量调节器供应到发生器与氧化剂混合燃烧产生高温高压富氧燃气。液体火箭发动机的燃料二级泵是一种特殊的部分流泵，它与燃料一级泵同轴、同转速；流量小、扬程高，功率极小(相对燃料一级泵而言)；工作介质由燃料一级泵出口引入，入口介质本身压力已极高，因此燃料二级泵的效率和汽蚀性能均不再是关注的重点。目前已知的燃料二级泵引入流道有外接导管和集成式多内流路两种方式，为了获得更加紧凑的结构，内流路结构将逐渐成为新型号发动机燃料二级泵的工作介质引入的主要方式。

目前，已知的液体火箭发动机中，从燃料一级泵到二级泵的导流流道有外接导管方式、集成式多流路方式两种，其中外接导管又分为法兰连接和螺纹连接两种结构。法兰连接方式见图1所示，由导管1-1、螺柱1-2、螺母1-3、法兰1-4、O形密封圈1-5分别和一级泵出口1-6、二级泵入口1-7相连接，组成完整的引流流道结构。螺纹连接方式见图2所示，由导管2-1、接头2-2、压紧螺母2-3、密封垫2-4、转接头2-5、密封垫2-6分别和一级泵出口2-7、二级泵入口2-8相连接，组成完整的外接引流流道结构。集成式多流路方式见图3所示，由集液腔3-4收集从一级泵泵腔中导入的介质，然后通过8个连接通孔3-2进入入口环腔3-1。为了介质顺利入流，集液环腔3-4两侧需要采用倒角密封结构3-3和3-5。

法兰连接方式中，导管1-1需要在一级泵壳体和二级泵壳体按要求方位装配，用螺柱1-2、螺母1-3将法兰1-4连接在壳体上之后，然后在现场取样、弯管制作、现场调整，与法兰1-4进行焊接、探伤、打压、酸洗。整个生产周期长、工艺工序多，所需要的零件也较多，装配较困难，成本也较高。其次，由于装配状态的偏差，使得法兰连接导管的互换性和通用性差、每根导管的形状也不能完全一致。

螺纹连接方式与法兰连接方式基本相似，其中导管1需要一级泵壳体和二级泵壳体按要求方位装配，再将接头2-2、压紧螺母2-3、转接头2-5在对应壳体上之后，现场取样、弯管制作、现场调整，然后与接头2-2进行焊接、探伤、打压、酸洗。整个生产周期长、工艺工序多，所需要的零件也较多，装配困难，成本也较高。其次，由于装配状态的偏差，使得螺纹连接导管的互换性和通用性差，每根导管的形状也不能完全一致。

集成式多流路结构省掉了法兰、螺柱、螺母等零件，比前述两种方式要简单得多，但是由于其连接通孔2达到8个之多，流道结构显得过于复杂。另外，因受结构限制，孔径不能太大，一般在Φ5～Φ7左右，因此该种结构的壳体只能采用3D打印成型的方式加工，因此制作成本比较高。

实用新型内容

针对目前现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种液体火箭发动机的泵壳体导流结构，该导流管不需要扩大泵体空间，也不需要复杂或特殊的铸造工艺而增大成本，而是仅改变导流管的引出位置，通过将导流管与二级泵壳体集成为一体，通过精密熔模铸造的方式进行生产，使得结构更紧凑、所需配套零件更少。